C’est la taille d’un ongle.
Et à l’intérieur de ce minuscule morceau de silicium se trouvent près de 100 milliards de transistors. Pas un milliard. Pas dix milliards. Presque le double de la densité de n’importe quelle puce de pointe précédente. IBM appelle cela son prototype de 0,7 nanomètre, même si l’appeler « 0,7 nm » est déjà un peu un mensonge, un raccourci marketing pour quelque chose de bien plus étrange que simplement petit.
Les anciennes règles ne s’appliquent plus.
Pendant soixante ans, l’industrie a couru après les plus petits. Réduisez le transistor. 10 nanomètres, puis 5, puis 2. Plus petit signifiait une énergie plus dense, plus rapide et moins chère. Logique simple. Mais nous nous sommes heurtés à un mur. Un mur de physique. Huiming Bu, chercheur chez IBM, le dit sans détour : ces noms de tailles ? Ils sont désormais découplés de la réalité. « 0,7 nm » n’est pas une mesure physique. C’est une étiquette. Une marque.
La véritable avancée ne se réduit pas horizontalement. Cela se construit verticalement.
“L’ensemble de notre industrie évolue… sur les axes X et Y depuis plus de 60 ans. C’est la première fois que nous permettons une évolution dans la direction Z.”
Imaginez deux couches de puces fonctionnelles de 2 nm (du genre qu’Apple envisage déjà pour le prochain iPhone) empilées les unes sur les autres. Cela semble simple, non ? Essayez de connecter des milliards de fils entre ces couches sans faire fondre le silicium ni créer un dissipateur thermique qui fait bouillir l’eau. IBM prétend l’avoir fait. Ils ont développé un moyen de lier deux couches qui gère les connexions électriques, reste froide et peut réellement être produite en série. Quinze années de développement pour un procédé.
Pourquoi est-ce que quelqu’un s’en soucie ?
Parce que la loi de Moore est en train de mourir, ou du moins de saigner abondamment. Vous ne pouvez pas simplement extraire plus de jus du silicium plat. Il faut l’empiler.
IBM promet que cette merveille de 10 x 15 millimètres sera 50 % plus performante et 70 % plus économe en énergie que les leaders actuels. Des appareils commerciaux ? Peut être. Dans dix ans, espèrent-ils. Dix ans, c’est une éternité dans la technologie, plus longtemps que certains d’entre nous n’ont payé de loyer.
La feuille de route est établie par l’IMEC, l’organisme de recherche belge qui agit comme l’ONU pour les fabricants de puces. La pile d’IBM correspond à leur calendrier. D’autres suivront probablement. Il est trop coûteux pour une entreprise de parier seule sur l’avenir.
Mais c’est compliqué. Vraiment compliqué.
Owen Guy, physicien à l’Université de Swansea, pense que tout ce domaine est en train de devenir un cirque. D’autres fabricants revendiquent des densités similaires, mais ils trichent en utilisant des substrats épais pour séparer les couches, rendant impossible une véritable connectivité 3D. Difficile de refroidir, difficile de se connecter. De la fumée et des miroirs.
Nous allons désormais à l’encontre des lois de la physique.
Certaines parties des nouvelles puces d’IBM ont une épaisseur de quinze atomes. C’est minuscule. Fuite de courant, bizarrerie quantique, explosions thermiques attendant de se produire. Guy souligne que la réduction des transistors ne rend pas votre ordinateur portable plus petit. Cela lui permet de durer plus longtemps sur batterie. Cela permet d’économiser de l’énergie dans les centres de données. C’est le jeu maintenant. L’efficacité, pas la portabilité.
Ensuite, il y a le cauchemar de la fabrication.
Les puces sont taillées dans des tranches de 300 millimètres contenant des milliards de transistors, découpées en lots. Ajouter la pile d’axe Z non testée d’IBM à ce ballet de précision est… intimidant. La machine effectue des milliers d’opérations, déposant des isolants et des produits chimiques mesurés en atomes. Briser le flux, briser la chaîne d’approvisionnement mondiale.
Est-ce que ça vaut le coup de mal de tête ?
IBM dit oui. Le reste du monde le saura bien assez tôt. Ou peut-être pas. Certains rêvent de puces de 0,2 nanomètre. Un atome de large. Un électron contrôlant le circuit. C’est la limite ultime. Nous ne l’atteindrons probablement pas avant 2050, et d’ici là, le silicium classique aura entièrement cédé à la mécanique quantique.
En attendant, on empile.
