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  Fabrication de puce et CPU
 

 
Fabrication puces et CPU

Résumé

Depuis la découverte de la diode par Fleming en 1904, l’électronique est dominée par le règne des puces électroniques. Nombreuses dans les processeurs, comment sont fabriquées ces minuscules entités ?

Un peu plus en détail

La conception des puces

Le silicium cru est d'abord extrait à partir de sable. Les lingots de silicium sont alors développés à partir du silicium fondu, épurés et découpés en gaufrettes rondes s'étendant de 150mm à 200mm de diamètre, épaissent comme une carte de crédit. Une puce se compose de plusieurs couches, dont chacune est un motif détaillé. La fabrication est un assemblage très précis d'une séquence de couches. Les motifs détaillés sont créés par photolithographie. Une fine couche de polymère photosensible, est appliquée au-dessus du bioxyde de silicium. Les UV traversant les motifs du masque impriment le circuit de chaque couche sur le vernis photosensible. Le vernis est enlevé dans des bains de dissolvants pour former les modèles de circuit. Puis, des films métalliques enduits de poly-silicone sont ajoutés pour former les intercommunications. Ils protègent les puces contre l'humidité, la corrosion, et la contamination atmosphérique. Quand le processus de métallisation est achevé, toutes les puces sont réexaminées.

Composition d'un processeur

Composé de plusieurs blocs de transistors appelés unités, 3 catégories se distinguent :

  • Les unités de calcul :
    L'unité arithmétique, l'unité de calcul flottant et l'unité multimédia.
  • Les unités de contrôle :
    se chargent du décodage des instructions, de l'accès à la RAM...
  • Les unités de mémoire cache :
    Le cache de niveau 1, le cache de niveau 2 et le cache de niveau 3.

Les limitations physiques et leur solutions

  • La technologie de gravure
    Plus la fréquence du processeur est élevée, plus il chauffe. Pour remédier à ce problème, on utilise une technologie de gravure plus fine.
  • Le conducteur de courant
    Après 15 ans de recherche le cuivre offre de nombreux avantages à l'aluminium, dont une meilleure conductivité du courant, une plus faible consommation d'énergie, et une meilleure résistance aux différences de températures.




 





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