Des scientifiques chinois ont mis au point un nouveau matériau semi-conducteur ultra-mince qui permettrait de créer des microprocesseurs plus rapides et plus économes en énergie. Ces puces alimenteront des applications d'intelligence artificielle sur divers appareils.
Ce nouveau matériau semi-conducteur ne mesure que 0,7 nanomètre d'épaisseur. Sa méthode de fabrication a été mise au point par une équipe dirigée par Zhang Guangyu de l'Académie chinoise des sciences et Liu Kaihui de l'Université de Pékin, d'après un article du South China Morning Post. Ces nouvelles puces devraient permettre d'accroître considérablement la puissance des applications d'intelligence artificielle embarquées.
Des scientifiques chinois ont utilisé un matériau 2D pour remplacer le silicium dans les puces d'IA
Les chercheurs ont surmonté un obstacle majeur à la réduction de la taille des puces en silicium traditionnelles. À mesure que les dispositifstronse miniaturisent, les puces informatiques traditionnelles atteignent leurs limites physiques, ce qui affecte leurs performances.
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Des scientifiques chinois ont étudié les dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels (TMD) comme alternative possible au silicium traditionnel. La différence d'épaisseur est considérable : 0,7 nanomètre pour les TMD contre 5 à 10 nanomètres pour le silicium.
Un autre avantage réside dans le fait que les puces à base de TMD consomment moins d'énergie et que leurs propriétés de transport d'tron sont supérieures à celles du silicium. Elles constituent donc un choix privilégié pour les transistors extrêmement miniaturisés destinés aux puces photoniques ettronde nouvelle génération.
Les cristaux impurs sont souvent créés lors de la fabrication traditionnelle car les atomes sont assemblés couche par couche sur un substrat. Pour simplifier, on peut dire que le processus est comparable à la construction d'un mur en briques, a expliqué Kaihui à l'agence de presse Xinhua
« Ceci est dû à des arrangements atomiques incontrôlables lors de la croissance cristalline et à l'accumulation d'impuretés et de défauts. »
Une puce de la taille d'un ongle aura une puissance de calcul supérieure
L'équipe a positionné la première couche d'atomes sur le substrat, comme dans un procédé traditionnel. La différence résidait dans le placement des atomes suivants entre la première couche du cristal et le substrat.
Cette nouvelle technique, appelée « croissance à l'interface », garantit que les propriétés structurales de chaque couche cristalline sont parfaitement déterminées par le substrat sous-jacent. Elle contribue également à prévenir l'accumulation de défauts et à améliorer la précision structurale.
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Selon les informations disponibles sur le site web de l'Université de Pékin, l'étude a permis d'atteindre une vitesse de formation de 50 couches cristallines par minute. La technique a permis de créer jusqu'à 15 000 couches.
L'université a indiqué que l'alignement atomique de chaque couche est contrôlé avec précision et que les couches sont parfaitement parallèles les unes aux autres. Les cristaux obtenus sont composés de matériaux conformes aux normes internationales, tels que le disulfure de molybdène, le disulfure de niobium et quelques autres. Tous ces matériaux répondent aux normes mondiales applicables aux matériaux pour circuits intégrés, ont précisé les chercheurs.
Liu a expliqué que ces cristaux 2D, associés à d'autres matériaux pour transistors, permettent d'améliorer l'intégration sur puce. La densité de transistors peut ainsi être considérablement augmentée, ce qui accroît la puissance de calcul sur une puce de la taille d'un ongle.
