Petite reflexion...

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  Litho-1

L92%une des principales mesures du progrE8%s que l92%on peut avoir est le
niveau de maEE%trise de la matiE8%re. Plus prE9%cisE9%ment, l92%E9lE9%ment=
 de
pointe est aujourd92%hui la finnesse de trait de la lithogravure
E9%lectronique pour les produits de consommation de masse. Cela exclue
la gravure par faisceaux d92%E9lectrons, qui est rE9%servE9%e E0% des prod=
uits
de laboratoire ou militaires en trE8%s petite sE9%rie.

On a connu la gravure E0% la lumiE8%re blanche, puis celle avec des
filtres bleus pour diminuer la diffraction. On est ensuite passE9% aux
lampes E0% UV E0% vapeur de mercure et enfin aux sources laser dans les
annE9%es 90. Les premiers lasers utilisaient le krypton-fluor E0% 248
nanomE8%tre, c92%E9tait l92%E8re du AB% KrF 248 BB%, on est ensuite pass=
E9% dans les
annE9%es 2000 E0% l92%argon-fluor E0% 193 nm. Le AB% ArF 193 BB% reste la
technologie des circuits actuels, mais la notion des microscopiste
suivant laquelle on ne peut voir de dE9%tail plus petit que la demi-
longueur d92%onde en a pris un coup.

Bon nombre de fondeurs commerciaux en sont aujourd92%hui E0% une finesse
de trait de 40 nm avec un E9%clairage E0% 193 nm, soit environ un
cinquiE8%me de longueur d92%onde. Intel grave en 32 nm et Xilinx en 28 nm
avec ces sources. En utilisant la technique de la double passe, AMD
E9%quipe sa fonderie de Dresde pour le 22 nm, on parle dE9%jE0% de la doubl=
e-
double passe pour descendre vers 15 ou 16 nm E0% l92%horizon 2015.
Toutefois, on voit bien que cette technique arrive au bout de ses
possibilitE9%s, au moins au niveau E9%conomique. S92%il faut multiplier les
passages, on rE9%duit d92%autant la productivitE9%.

Or, aujourd92%hui, ce qui se met en place, ce sont des machines AB%
Extreme Ultra-Violet BB% EUV dont le laser infra-rouge chauffe une cible
constituE9%e par une goutte d92%E9tain qui E9%met alors un spectre proche =
des
rayons X. On sE9%lectionne une raie du plasma vers 13,6 nm qui va servir
de source pour la lithographie. La puissance atteinte actuellement est
de 100 W E0% cette longueur d92%onde, alors que la production commerciale
demande 200 W. Mais le systE8%me de la goutte chaude permet de monter en
puissance sans trop de difficultE9%, puisqu92%il n92%y a pas de contact ave=
c
des E9%lE9%ments solides.

La premiE8%re machine de photogravure E0% cette longueur d92%onde a E9%tE9%
assemblE9%e, elle sera mise en place E0% son poste dE9%finitif E0% la fin d=
e
l92%annE9%e. Six appareils de ce type ont dE9%jE0% E9%tE9% commandE9%s, ils
devraient commencer leur production vers la fin 2012. Au dE9%but, il
s92%agira essentiellement de prototype et cette finesse de trait ne
concernera probablement que les connexions dans un premier temps.
Ensuite, c92%est toute la couche la plus AB% demandeuse BB% qui sera
concernE9%e avant que l92%ensemble du processus de gravure se fasse E0% la
nouvelle norme.

On peut penser que le 13,6 nm E9%volura en une quinzaine d92%annE9%es comme
le 193 nm et finira par permettre une gravure 8 ou 10 fois plus fine
que la longueur d92%onde. A moins qu92%il ne soit jugE9% prE9%fE9%rable de
descendre en longueur d92%onde. La longue carriE8%re du 193 nm s92%explique
non pas parce qu92%il n92%y avait pas de sources de plus courte longueur
d92%onde, mais parceque ces sources exigeaient de travailler sous vide
car l92%air est opaque pour l92%EUV. De plus, il n92%y avait pas de
lentilles pour ces longueurs d92%onde, ce qui demandait de passer E0% un
dispositif optique entiE8%rement constituE9% de miroirs.

C92%est finalement ce qui est fait avec la nouvelle source, mais le prix
est assez considE9%rable : $100 million pour chaque prototype. On
comprend dans ces conditions que le 193 nm ait E9%tE9% exploitE9% au maximu=
m
avant de cE9%der la place. Pour des longueurs d92%ondes plus courtes que
le 13,6 nm, on aura dE9%jE0% en place l92%unitE9% de fabrication sous vide =
et
l92%optique faite de miroirs. Il faudra amE9%liorer la qualitE9% des
composants pour exploiter des longueurs d92%onde plus faible, mais pas
changer la technologie, ce qui sera nettement plus facile. On assiste
donc E0% l92%un des derniers sauts technologiques avant d92%atteindre les
tailles atomiques. Les produits de consommation de masse fabriquE9%s
avec la nouvelle technologie devraient arriver vers 2015 sur le
marchE9%.

Y.B.
--
J92%ai planquE9% mes CD, vu que c92%est des CD-ROM, avec Sarko, on ne sait
jamais85%


Re: Petite reflexion...
  Litho-2

Cela peut sembler prE9%maturE9% de songer E0% l92%E9tape suivante, mais
l92%inertie dans les technologies de gravure est assez considE9%rable,
surtout en raison du prix de ces systE8%mes. Quand AMD investit 6,5
milliards de dollards dans l92%usine de Dresde, on comprend que ses
dirigeants regardent E0% deux fois avant d92%engager de telles sommes.
Lorsque la dE9%cision E0% E9%tE9% prise il y a un an, la seule option prati=
que
E9%tait le double passe avec laser E0% 193 nm. Cela ouvrait la porte E0%
l92%E9tape suivante, la AB% double-double BB% passe pour l92%horizon 2015.
Maintenant, c92%est l92%EUV  13,6 nm qui s92%impose. La perspective E9%tant=
,
avec l92%acquis du 193 nm de descendre jusque vers 2 nm dans les annE9%es
2020.
Le systE8%me suivant devrait se situer E0% la limite des rayons-X mous
vers 1 nm ou moins. Les sources possibles sont au nombre de deux :
soit le laser E0% E9%lectrons libres (Free Electron Laser) soit le AB%
Wiggler BB% magnE9%tique pour la production de radiation synchrotron.
Cette seconde solution est en fait la mEA%me que la prE9%cE9%dente, mais
avec une densitE9% d92%E9nergie moindre. A la base, il faut un puissant
faisceau d92%E9lectrons produit par un accE9%lE9%rateur. S92%il s92%agit d=
92%un
synchrotron, c92%est AB% l92%usine E0% gaz BB% de taille kilomE9%trique, do=
nc
irrE9%alisable au plan industriel. Il faut donc un accE9%lE9%rateur de
nouvelle gE9%nE9%ration par onde de plasma qui soit de dimension AB% table-
top BB%. Cette technique commence seulement E0% apparaEE%tre. La clE9% est =
que
pour exciter le plasma il faut un puissant laser. LE0% encore, la
technique existe, mais elle est confinE9%e pour l92%instant au
dE9%veloppement d92%armes laser. Raytheon par exemple dispose d92%un laser =
E0%
solide de plus de 100 kW de puissance en continu qui pourrait convenir
pour cette utilisation.
On comprend que pour diposer de ce genre de technologie au plan civil
et surtout l92%intE9%grer industriellement dans un systE8%me de
photogravure, il faudra attendre un certain temps. On ne verra donc
pas sur le marchE9% les produits gravE9%s sur ce principe avant au moins
10 ou 15 ans au plus tF4%t. Le 13,6 nm a donc tout le temps de
s92%implanter et de faire carriE8%re.
A mon sens, cette technique ne s92%imposera rE9%ellement qu92%aprE8%s 2015,=
 ce
qui laisse effectivement le temps E0% AMD d92%exploiter son investissement
actuel et de le dE9%velopper avant de passer E0% autre chose.
Mais le progrE8%s en E9%lectronique, ce n92%est pas seulement la finesse de
gravure, mEA%me si elle constitue la tendance de fond. A un niveau de
finesse donnE9%e, il faut aussi tenir compte des choix d92%architecture
des circuits.
Ainsi, avec la percE9% des unitE9%s graphiques dans le domaine du calcul,
principalement avec nVIDIA, les producteurs de CPU (Central Processing
Unit 3D% microprocesseur) se sont trouvE9% confrontE9% E0% un nouveau type =
de
concurrence. Intel a rE9%pondu verbalement par un projet de processeur
intE9%grant E0% la fois le CPU et le GPU (processeur graphique). C92%E9tai=
t
il y a un an. Depuis, la nouvelle gE9%nE9%ration de CPU Intel s92%est
rE9%duite E0% une multiplication des cores, on passe de 4 E0% 6, puis
jusqu92%E0 10 avec hyperthreading, ce qui douible leur nombre dans le
meilleur des cas. Bref, on est dans le produit propulsE9% par le
marketing, sans plus. Par contre, AMD qui a suivi l92%exemple d92%Intel en
poussant ses recherches sur les CPU-GPU doit effectivement sortir un
tel produit E0% la fin de l92%annE9%e.
C92%est une situation classique : le dominant s92%avE8%re incapable
d92%E9voluer et compte sur sa force pour s92%imposer en restant sur son
crE9%neau. Le challenger au contraire tente l92%aventure et va dE9%passer l=
e
maitre dans quelques mois. Cela va inE9%vitablement accE9%lE9%rer la
mutation des softs en AB% single thread BB% vers le multi-threading. Le
grand bE9%nE9%ficiaire pourrait EA%tre l92%Inde dont les fondeurs n92%ont p=
as
accE8%s E0% la finesse de trait la meilleure, mais qui dispose de coFB%ts d=
e
fabrication trE8%s bas. Des processeurs assez lents en 40 ou 60 nm mais
disposant de centaines de cores pourraient battre de loin les machines
de AMD et surtout d92%Intel qui n92%a pas su prendre le virage.
Puisque l92%essentiel de la croissance de l92%occident dE9%pend depuis 25
ans de l92%E9lectronique, le dE9%placement vers l92%Inde de la production =
et
des bE9%nE9%fices liE9%s aux microprcesseurs signalerait un effondrement
E9%conomique occidental dans les dix prochaines annE9%es.

Y.B.




Re: Petite reflexion...
On Sep 7, 10:55 am, Hortator

Quoted text here. Click to load it

Avec le temps, l'accroissement de la finesse de gravure
de la litho se rapproche de la limite molE9%culaire ultime :
le progrE8%s consistera alors E0% envisager d'autres approches
pour l'E9%lectronique E0% haute intE9%gration, d'ou l'intE9%ret des
recherches telles que l'E9%lectronique mono-molE9%culaire
qui propose d'intE9%grer dans une seule molE9%cule un calcul
complet plutot qu'une simple fonction (diode, transistor, ...)

Plus d'info sur ce sujet :
http://tinyurl.com/elecmol

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