Les dispositifs semi-conducteurs sont actuellement confrontés à un tournant majeur dans leur développement.
En effet, la méthode d'amélioration des performances qui consistait à utiliser l'inertie grâce à la miniaturisation des composants est devenue véritablement difficile (bien sûr, la difficulté de la miniaturisation des composants est un sujet de discussion depuis plus de 30 ans, mais elle a été continuellement surmontée et développée).
La miniaturisation des dispositifs est importante car elle a permis d'augmenter leur vitesse de fonctionnement, ce qui a permis d'améliorer les performances de calcul.
La vitesse de calcul est une mesure du progrès de l'humanité dans la société de l'information.
Des vitesses de calcul plus rapides libèrent du temps de calcul, qui peut être utilisé pour diverses autres tâches, allant des simulations quantiques complexes aux graphismes de jeux époustouflants.
On s'inquiète de plus en plus de la manière de développer davantage les performances informatiques, qui reposent en grande partie sur la miniaturisation des composants.
Ainsi, les dispositifs semi-conducteurs ne sont pas de simples produits industriels, mais jouent actuellement un rôle central dans le développement humain.
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Certaines puces utilisées aujourd'hui sont qualifiées de semi-conducteurs alors qu'elles n'utilisent aucun matériau semi-conducteur.
Comme mentionné précédemment, l'industrie des semi-conducteurs dispose de nombreuses technologies qui se sont développées grâce à la création de circuits intégrés qui regroupent un grand nombre d'éléments unitaires sur une petite puce.
Cette technologie de fabrication est appelée « procédé d'intégration des semi-conducteurs ».
Il s'agit d'une technique spécialisée dans la fabrication d'un grand nombre de formes identiques de petite taille.
Il s'agit d'une technologie sophistiquée capable de créer plus de 10 milliards d'éléments unitaires sur une surface extrêmement réduite, inférieure à 1 cm de côté.

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Le nombre de puces semi-conductrices augmente avec le temps.
Pour remplir ces fonctions nécessaires, les puces semi-conductrices sont fabriquées en combinant des centaines, voire des milliards, d'éléments unitaires.
Les circuits intégrés utilisant des semi-conducteurs présentent un avantage considérable : celui de combiner un si grand nombre d'éléments.
C’est pourquoi les dispositifs à semi-conducteurs ont remplacé les dispositifs à tubes à vide et sont devenus synonymes de dispositifs électroniques, étant utilisés dans tous les produits électroniques.

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John von Neumann (1903-1957) est une figure incontournable de l'histoire des ordinateurs à usage général.
Von Neumann était un mathématicien hongrois né en 1903 et ayant exercé son activité aux États-Unis. Il figure parmi les personnalités incontournables lorsqu'on évoque les plus grands génies de l'humanité.
Il a réalisé de nombreux accomplissements, notamment en organisant la théorie des jeux et en participant au projet Manhattan, mais l'un de ses accomplissements les plus remarquables est la proposition de la structure d'un « ordinateur à usage général » appelé « architecture de von Neumann ».
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En 1958, ma première année de travail, un été texan caniculaire arriva.
La plupart des temples étaient fermés pour les vacances d'été, mais Kilby ne le pouvait pas.
Étant donné que j'étais un nouvel employé, je n'avais pas droit à des congés annuels.
Par une chaude journée d'été, Kilby arrive seul au bureau et imagine une solution simple à ce problème de câblage.
Une méthode de fabrication a été mise au point pour créer une pièce unique en plaçant divers éléments unitaires tels que des transistors, des condensateurs, des résistances et autres composants sur une plaque plate de germanium et en reliant ces éléments par des fils d'or.
Kilby a perfectionné cette technologie et en a fait la démonstration en septembre de la même année.
Il a été démontré qu'il est possible d'intégrer divers produits d'application, tels que des amplificateurs, dans une seule puce.
Il s'agissait du premier circuit intégré.

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La réduction spectaculaire du volume et de la consommation d'énergie a rendu possible l'émergence de produits auparavant inimaginables.
Auparavant, les ordinateurs étaient des produits destinés aux entreprises et aux laboratoires de recherche.
Cependant, avec l'avènement des circuits intégrés, ils sont devenus suffisamment petits pour que même un ménage moyen puisse en posséder un, et leur consommation d'énergie est devenue gérable.
Les ordinateurs sont donc devenus des appareils électroménagers à usage personnel plutôt que des équipements d'entreprise.
La naissance du circuit intégré est ainsi devenue la pierre angulaire de l'ère des ordinateurs personnels.
À l'inverse, l'avènement des ordinateurs personnels a créé un cercle vertueux qui a considérablement accru la demande de dispositifs semi-conducteurs intégrés, contribuant ainsi à l'expansion de l'industrie électronique.

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En 1975, Moore a révisé la loi de Moore pour stipuler que le nombre de transistors par puce de circuit intégré doublerait tous les deux ans au lieu de tous les ans.
C'est ce que nous appelons aujourd'hui la loi de Moore.
Depuis lors, dans l'industrie des semi-conducteurs, la « loi de Moore » a cessé d'être un outil de prédiction de l'avenir, mais est plutôt devenue le symbole d'un objectif commun pour le développement des dispositifs semi-conducteurs.
Elle est devenue une boussole qui guide tous les chercheurs en semi-conducteurs afin qu'ils réfléchissent à ce qui sera nécessaire pour satisfaire cette tendance d'ici deux ans.

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Une salle blanche est un espace où non seulement la poussière, mais aussi la température, l'humidité, la pression atmosphérique et l'éclairage sont contrôlés avec précision.
Normalement, la pression est maintenue à un niveau positif supérieur à la pression extérieure afin d'empêcher l'air de pénétrer depuis l'extérieur.
Les personnes travaillant en salles blanches sont tenues de porter des vêtements spéciaux appelés combinaisons anti-poussière qui ne génèrent pas de poussière, ainsi que des masques et des gants.
De cette manière, la fabrication de semi-conducteurs peut être perçue comme une lutte contre la pollution.


La pollution dont il est question ici ne concerne pas le niveau visible, mais le niveau microscopique, comme une particule de poussière, la respiration humaine, la sueur ou les cosmétiques.
Des ions capables de détruire les semi-conducteurs sont présents dans l'haleine, la sueur et les cosmétiques humains.
Pour éviter ces problèmes, des installations et des vêtements spéciaux sont nécessaires, tels que des salles blanches, des vêtements de protection et des gants.

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Les progrès réalisés dans le domaine des semi-conducteurs ont permis de créer des appareils portables fonctionnant sur batterie.
L'apparition de nouveaux produits qui n'existaient pas auparavant contribue à l'expansion du marché de l'industrie électronique.
On peut s'en rendre compte en prenant l'exemple du marché des appareils tels que les smartphones ou les consoles de jeux.
C’est une caractéristique de l’industrie des semi-conducteurs, où les progrès technologiques créent un cercle vertueux d’émergence de nouveaux produits et d’expansion du marché, favorisant ainsi le progrès technologique.


Les acteurs de l'industrie des semi-conducteurs partagent donc une même conviction.
Si nous parvenons à fabriquer des composants plus rapides, nous pourrons les utiliser pour créer de nouvelles gammes de produits, ce qui élargira le marché et augmentera les profits.
Par conséquent, l'industrie des semi-conducteurs ne devrait penser à rien d'autre et continuer à travailler pour fabriquer des appareils plus rapides.
Le marché créera alors automatiquement de nouveaux produits, vous permettant ainsi de vous développer et de gagner de l'argent.

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L'idée que la miniaturisation des appareils ne se poursuivrait pas circule depuis l'avènement de la technologie 1 μm.
On dit même que Gordon Moore pensait que la loi de Moore s'arrêterait une fois le nœud technologique de 1 μm atteint.
Une substance ne peut être plus petite que la plus petite unité qui représente la nature de cette substance, à savoir une molécule.
Par conséquent, la taille de l'élément ne peut jamais être inférieure à celle d'une molécule, et à mesure qu'elle s'approche de cette taille, des problèmes auxquels nous n'avons pas pensé ne manqueront pas de surgir.
Il est donc clair que la miniaturisation des appareils ne peut plus se poursuivre.
Cependant, les progrès technologiques ont continué à repousser ce point, et nous sommes maintenant arrivés à un stade où la taille des dispositifs est 10 ou 100 fois supérieure à celle des molécules.

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Une grande partie du rythme effréné dont bénéficie notre société aujourd'hui est rendue possible grâce aux semi-conducteurs.
Les technologies nécessitant des calculs rapides, telles que les prévisions météorologiques rapides et précises, les graphismes informatiques dans les films et les jeux si réalistes qu'ils sont indiscernables de la réalité, et les véhicules autonomes qui reconnaissent et évitent les personnes, dépendent largement des performances des dispositifs semi-conducteurs.
Plus de 90 % des nouveaux produits passionnants que nous avons eus au cours des 50 dernières années, y compris les smartphones Internet, la réalité augmentée (RA) et la réalité virtuelle (RV), ont été rendus possibles par des dispositifs semi-conducteurs plus rapides.
Cela est également devenu possible grâce à l'augmentation de la capacité de mémoire.

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