Petite reflexion...

Litho-1

L=92une des principales mesures du progr=E8s que l=92on peut avoir est le niveau de ma=EEtrise de la mati=E8re. Plus pr=E9cis=E9ment, l=92=E9l=E9ment= de pointe est aujourd=92hui la finnesse de trait de la lithogravure =E9lectronique pour les produits de consommation de masse. Cela exclue la gravure par faisceaux d=92=E9lectrons, qui est r=E9serv=E9e =E0 des prod= uits de laboratoire ou militaires en tr=E8s petite s=E9rie.

On a connu la gravure =E0 la lumi=E8re blanche, puis celle avec des filtres bleus pour diminuer la diffraction. On est ensuite pass=E9 aux lampes =E0 UV =E0 vapeur de mercure et enfin aux sources laser dans les ann=E9es 90. Les premiers lasers utilisaient le krypton-fluor =E0 248 nanom=E8tre, c=92=E9tait l=92=E8re du =AB KrF 248 =BB, on est ensuite pass= =E9 dans les ann=E9es 2000 =E0 l=92argon-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 d=E9tail plus petit que la demi- longueur d=92onde en a pris un coup.

Bon nombre de fondeurs commerciaux en sont aujourd=92hui =E0 une finesse de trait de 40 nm avec un =E9clairage =E0 193 nm, soit environ un cinqui=E8me de longueur d=92onde. Intel grave en 32 nm et Xilinx en 28 nm avec ces sources. En utilisant la technique de la double passe, AMD =E9quipe sa fonderie de Dresde pour le 22 nm, on parle d=E9j=E0 de la doubl= e- double passe pour descendre vers 15 ou 16 nm =E0 l=92horizon 2015. Toutefois, on voit bien que cette technique arrive au bout de ses possibilit=E9s, au moins au niveau =E9conomique. S=92il faut multiplier les passages, on r=E9duit d=92autant la productivit=E9.

Or, aujourd=92hui, ce qui se met en place, ce sont des machines =AB Extreme Ultra-Violet =BB EUV dont le laser infra-rouge chauffe une cible constitu=E9e par une goutte d=92=E9tain qui =E9met alors un spectre proche = des rayons X. On s=E9lectionne 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 d=92onde, alors que la production commerciale demande 200 W. Mais le syst=E8me de la goutte chaude permet de monter en puissance sans trop de difficult=E9, puisqu=92il n=92y a pas de contact ave= c des =E9l=E9ments solides.

La premi=E8re machine de photogravure =E0 cette longueur d=92onde a =E9t=E9 assembl=E9e, elle sera mise en place =E0 son poste d=E9finitif =E0 la fin d= e l=92ann=E9e. Six appareils de ce type ont d=E9j=E0 =E9t=E9 command=E9s, ils devraient commencer leur production vers la fin 2012. Au d=E9but, il s=92agira essentiellement de prototype et cette finesse de trait ne concernera probablement que les connexions dans un premier temps. Ensuite, c=92est toute la couche la plus =AB demandeuse =BB qui sera concern=E9e avant que l=92ensemble du processus de gravure se fasse =E0 la nouvelle norme.

On peut penser que le 13,6 nm =E9volura en une quinzaine d=92ann=E9es comme le 193 nm et finira par permettre une gravure 8 ou 10 fois plus fine que la longueur d=92onde. A moins qu=92il ne soit jug=E9 pr=E9f=E9rable de descendre en longueur d=92onde. La longue carri=E8re du 193 nm s=92explique non pas parce qu=92il n=92y avait pas de sources de plus courte longueur d=92onde, mais parceque ces sources exigeaient de travailler sous vide car l=92air est opaque pour l=92EUV. De plus, il n=92y avait pas de lentilles pour ces longueurs d=92onde, ce qui demandait de passer =E0 un dispositif optique enti=E8rement constitu=E9 de miroirs.

C=92est finalement ce qui est fait avec la nouvelle source, mais le prix est assez consid=E9rable : $100 million pour chaque prototype. On comprend dans ces conditions que le 193 nm ait =E9t=E9 exploit=E9 au maximu= m avant de c=E9der la place. Pour des longueurs d=92ondes plus courtes que le 13,6 nm, on aura d=E9j=E0 en place l=92unit=E9 de fabrication sous vide = et l=92optique faite de miroirs. Il faudra am=E9liorer la qualit=E9 des composants pour exploiter des longueurs d=92onde plus faible, mais pas changer la technologie, ce qui sera nettement plus facile. On assiste donc =E0 l=92un des derniers sauts technologiques avant d=92atteindre les tailles atomiques. Les produits de consommation de masse fabriqu=E9s avec la nouvelle technologie devraient arriver vers 2015 sur le march=E9.

Y.B.

-- J=92ai planqu=E9 mes CD, vu que c=92est des CD-ROM, avec Sarko, on ne sait jamais=85

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Hortator
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Litho-2

Cela peut sembler pr=E9matur=E9 de songer =E0 l=92=E9tape suivante, mais l=92inertie dans les technologies de gravure est assez consid=E9rable, surtout en raison du prix de ces syst=E8mes. Quand AMD investit 6,5 milliards de dollards dans l=92usine de Dresde, on comprend que ses dirigeants regardent =E0 deux fois avant d=92engager de telles sommes. Lorsque la d=E9cision =E0 =E9t=E9 prise il y a un an, la seule option prati= que =E9tait le double passe avec laser =E0 193 nm. Cela ouvrait la porte =E0 l=92=E9tape suivante, la =AB double-double =BB passe pour l=92horizon 2015. Maintenant, c=92est l=92EUV 13,6 nm qui s=92impose. La perspective =E9tant= , avec l=92acquis du 193 nm de descendre jusque vers 2 nm dans les ann=E9es

2020. Le syst=E8me 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 =E9lectrons libres (Free Electron Laser) soit le =AB Wiggler =BB magn=E9tique pour la production de radiation synchrotron. Cette seconde solution est en fait la m=EAme que la pr=E9c=E9dente, mais avec une densit=E9 d=92=E9nergie moindre. A la base, il faut un puissant faisceau d=92=E9lectrons produit par un acc=E9l=E9rateur. S=92il s=92agit d= =92un synchrotron, c=92est =AB l=92usine =E0 gaz =BB de taille kilom=E9trique, do= nc irr=E9alisable au plan industriel. Il faut donc un acc=E9l=E9rateur de nouvelle g=E9n=E9ration par onde de plasma qui soit de dimension =AB table- top =BB. Cette technique commence seulement =E0 appara=EEtre. La cl=E9 est = que pour exciter le plasma il faut un puissant laser. L=E0 encore, la technique existe, mais elle est confin=E9e pour l=92instant au d=E9veloppement d=92armes laser. Raytheon par exemple dispose d=92un 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 l=92int=E9grer industriellement dans un syst=E8me de photogravure, il faudra attendre un certain temps. On ne verra donc pas sur le march=E9 les produits grav=E9s sur ce principe avant au moins 10 ou 15 ans au plus t=F4t. Le 13,6 nm a donc tout le temps de s=92implanter et de faire carri=E8re. A mon sens, cette technique ne s=92imposera r=E9ellement qu=92apr=E8s 2015,= ce qui laisse effectivement le temps =E0 AMD d=92exploiter son investissement actuel et de le d=E9velopper avant de passer =E0 autre chose. Mais le progr=E8s en =E9lectronique, ce n=92est pas seulement la finesse de gravure, m=EAme si elle constitue la tendance de fond. A un niveau de finesse donn=E9e, il faut aussi tenir compte des choix d=92architecture des circuits. Ainsi, avec la perc=E9 des unit=E9s graphiques dans le domaine du calcul, principalement avec nVIDIA, les producteurs de CPU (Central Processing Unit =3D microprocesseur) se sont trouv=E9 confront=E9 =E0 un nouveau type = de concurrence. Intel a r=E9pondu verbalement par un projet de processeur int=E9grant =E0 la fois le CPU et le GPU (processeur graphique). C=92=E9tai= t il y a un an. Depuis, la nouvelle g=E9n=E9ration de CPU Intel s=92est r=E9duite =E0 une multiplication des cores, on passe de 4 =E0 6, puis jusqu=92=E0 10 avec hyperthreading, ce qui douible leur nombre dans le meilleur des cas. Bref, on est dans le produit propuls=E9 par le marketing, sans plus. Par contre, AMD qui a suivi l=92exemple d=92Intel en poussant ses recherches sur les CPU-GPU doit effectivement sortir un tel produit =E0 la fin de l=92ann=E9e. C=92est une situation classique : le dominant s=92av=E8re incapable d=92=E9voluer et compte sur sa force pour s=92imposer en restant sur son cr=E9neau. Le challenger au contraire tente l=92aventure et va d=E9passer l= e maitre dans quelques mois. Cela va in=E9vitablement acc=E9l=E9rer la mutation des softs en =AB single thread =BB vers le multi-threading. Le grand b=E9n=E9ficiaire pourrait =EAtre l=92Inde dont les fondeurs n=92ont p= as acc=E8s =E0 la finesse de trait la meilleure, mais qui dispose de co=FBts d= e fabrication tr=E8s 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 d=92Intel qui n=92a pas su prendre le virage. Puisque l=92essentiel de la croissance de l=92occident d=E9pend depuis 25 ans de l=92=E9lectronique, le d=E9placement vers l=92Inde de la production = et des b=E9n=E9fices li=E9s aux microprcesseurs signalerait un effondrement =E9conomique occidental dans les dix prochaines ann=E9es.

Y.B.

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Hortator

On Sep 7, 10:55 am, Hortator

Avec le temps, l'accroissement de la finesse de gravure de la litho se rapproche de la limite mol=E9culaire ultime : le progr=E8s consistera alors =E0 envisager d'autres approches pour l'=E9lectronique =E0 haute int=E9gration, d'ou l'int=E9ret des recherches telles que l'=E9lectronique mono-mol=E9culaire qui propose d'int=E9grer dans une seule mol=E9cule un calcul complet plutot qu'une simple fonction (diode, transistor, ...)

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Jean-Christophe

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