Silicium, attention – des chercheurs ont découvert l’avenir des semi-conducteurs

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), de l'Université de Houston et d'autres établissements viennent de publier un article intéressant qui spécule sur l'avenir du silicium – ou plutôt sur son éventuelle absence.

Selon le rapport, l'utilisation d'arséniure de bore cubique (c-BA) au lieu du silicium dans la fabrication de semi-conducteurs pourrait apporter une foule d'avantages, notamment de meilleurs thermiques, une meilleure conductivité et une augmentation des performances digne de l'avenir de l'informatique. Le silicium va-t-il devenir obsolète ?

Comme le matériel devient de plus en plus puissant d'année en année, maintenir les thermiques à distance devient un problème croissant pour les fabricants du monde entier. Avec certaines versions de nouvelle génération, telles que la rumeur selon laquelle la carte graphique Nvidia GeForce RTX 4090 nécessiterait une alimentation jusqu'à 1 200 watts, la chaleur générée par ce type de matériel est vraiment intense – et cela ne fera qu'empirer avec chaque génération de produits.

En raison du potentiel croissant étouffé par la technologie actuelle, les scientifiques essaient de réfléchir à des moyens d'améliorer l'informatique dans son ensemble, et l'un des principaux moyens d'y parvenir serait de remplacer le silicium comme matériau principal utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs. Le silicium est largement utilisé actuellement et peut être trouvé dans toutes sortes de puces, mais ce n'est pas la solution parfaite ; au contraire, il a beaucoup de défauts.

Le MITexplique que les électrons traversent facilement la structure du silicium, mais qu'ils sont loin d'être aussi efficaces pour les «trous» – un terme qui fait référence aux homologues chargés positivement des électrons. Le silicium ne fait vraiment du bon travail que sur les électrons chargés négativement. C'est aussi une très mauvaise solution en matière de conductivité thermique, à tel point que les températures élevées dans les meilleurs processeurs sont une norme acceptée et quelque chose à traiter grâce à diverses solutions de refroidissement.

Maintenant, l'équipe de recherche impliquée dans ce projet a entrepris de trouver une meilleure option que le silicium, et ils ont découvert que l'arséniure de bore cubique résout les deux problèmes du silicium. C'est aussi bon pour les électrons que pour les « trous », ouvrant la porte à un tout nouveau niveau de calcul.

« C'est important car, bien sûr, dans les semi-conducteurs, nous avons des charges positives et négatives équivalentes. Donc, si vous construisez un appareil, vous voulez avoir un matériau où les électrons et les trous se déplacent avec moins de résistance », a déclaré Gang Chen, professeur principal de génie mécanique au MIT. Le rapport souligne également que l'arséniure de bore cubique offre une conductivité thermique jusqu'à 10 fois supérieure à celle de ses homologues en silicium. Il bat même le cuivre, et de loin aussi.

Si l'arséniure de bore cubique résout les deux plus gros problèmes du silicium, il semble être le matériau semi-conducteur parfait. Dans l'article, les scientifiques l'appellent un "changeur de jeu". Il est donc logique que le silicium soit laissé pour compte alors que l'avenir de l'informatique passe à de meilleurs matériaux. Mais ce n'est pas aussi simple que cela.

Jusqu'à présent, l'arséniure de bore cubique n'a été fabriqué qu'en petits lots créés à des fins de test. Le silicium est abondant et facile à trouver, mais pas tellement l'arséniure de bore. Les chercheurs précisent qu'il n'est toujours pas certain que l'arséniure de bore cubique puisse jamais être exploité dans une capacité suffisamment grande pour remplacer le silicium. Peut-être pourrait-il être utilisé en petits lots pour les semi-conducteurs qui nécessitent vraiment une puissance supplémentaire. Il semble que nous devrons nous en tenir au silicium éprouvé, du moins jusqu'à ce qu'une meilleure solution se présente.