CIRCUITS INTÉGRÉS

Quelques dates clés dans l'histoire des transistors

Quelques faits marquants de l'évolution des circuits intégrés depuis leur création permettent d'illustrer la vitalité de ce secteur ainsi que l'importance croissante prise par les applications à base de circuits intégrés dans la vie quotidienne.

Le premier circuit intégré, constitué de deux transistors bipolaires, a été développé au sein de la société Fairchild Semiconductor en 1958 par l'Américain Robert Noyce (dont le brevet sera déposé en 1959). La même année et de manière indépendante, un autre Américain, Jack Kilby, de Texas Instruments, réussit à intégrer un transistor, trois résistances et une capacité sur un même substrat. Toutefois sa technique, beaucoup plus complexe, ne sera jamais utilisée en production. Le premier circuit intégré CMOS sort simultanément des laboratoires R.C.A. (Radio Corporation of America) et Fairchild en 1963, mais il faudra attendre 1968 pour qu'il soit produit en masse. La technologie CMOS est aujourd'hui la plus largement utilisée pour la fabrication de circuits intégrés.

En 1965, Gordon E. Moore, alors directeur de recherche chez Fairchild, a énoncé la loi qui porte son nom, conjecturant que le nombre de composants électroniques dans un circuit intégré doublerait tous les ans (à cette époque, le circuit intégré le plus complexe comportait 64 composants). Rectifiée, dix ans plus tard, la « loi de Moore » a porté à deux ans le rythme de doublement du nombre de composants (la période est actuellement de dix-huit mois). Cette règle exponentielle s'avère encore exacte plus de quarante ans après sa formulation. En 1966, Robert Dennard d'I.B.M. a mis au point la cellule mémoire à transistor unique, dont le concept est encore utilisé dans les mémoires dynamiques (DRAM ou dynamic random access memory).

Le premier microprocesseur (processeur intégré monolithique, c'est-à-dire réalisé sur un seul composant), commercialisé sous la référence 4004, a été conçu en 1971 par deux ingénieurs de la société Intel (Integrated Electronics), Marcian E. (Ted) Hoff et Federico Faggin. Capable de traiter des données sur 4 bits, il contenait 2 300 transistors et fonctionnait à une fréquence de 108 kHz. D'une taille de 3 mm × 4 mm, ce microcalculateur (le terme « microprocesseur » fera son apparition quelques mois après la mise en vente du 4004) délivrait la même puissance de calcul que l'E.N.I.A.C. (Electronic Numerical Integrator and Computer) inauguré en 1946 qui occupait un volume de quelque 85 mètres cubes. En 1972, Intel développe ensuite le premier microprocesseur 8 bits, le 8008, fonctionnant à 200 kHz : il intégrait 3 500 transistors en technologie 10 micromètres. En 1978, Intel met au point le 8086, un processeur 16 bits de 29 000 transistors en technologie CMOS 3 μm, cadencé à 4,77 MHz. Ce processeur a servi, en 1981, à concevoir le PC (Personal Computer) d'I.B.M. Intel produit par la suite une famille de processeurs Pentium, dont la génération Pentium 4 a été commercialisée en 2001. Les programmes du 8086 restent exécutables sur tous les membres de la famille des processeurs Intel.

En 1979, Motorola produit le 68000, un processeur 16/32 bits (les opérations arithmétiques sont réalisées sur des mots de 32 bits, mais les entrées-sorties se font sur 16 bits) qui comportait 68 000 transistors dans un boîtier de 40 broches et exécutait deux millions d'instructions par seconde. En 1983, National Semiconductor commercialise le NS32032, le premier vrai microprocesseur 32 bits, cadencé à 6 MHz. Motorola fabrique en 1984 le 68020, processeur intégrant 200 000 transistors et fonctionnant à 8 MHz. Cette même année, la société Xilinx invente les circuits aisément reprogrammables par l'utilisateur final, les F.P.G.A ([...]