IBM affirme que les puces basées sur cette nouvelle conception offriront des performances 40 % supérieures à celles des puces 10 nm actuelles produites par des sociétés comme AMD, ARM et Intel.

En collaboration avec Samsung et Global Foundries, fabricants de puces pour Qualcomm, AMD et d'autres, IBM a dévoilé un nouveau procédé de lithographie dans l'ultraviolet extrême (EUV) pour la production de puces de 5 nm. Cette avancée permettra aux entreprises d'intégrer plus de 30 milliards de transistors sur une seule puce informatique.

Il y a seulement deux ans, IBM annonçait un processus de fabrication de puces de 7 nm, et Samsung devrait commencer les expéditions dès l'année prochaine.

Les nouvelles puces de 5 nm utilisent des transistors GAAFET (Gate-All-Around), où le matériau de grille enveloppe trois nanofeuilles de silicium horizontales. Cela contraste avec la conception FinFET plus courante, qui repose sur des ailettes verticales.

IBM indique également avoir exploré l'extension des conceptions FinFET à 5 nm, mais s'être heurté à des limitations de performances dues à la circulation restreinte du courant dans les ailettes ultra-fines. L'architecture GAA est plus simple à certains égards et semble pouvoir être étendue jusqu'à 3 nm.

Selon IBM, cette nouvelle conception offre un gain de performances de 40 % par rapport aux puces 10 nm existantes d'AMD, d'ARM et d'Intel, sans augmentation de la consommation énergétique. À performances inchangées, la consommation énergétique pourrait être réduite de 75 %.

Le nouveau processus d'IBM permet également un ajustement continu des largeurs des nanofeuilles pendant la fabrication, permettant ainsi un réglage précis de la puissance et des performances du circuit au sein d'une conception de puce unique.

Dans le domaine des semi-conducteurs avancés, les principaux fabricants comme TSMC, Samsung et Intel continuent d’augmenter leurs investissements en R&D.

Récemment, TSMC a annoncé son procédé 14A de classe 1.4 nm lors du Symposium technologique nord-américain 2025, visant une production de masse d'ici le premier semestre 2028. Le nom et la technologie rivalisent directement avec le 14A d'Intel, qui revendique également un procédé de classe 1.4 nm.

Samsung Electronics a fait le point sur son procédé GAA 2 nm (SF2), dont le développement progresse sans accroc. L'entreprise a notamment mis en place une équipe de R&D dédiée au procédé 1 nm, visant une production de masse d'ici 2029.

Intel prévoit de lancer la production à grande échelle de son procédé Intel 18A dans sa nouvelle usine de fabrication en Arizona plus tard cette année. Les premiers produits seront des processeurs clients Panther Lake pour plateformes mobiles, déjà sous forme d'échantillons techniques. Ces processeurs, baptisés Core Ultra série 300, seront équipés de cœurs hautes performances Cougar Cove, d'une architecture GPU Xe3 et d'unités NPU de nouvelle génération.

Parallèlement, la loi de Moore approche progressivement de ses limites. À mesure que les processus de fabrication des puces se rapprochent des limites physiques, des défis tels que l'effet tunnel quantique et la gestion thermique entravent les gains de performance supplémentaires liés à la mise à l'échelle des transistors. Au-delà des avancées technologiques de pointe, les technologies émergentes redéfinissent l'avenir de l'informatique.

Les puces photoniques, par exemple, exploitent l'intégration photonique sur silicium pour traiter les données via des signaux lumineux, offrant des avantages tels qu'une consommation d'énergie ultra-faible et un débit élevé. Déjà largement utilisées dans les systèmes de communication par fibre optique, elles excellent en termes de bande passante, de latence et de résistance aux interférences électromagnétiques. IBM investit massivement dans la technologie optique et a récemment présenté un guide d'ondes polymère (PWG) pour les optiques co-packagées (CPO), visant à révolutionner le transfert de données à haut débit dans les centres de données.

Les puces quantiques, composants essentiels des ordinateurs quantiques, exploitent la superposition et l'intrication quantiques pour atteindre des vitesses de calcul sans précédent. Cependant, elles nécessitent des conditions extrêmes, telles que des températures proches du zéro absolu, pour maintenir la stabilité des qubits.

Parmi les autres innovations, on trouve les puces à nanotubes de carbone, qui promettent des performances électriques et thermiques supérieures à celles du silicium, et les puces neuromorphiques qui imitent les neurones du cerveau humain pour des tâches d'IA et d'apprentissage automatique efficaces. Même si la loi de Moore s'estompe, ces technologies sont en passe de redéfinir l'avenir des technologies de l'information.