La puce 2D la plus complexe à ce jour

Les processeurs actuels sont faits de silicium, la partie utilisée ayant une épaisseur de l’ordre de 100 nm. Difficile de les qualifier de “bidimensionnels”. À une ère où on atteint les limites de ce matériau roi, la recherche se poursuit pour trouver des remplaçants au silicium, par exemple en réduisant fortement la hauteur des puces. La dernière poussée fait état d’une épaisseur d’un atome de disulfure de molybdène (MoS2), c’est-à-dire 0,6 nm. Cette couche est prise en sandwich entre deux couches de soufre, le tout étant déposé sur un substrat de silicium (mais d’autres matériaux pourraient fonctionner, même s’ils sont flexibles).

L’avancée majeure qui a été récemment publiée dans le journal Nature Communications fait état d’un microprocesseur de 115 transistors en molybdène (un matériau semi-conducteur, comme le silicium). Il peut fonctionner à une fréquence entre 2 et 20 kHz, avec une consommation de 60 µW. Par rapport aux procédés de fabrication utilisés à l’échelle industrielle, cela peut paraître négligeable, mais ce niveau de performance n’avait pas encore été atteint dans les microprocesseurs de cette épaisseur, tous les procédés de fabrication devant être inventés.

Avec du molybdène, la gravure pourrait atteindre une finesse de l’ordre de 2 µm (5 µm pour du silicium), mais la recherche n’en est pas encore là : réaliser des transistors de 100 à 200 nm devrait être à portée. Le plus gros problème actuellement, comme lors du développement de procédés à base de silicium, est d’augmenter la proportion de puces fonctionnelles après fabrication (de l’ordre de quelques pour cent actuellement). Cela est dû à des imperfections trop nombreuses dans les films de molybdène, causées par un transfert entre le substrat de saphir utilisé pour la croissance du film et la galette de silicium sur laquelle la puce est fabriquée ; les chercheurs planchent actuellement sur des techniques de croissance de films de molybdène directement sur la galette, afin d’éviter cette étape de transfert.

Source et image : The Most Complex 2D Microchop Yet.

Voir aussi : A microprocessor based on a two-dimensional semiconductor.

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