Les ingénieurs révolutionnent la technologie des puces multicouches grâce aux matériaux bidimensionnels

ParisLe secteur de l'électronique fait face à un défi, car la quantité de transistors pouvant être intégrée sur une seule puce approche de sa limite. Les ingénieurs se tournent donc vers la création de puces comportant plusieurs couches de composants semi-conducteurs. Les ingénieurs du MIT ont développé une nouvelle approche pour fabriquer ces puces sans utiliser les bases traditionnelles en silicium. Cette approche vise à améliorer considérablement la capacité des puces à traiter les données et à réaliser des calculs.

Caractéristiques majeures de cette nouvelle technologie :

• Élimination des besoins en substrats de plaquettes de silicium
• Opération possible à des températures plus basses (< 400°C)
• Possibilité d'un contact direct entre les couches semi-conductrices
• Potentiel pour créer du matériel IA aussi puissant que les superordinateurs modernes

Ce progrès repose sur l'utilisation de matériaux en 2D appelés dichalcogénures de métaux de transition (TMDs), qui sont prometteurs pour la fabrication de transistors plus petits et performants. Même lorsqu'ils sont extrêmement minces, ces matériaux conservent d'excellentes propriétés semi-conductrices. Auparavant, des couches épaisses de silicium servaient de support, ce qui ralentissait la communication entre les couches. Le nouveau procédé modifie cette approche, ce qui pourrait potentiellement doubler la densité des semi-conducteurs sur une puce.

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Des chercheurs ont réalisé une découverte majeure en science des matériaux. En étudiant la formation des cristaux par les métaux en fusion, ils ont mis au point une méthode pour cultiver des dichalcogénures de métaux de transition (DMT). Cette nouvelle approche permet de produire ces matériaux à des températures beaucoup plus basses qu'auparavant. Ainsi, elle surmonte les limitations de température antérieures et garantit que les puces avec circuits intégrés restent intactes lors de la fabrication.

Les ingénieurs ont appliqué cette méthode pour fabriquer des puces multicouches avec des transistors de type n et de type p alternés, en utilisant divers TMD. Cette avancée permet d'intégrer davantage de transistors dans une puce et d'améliorer la communication entre les couches. Ainsi, ces puces sont capables de gérer des tâches complexes d'intelligence artificielle et de stocker des données aussi efficacement que de grands centres de données.

Cette nouvelle technique pourrait transformer l'industrie des semi-conducteurs en résolvant les problèmes actuels. Les ingénieurs estiment que les puces fabriquées grâce à cette méthode 3D basée sur la croissance peuvent considérablement améliorer la logique et la mémoire. À l'avenir, cette méthode pourrait être utilisée à grande échelle, influençant la production de puces d'IA et augmentant de manière significative la puissance de calcul dans divers domaines technologiques.