Microprocesseur à nanotubes de carbone

4 septembre 2019, 11:09
Vue au microscope d'un microprocesseur en nanotubes de carbone. Photo : Felice Frankel / MIT.
Vue au microscope d'un microprocesseur en nanotubes de carbone. Photo : Felice Frankel / MIT.
Les chercheurs du MIT (États-Unis) ont mis au point un microprocesseur moderne utilisant des transistors constitués de nanotubes de carbone. Comme l'indique la revue Nature, il est possible de les obtenir à l’aide de procédés traditionnels appliqués pour la production de puces de silicium. Il s'agit d'une étape importante dans la réalisation pratique de microprocesseurs à nanotubes de carbone.

La fabrication de transistors à effet de champ à nanotubes de carbone (CNFET) est en effet essentielle pour la construction d’ordinateurs de nouvelle génération. Ces transistors sont près de dix fois plus économes en énergie et permettent d'atteindre des vitesses beaucoup plus élevées que les FET au silicium. Pour autant, les CNFET présentaient jusqu'ici de nombreuses lacunes.
Les chercheurs du MIT ont réussi à limiter drastiquement leurs défauts et à réaliser des CNFET à l’aide de procédés éprouvés, déjà en place dans les usines de composants au silicium traditionnelles. Le microprocesseur à 16 bits obtenu est entièrement fonctionnel et compte plus de 14.000 CNFET. Il est basé sur l'architecture open source RISC-V, qui définit les commandes exécutables par un microprocesseur compatible. Pour les besoins de la démonstration, le microprocesseur a salué les chercheurs en se présentant lui-même « Bonjour tout le monde ! Je suis le RV16XNano, et je suis fait de nanotubes de carbone ».

Le microprocesseur s’appuie sur une version antérieure comportant seulement 178 CNFET développés par d'autres chercheurs il y a six ans. Les défauts inhérents aux nanotubes de carbone sont de longue date considérés comme une sorte de malédiction qui rend difficile leur utilisation pratique. Idéalement, les CNFET doivent posséder des propriétés semi-conductrices. Malheureusement, une petite partie des nanotubes de carbone sont métalliques, ce qui ralentit ou bloque totalement le transistor. Les nanotubes de carbone modernes exigent donc une pureté de 99,99999999 %, ce qui est pratiquement impossible à réaliser actuellement.
D’où l'intérêt de la technique développée par les chercheurs, baptisée DREAM (acronyme de « Design Resiliency Against Metallic cnts »), qui positionne les CNFET métalliques de manière à ce qu’ils n’interfèrent pas avec le traitement des données. L’exigence de pureté stricte a ainsi diminué d'environ quatre ordres de grandeur, et une valeur d'environ 99,99 % est désormais suffisante.

Source : MIT News
 
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