MICROÉLECTRONIQUE

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L'essor de la microélectronique

La microélectronique a progressé de plus de cent millions de fois depuis ses origines, vers la fin des années 1960, jusqu'au milieu des années 2000 (fig. 2) grâce à la conjonction de quatre facteurs.

Microélectronique : facteurs de développement

Dessin : Microélectronique : facteurs de développement

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L'essor de la microélectronique est lié à quatre facteurs clés : l'intégration (nombre de transistors par puce), la réduction du coût des composants, le rendement de fabrication et la fiabilité. Chacun d'entre eux a progressé d'un facteur cent millions depuis les années 1960, période... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le premier facteur, le plus connu, est l'intégration de plus en plus élevée, grâce à la miniaturisation, de circuits « actifs » sur un même support, la puce de silicium (un morceau de plaquette de silicium de dimensions typiques 10 mm × 10 mm × 0,4 mm). Limité à un transistor, quatre résistances et un condensateur en 1958, et à quelques transistors et résistances vers le milieu des années 1960, un circuit intégré comprend aujourd'hui entre 100 millions (pour le microprocesseur, le cœur des ordinateurs) et un milliard de transistors (pour les mémoires les plus courantes, dites dynamiques ou DRAM – dynamic random access memory –, contenant un milliard de bits d'information – 1 gigabit –, soit 100 000 pages de texte). Quelques dizaines de ces circuits sont fabriqués en parallèle sur une même plaquette de silicium. Au niveau du laboratoire, les performances pour les mémoires atteignent les 4 gigabits. La progression de cent millions et plus pour ce facteur a été rendue possible par les techniques de miniaturisation de plus en plus poussées. L'essor de la microélectronique est décrit par la loi de Moore (fig. 3), loi empirique énoncée dès 1965 selon laquelle la densité de composants sur une puce doublerait tous les ans (en fait, depuis 1980, tous les dix-huit mois, soit un facteur 4 entre les générations de puces successives, tous les trois ans).

Microélectronique : loi de Moore

Dessin : Microélectronique : loi de Moore

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Évolution des circuits intégrés (microprocesseurs, mémoires DRAM et réseaux de portes logiques) depuis les années 1970, qui se matérialise par une augmentation exponentielle du nombre de bits pour les mémoires ou du nombre de transistors pour les microprocesseurs et les réseaux de portes... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le deuxième facteur de progrès est la réduction du coût d'une fonction élémentaire, dans les mêmes proportions. En 1960, le transistor coûtait un à deux dollars. Aujourd'hui le prix d'un grand circuit « simple » à maturité (par exemple, la mémoire 128 mégabits), comprenant 150 millions de transistors, est de l'ordre de deux dollars (courants, non corrigés de l'inflation), ce qui permet d'utiliser aussi facilement (du point de vue du coût) ces circuits à ce [...]


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Microélectronique : transistor à effet de champ.

Microélectronique : transistor à effet de champ.
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Microélectronique : connectique

Microélectronique : connectique
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Microprocesseur : le Pentium. 4

Microprocesseur : le Pentium. 4
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Microprocesseur

Microprocesseur
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Écrit par :

  • : directeur de recherche émérite au C.N.R.S., École polytechnique, Palaiseau, professeur au Materials Department de l'université de Californie à Santa Barbara

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Pour citer l’article

Claude WEISBUCH, « MICROÉLECTRONIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/microelectronique/