NVIDIA et TSMC dévoilent un prototype de puce photonique au silicium avancée, selon des rapports

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Des rapports récents en provenance de Taïwan indiquent que NVIDIA et TSMC collaborent sur un prototype de puce photonique au silicium de pointe. TSMC, reconnu comme le premier fabricant mondial de puces sous contrat, a renforcé son statut de producteur de puces le plus avancé, en particulier à la lumière des défis actuels d’Intel. La photonique au silicium représente une méthode de fabrication révolutionnaire qui intègre des circuits photoniques aux circuits électroniques conventionnels, répondant aux limitations inhérentes à la fabrication traditionnelle de semi-conducteurs. Le prototype aurait été développé vers la fin de l’année dernière, les deux sociétés explorant activement les technologies de conditionnement optique visant à améliorer les performances des puces d’IA.

Progrès dans la technologie des puces : le rôle de la photonique sur silicium

Au premier plan des progrès technologiques de TSMC se trouve le nœud de processus de 2 nanomètres. Cette innovation se caractérise par des pas de grille et de métal minimum de 45 nanomètres et 20 nanomètres, respectivement. Dans la conception des semi-conducteurs, le pas de grille désigne l’espacement entre les grilles adjacentes sur une puce, tandis que le pas de métal fait référence à la distance séparant les interconnexions métalliques. Les grilles régulent le flux d’électrons dans les transistors et les interconnexions facilitent la communication entre les transistors d’une puce.

Les défis associés au nœud de 2 nanomètres soulignent un obstacle important pour les fabricants de puces comme TSMC, car la sophistication croissante de la réduction de ces distances complique l’évolutivité du nombre de transistors par puce. Pour atténuer ces obstacles, l’industrie se tourne de plus en plus vers la photonique sur silicium comme solution viable.

La photonique au silicium utilise des transistors photoniques, ou circuits intégrés, qui utilisent des photons (particules de lumière) à la place des électrons pour la communication interne de la puce. Cette technologie offre des capacités de bande passante et de fréquence améliorées, ce qui accélère les vitesses de traitement des données et augmente la capacité.

Transistors photoniques au silicium — Transistors photoniques traditionnels et silicium sur plaquette CMOS. Source : Grenouillet et al. (2010). « Vers des réseaux optiques sur puce utilisant la technologie III-V/SOI compatible CMOS. » Conférence sur les dispositifs et matériaux à semi-conducteurs (SSDM), Tokyo. DOI : 10.7567/SSDM.2010.D-6-2.

La capacité de ces transistors à améliorer les vitesses de traitement sans nécessiter de techniques de fabrication largement supérieures fait de la photonique sur silicium un objectif attrayant pour les acteurs de l’industrie, en particulier lorsque les rendements de la fabrication de puces avancées commencent à plafonner.

Un article du média taïwanais UDN souligne l’intérêt de NVIDIA pour cette approche innovante. Il indique que NVIDIA et TSMC ont réussi à créer le premier prototype de puce photonique en silicium à la fin de l’année dernière. En outre, les deux entreprises étudient les technologies d’intégration optoélectronique ainsi que les solutions de packaging avancées.

L’intégration optoélectronique complète la photonique sur silicium en fusionnant des composants qui manipulent la lumière, tels que des lasers et des photodiodes, avec des composants électroniques, comme des transistors, sur une plaquette unifiée.

En tant que principal partenaire de fabrication de NVIDIA, TSMC a toujours fourni des résultats fiables et des taux de rendement élevés, ce qui lui a valu la réputation de collaborateur privilégié des plus grandes entreprises technologiques. Bien que les puces IA de NVIDIA soient en tête du marché en termes de performances, les limitations de capacité de conditionnement et les coûts de production élevés ont limité leur disponibilité.

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