Aucun secteur n’a connu un essor technologique et commercial aussi fulgurant que le marché des semi-conducteurs. Et ce n’est pas près d’être terminé. TSMC veut prendre de l’avance sur ses concurrents et prépare son avenir.

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Lorsqu’un fondeur ouvre une nouvelle usine, on mentionne toujours le processus de fabrication aujourd’hui en nanomètre et la taille des wafers qu’elle utilisera. Ces deux éléments sont les mamelles alimentant les ambitions motivées par les conjectures de Moore. La loi de Moore a désormais plusieurs interprétations possibles, néanmoins la plus commune est la suivante : « quelque chose » double tous les dix-huit mois, cette chose étant « la puissance », « la capacité », « la vitesse », « la fréquence d’horloge » et bien d’autres variantes mais très rarement la densité des transistors sur une puce.

Evidemment, l’augmentation de la finesse de gravure et la capacité d’intégration des transistors ont un impact positif sur les performances des processeurs, et également sur le coût des transistors mais aussi l’autonomie des appareils. Par exemple, l’Apple A10 qui équipe les iPhone 7 est gravé en 16nm (par TSMC), tandis que le prochain Qualcomm Snapdragon 835 est gravé en 10nm (par Samsung).

 

10, 7, 5 et 3nm

TSMC, un des principaux fondeurs, prévoit donc de graver en 5nm et même 3nm. Pour arriver à cette finesse de gravure, le plus gros fondeur au monde fera appel à la lithographie extrême ultraviolet. Une des problématiques de cette technologie est son coût, en effet la loi Moore prévoit également que la miniaturisation continue du transistor de base va de pair avec une diminution du coût de celui-ci.

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TSMC a annoncé qu’il prévoit d’utiliser la lithographie EUV en parallèle à la lithographie optique 193nm en immersion avec multiple patterning (scission des motifs à reproduire en sous-motifs) pour la fabrication des circuits intégrés en largeur de trait 7nm. Ce qui est une première étape avant d’imaginer graver en 5 et 3nm.

L’entreprise taïwanaise, qui veut prendre de l’avance sur ses concurrents, est en train de mettre en place sa roadmap 10 et 7nm pour 2017. TSMC utilisera le même matériel pour la fabrication des deux nodes, avec une densité qui augmente largement entre 10 et 7nm. D’ailleurs, c’est Qualcomm pour le prochain Snapdragon, et Apple (sûrement pour l’Apple A11) qui profiteront du node 10nm.

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Chez Intel, la gravure est pour le moment en 14nm pour les derniers Kaby Lake, et la prochaine architecture Cannonlake devrait être gravée en 10nm en 2017. L’étape suivante en 7nm, Icelake (2018) et Tigerlake (2019), ne devrait pas être atteinte avant 2019, et cela ne devrait pas être une mince affaire avec à la clé l’abandon du silicium.