Aux limites de l’innovation

Est-ce vrai que les processeurs sont constitués de sable ?

 Pas plus d’un atome de contamination par milliard d’atomes de silicium

Les processeurs représentent probablement les produits les plus sophistiqués fabriqués par l’homme. Ce qui est surprenant, c’est que le matériau nécessaire à leur fabrication fait partie des éléments les plus courants sur Terre. En effet, le silicium représente plus d’un quart de la masse de la croûte terrestre. Il se présente principalement sous la forme d’oxyde de silicium (SiO2), composant principal du sable. Mais, pour que cela ne soit pas trop facile, la production d’un processeur requiert un bloc de silicium pur. Ici, le terme pur implique la présence d’un seul atome de contamination par milliard d’atomes de l’élément. Ce matériau ne peut être obtenu qu’à l’issue d’un long processus impliquant de nombreuses étapes. Du silicium en fusion sert à former un seul cristal cylindrique de plusieurs douzaines de centimètres de diamètre et pesant environ 100 kilogrammes. Ce cylindre est ensuite coupé en tranches d’une épaisseur de jusqu’à 1 millimètre. Ces tranches (appelées galettes ou wafers) sont ensuite polies pour que les deux côtés de leur surface soient parfaitement plats. Les fabricants de processeurs achètent des wafers prêts à l’emploi auprès de sociétés spécialisées. Une seule galette peut servir à produire plusieurs milliers de processeurs.

15 semaines, jusqu’à 500 étapes

 

Galette de silicium conçue pour les processeurs Intel® Core™ de 4<sup>e</sup> génération gravés en 22 nm

 

Le chemin entre une galette de silicium et un processeur est très long. Le processus de production prend jusqu’à 15 semaines et nécessite jusqu’à 500 étapes. À ce stade, des milliards de transistors sont appliqués à la surface de la galette. Une fois connectée par plusieurs couches de pistes métalliques, celle-ci peut être découpée et placée dans un boîtier sécurisé.

Propreté absolue et travail en surpression

Durant la totalité du processus, il est très important de maintenir le niveau de propreté le plus élevé possible. L’air des pièces dans lesquelles les processeurs sont fabriqués est filtré en continu. Les opérateurs doivent porter des combinaison de protection, des masques, des lunettes et des bottes spéciales. Quand ils pénètrent dans la salle, ils doivent traverser des sas spéciaux. La surpression empêche l’air de s’introduire dans la salle en cas de fuite. Ces procédures sont essentielles, car même la plus petite particule de poussière sur la structure en silicium d’un processeur entraîne des dommages irréversibles.

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