Dix fois mieux : une nouvelle technique révolutionnaire de production de puces pourrait permettre d'économiser de l'énergie et de l'argent

La production de structures minuscules des puces informatiques actuelles et futures utilise une lumière qui, avec une longueur d'onde d'un peu plus de 10 nanomètres, tend déjà vers les rayons X. Pour être précis, il s’agit d’une lumière extrêmement ultraviolette, ou EUV en abrégé.

Comme pour les rayons X, cela pose un problème crucial. Le rayonnement extrêmement énergétique pénètre presque tous les matériaux, malheureusement aussi les miroirs nécessaires à la lithographie, avec lesquels la lumière est dirigée avec précision pour obtenir les circuits électroniques.

De la lumière laser émise par un laser CO2, seulement 2 % de l’énergie atteint finalement la plaquette. Il existe donc un grand potentiel d’amélioration.

Les conséquences sont multiples

À l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa, une méthode a été présentée pour remplacer la technologie précédente, très inefficace. Étant donné que la lumière EUV ne peut pas être simplement dirigée à l'aide de dispositifs optiques conventionnels, des arrangements complexes avec des miroirs en forme de croissant sont nécessaires, qui nécessitent généralement dix réflexions.

Chaque réflexion réduit considérablement l’énergie de la lumière. Il semble donc logique de réduire radicalement cette configuration à seulement deux miroirs. Entre autres choses, cette simplification est rendue possible par deux sources lumineuses parallèles et sans interaction, qui éclairent toutes deux le photomasque pour la lithographie sous des angles opposés.

Les deux miroirs ont un trou au milieu afin d'obtenir la même précision de la lumière laser qu'avec la méthode précédente. Actuellement, une résolution de 10 nanomètres devrait être possible. Avec d'autres optimisations, 7 nanomètres, voire 5 ou 2 nanomètres seraient envisageables.

Les économies d'énergie résultant de cette simplification sont considérables. Au lieu d’un laser de 200 watts, seulement 20 watts de puissance sont nécessaires. Cela représenterait un dixième de la consommation électrique précédente, ce qui réduirait la puissance nécessaire à une usine entière de puces d’environ 1 mégawatt à 100 kilowatts.

Selon le journal, il y aurait des économies supplémentaires. Les lasers plus petits et plus faibles sont bien sûr moins chers à fabriquer, mais également moins chers à entretenir. Cela s'applique également à l'ensemble de la construction ultérieure.

Les coûts d'électricité, de technologie et d'exploitation pourraient être considérablement réduits, ce qui signifie que les puces informatiques pourraient également être produites localement, loin des immenses installations industrielles. Les crises de puces avec des goulots d’étranglement d’approvisionnement notables, comme celles survenues récemment entre 2020 et 2022, seraient alors beaucoup moins réalistes.

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