CIRCUITS INTÉGRÉS

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Circuits intégrés : transistor CMOS

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Circuits intégrés : silicium de type N et P

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Circuits intégrés : la diode et son comportement électrique

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Circuits intégrés : création d'un canal conducteur entre deux zones N

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Aspects économiques de l'intégration

Le marché des semi-conducteurs, bien que fortement instable, croît en moyenne de 14 p. 100 par an depuis 1960. C'est un marché très compétitif et à hauts risques. En effet, en plus de la croissance exponentielle du coût des équipements de gravure proprement dits, il faut investir entre 3 et 5 milliards de dollars par unité de production pour les technologies les plus avancées (locaux sur vérins pour éviter les vibrations et sans poussières pour éviter les trop faibles rendements, postes de travail élaborés...). L'évolution du prix des salles blanches depuis 1970 montre que ce phénomène tend à s'amplifier (fig. 9). Par ailleurs, le développement d'un nouveau processus de fabrication nécessite des efforts considérables en recherche et en développement avant de pouvoir rentabiliser la production. L'exemple des mémoires vives dynamiques (DRAM), qui représentent un des moteurs du marché pour les technologies les plus avancées (l'autre moteur étant constitué par les microprocesseurs), est significatif (fig. 10). Devant ces énormes besoins financiers, les divers industriels du secteur se regroupent au sein de consortiums internationaux.

Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.

Circuits intégrés : prix au mètre carré d'une salle blanche.

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Évolution du prix par mètre carré d'une salle blanche depuis 1970. Ces salles blanches, pièces étanches aménagées pour éliminer le plus de poussières de l'air, sont nécessaires pour la production des composants électroniques. 

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Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique

Circuits intégrés : coût de développement d'un procédé de fabrication de mémoire dynamique

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Les mémoires dynamiques sont des éléments essentiels des ordinateurs. Chaque nouvelle génération de mémoire exige le développement d'un nouveau procédé de fabrication dont le coût (estimation) augmente fortement avec la densité d'intégration. 

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Parallèlement à ces investissements, à fonctionnalité égale, le prix de vente des circuits intégrés ne cesse de baisser, de manière tout aussi drastique. Par exemple, le prix par bit d'une mémoire dynamique a baissé de 33 p. 100 par an depuis 1970 passant ainsi de 2 centimes de dollars (ou cents) environ en 1970 à quelque 10—5 cent au début du xxie siècle. En outre, la plupart des produits électroniques grand public subissent une obsolescence rapide (les différentes générations de téléphones cellulaires, par exemple), ce qui nécessite de la part des constructeurs des efforts continus en recherche-développement.

Traditionnellement, le marché des microprocesseurs est dominé par les États-Unis et celui des mémoires par l'Asie du Sud-Est. Les grandes sociétés européennes ont trouvé leur place essentiellement dans le domaine de l'intégration des systèmes électroniques grand public non informatiques, tels que [...]


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Écrit par :

  • : maître de conférences en informatique au LIP6 (laboratoire d'informatique de l'université Paris-6)
  • : docteur en informatique, maître de conférence à l'université Pierre et Marie Curie

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Autres références

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PREMIERS BREVETS DE CIRCUITS INTÉGRÉS

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À partir du milieu des années 1950, les semiconducteurs (diodes et transistors) sont venus progressivement remplacer les tubes électroniques. De plus faible dimension, ils sont très supérieurs en termes de rendement énergétique, de longévité, de fiabilité (problème crucial dans un ordinateur) et aussi de potentiel économique, puisque l'automatisation […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/premiers-brevets-de-circuits-integres/#i_17931

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  • Écrit par 
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Dans le chapitre «  Éléments d'une perspective »  : […] L'évolution de l'électronique depuis la fin des années 1950 s'est dessinée au travers de ce qui précède. La caractéristique essentielle de cette évolution réside dans le rôle de la technologie. En schématisant, on peut dire que l'informatique serait restée une petite industrie si le transistor planar n'avait pas été inventé, même s'il est vrai que l'essentiel des machines informatiques utilisent l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/industrie-electronique/#i_17931

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Physicien américain, Prix Nobel de physique en 2000 pour ses contributions aux technologies de l'information et de la communication. Né le 8 novembre 1923 à Jefferson City dans le Missouri (États-Unis), Jack St. Clair Kilby a fait ses études à l'université d'Illinois et à celle du Wisconsin où il a obtenu sa maîtrise en génie électrique en 1950. Après avoir travaillé pour l'entreprise d'électroni […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jack-st-clair-kilby/#i_17931

MÉMOIRES NUMÉRIQUES

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Dans le chapitre « La mémoire principale »  : […] Suivant le schéma de hiérarchie mémoire, sous les mémoires caches se trouve la mémoire principale. Quand les mémoires caches ne contiennent pas l'information demandée par le processeur, il est nécessaire de consulter la mémoire principale. Le contraste de taille avec les registres et les mémoires caches est saisissant, puisque la capacité de stockage de la mémoire principale s'exprime non plus en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/memoires-numeriques/#i_17931

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Dans le chapitre « La fabrication des circuits intégrés »  : […] Ces quatre facteurs, qui ont permis l'essor de la microélectronique, se sont développés grâce à l'utilisation de méthodes de production hautement parallélisées (s'apparentant beaucoup à l'imprimerie) et dont la reproductibilité fait l'objet d'efforts incessants. L'idée est de fabriquer en une seule opération technologique tous les éléments de même nature sur la puce, en fait sur toute une plaquet […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/#i_17931

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Dans le chapitre « Augmentation du couple mécanique et de la puissance dans les micromécanismes »  : […] L'augmentation du couple et de la puissance mécanique est obtenue soit par l'accroissement de la force électrostatique, soit par l'usage de matériaux d'actionnement provoquant une force mécanique importante ou une déformation de grande amplitude. Le couple et la puissance mécanique, donc la force électrostatique, sont proportionnels à la surface active des électrodes. Cette surface peut être accru […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microsystemes-technologie/#i_17931

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  • René WALLSTEIN
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Cofondateur et premier dirigeant du groupe Intel, première compagnie mondiale de fabrication de microprocesseurs, Gordon Earle Moore est connu pour avoir prédit en 1965 que le nombre de transistors intégrés sur une même pastille de silicium doublerait environ tous les deux ans, attachant ainsi son nom à une « loi » qui s'est depuis vérifiée avec une remarquable constance. Né le 3 janvier 1929 à Sa […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gordon-earle-moore/#i_17931

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La loi de Moore est un ensemble de conjectures et d’énoncés sur la complexité des circuits intégrés, qui a été formulé par Gordon Earle Moore, chimiste et entrepreneur américain. Moore est aussi connu pour avoir cofondé deux sociétés de semi-conducteurs dans la Silicon Valley : Fairchild Semiconductor et Intel (aujourd’hui le grand fabricant de microprocesseurs). Les conjectures de Moore ont guid […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/loi-de-moore/#i_17931

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Dans le chapitre « La miniaturisation du microprocesseur »  : […] Un microprocesseur, cœur de l'ordinateur, est constitué d'un ensemble de circuits électroniques comprenant des transistors, des résistances et des condensateurs. Tous ces éléments sont fabriqués sur un support en matériau semiconducteur, la puce de silicium (ayant typiquement un centimètre de côté), et constituent un circuit « intégré ». Grâce à une miniaturisation incessante (une nouvelle générat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanotechnologies/#i_17931

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Pour citer l’article

Franck WAJSBÜRT, Frédéric PÉTROT, « CIRCUITS INTÉGRÉS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 17 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/circuits-integres/