Si j’étais... un circuit intégré
Série « Si j'étais » 3/6. Ensemble, perçons le secret des circuits intégrés avec Vincent Frick, chercheur au Laboratoire des sciences de l’ingénieur, de l’informatique et de l’imagerie (ICube – CNRS/Unistra/Insa Strasbourg/Engees), qui explore ce sujet depuis plus de 26 ans. Pour comprendre cet objet complexe, rien de tel qu’un peu de magie : sentons notre peau se changer en plastique, nos nerfs en fil de cuivre, nos os en silicium et posons-nous la question : « si j’étais... un circuit intégré ? »
Laissez-moi vous parler de mes ancêtres
Considéré comme le cerveau des systèmes électroniques, je suis capable d’effectuer plusieurs milliards d’opérations par seconde. Sous mon boîtier se cache mon pouvoir : des centaines de millions de transistors ! Ce sont des interrupteurs qui contrôlent le flux d’électrons pour me permettre de communiquer, stocker et traiter des données efficacement.
Une course à la miniaturisation est lancée
Mon ancêtre était le tube à vide. Mais en 1947, des chercheurs américains Shockley, Bardeen et Brattain révolutionnent l’électronique avec le premier transistor. En 1958, le chercheur américain Jack Kilby, crée mon tout premier frère : le circuit intégré. Depuis, une course à la miniaturisation est lancée : faire toujours plus petit, et plus efficace. Aujourd’hui, mes petits frères sont minuscules : cinq nanomètres, soit 20 000 fois plus petit qu’un cheveu !
Ma conception et mon enfance
Pour ma part, tout commence dans l’esprit de mon papa, Vincent Frick, en imaginant comment je pourrais traiter et communiquer de l’information. Il esquisse ma première architecture à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) comme un dessinateur faisant les traits de construction de son dessin. Oui, mon papa est un artiste ! Une fois les simulations validées, il dessine mes traits physiques et envoie mon dessin en usine de fabrication, appelée fonderie.
Saviez-vous que « puce » vient de la forme de mon boîtier qui rappelle l’insecte ?
Là-bas, les techniciens chauffent du sable à 1 500 degrés pour fondre du silicium pur en une fine plaque nommée « wafer ». Mon silicium est un semi-conducteur dopé au phosphore ou bore pour en modifier la conductivité. Ensuite, une résine photosensible est placée pour graver mes transistors. Ces transistors sont interconnectés par des pistes de métal, à l’image d’un dense réseau routier. Enfin, on m’ajoute une couche d’oxyde pour me protéger.
Voilà, je suis né, avec mes frères sur le wafer ! On me découpe ensuite avec une scie en diamant et on me place dans un boîtier avec des pattes pour communiquer avec l’extérieur. Saviez-vous que « puce » vient de la forme de mon boîtier qui rappelle l’insecte ?
De mon adolescence à ma vie d'adulte autonome
Après deux ans entre l’idée et ma fabrication, me voilà finalement entre les mains de mon papa ! Mais ce n’est pas terminé. Je dois encore passer de nombreux tests pour vérifier ma fiabilité. Une adolescence intense, mais nécessaire !
Une fois validé, je suis enfin adulte ! Je deviens pleinement autonome et me retrouve partout : stations météo, téléphones, systèmes de sécurité... Nous facilitons votre vie, prenons soin de vous et parfois nous vous sauvons ! Sans nous, vous n’auriez pas pu lire cet article. Mais mon papa m’a réservé un voyage extraordinaire ! Avec 1 500 de mes frères, je vais surveiller l’intégrité d’un satellite pour le projet SpaceSense !
Le projet SpaceSense en bref
Le projet SpaceSense porte sur le développement d'un capteur de contrainte directement imprimé sur la zone à monitorer pour des applications spatiales. Objectif : obtenir un contact optimisé entre le capteur et l'objet en garantissant la plus grande précision dans la mesure à effectuer.
Le consortium est composé par le laboratoire LIST (Luxembourg), en charge du capteur et du module pyroélectrique, Thales et l’Ecole Polytechnique qui respectivement sont en charge de la fabrication des supercapacitors et de microbatteries et Icube en charge de l'électronique.
La série si j'étais
Dans le cadre d'un atelier de vulgarisation scientifique, des étudiantes et des étudiants sont partis à la rencontre de chercheuses et de chercheurs. Objectif : rédiger un article destiné à présenter un sujet d’étude scientifique et le faire parler à la première personne du singulier.
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