Circuit intégréLe circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique, basé sur un semi-conducteur, reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume réduit (sur une petite plaque), rendant le circuit facile à mettre en œuvre. Il existe une très grande variété de ces composants divisés en deux grandes catégories : analogique et numérique.
Nanotube de carbonethumb|Représentation d'un nanotube de carbone. (cliquer pour voir l'animation tridimensionnelle). thumb|Un nanotube de carbone monofeuillet. thumb|Extrémité d'un nanotube, vue au microscope électronique. Les nanotubes de carbone (en anglais, carbon nanotube ou CNT) sont une forme allotropique du carbone appartenant à la famille des fullerènes. Ils sont composés d'un ou plusieurs feuillets d'atomes de carbone enroulés sur eux-mêmes formant un tube. Le tube peut être fermé ou non à ses extrémités par une demi-sphère.
Fabrication des dispositifs à semi-conducteursthumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.
Conception de circuits intégrésLa conception (ou le design) de circuits intégrés (ou puces électroniques) consiste à réaliser les nombreuses étapes de développement (flot de conception ou design flow) nécessaires pour concevoir correctement et sans erreurs une puce électronique. Le point d'entrée est une spécification fonctionnelle qui décrit le fonctionnement voulu de la puce, ainsi que des contraintes non fonctionnelles (surface, coût, consommation...).
Complementary metal oxide semi-conductorvignette|Vue en coupe d'un transistor MOS On appelle CMOS, ou Complementary Metal Oxide Semiconductor, une technologie de fabrication de composants électroniques et, par extension, les composants fabriqués selon cette technologie. Ce sont pour la plupart des circuits logiques (NAND, NOR) comme ceux de la famille Transistor-Transistor logic (TTL) mais, à la différence de ces derniers, ils peuvent être aussi utilisés comme résistance variable.
Potential applications of carbon nanotubesCarbon nanotubes (CNTs) are cylinders of one or more layers of graphene (lattice). Diameters of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) are typically 0.8 to 2 nm and 5 to 20 nm, respectively, although MWNT diameters can exceed 100 nm. CNT lengths range from less than 100 nm to 0.5 m. Individual CNT walls can be metallic or semiconducting depending on the orientation of the lattice with respect to the tube axis, which is called chirality.
Circuit intégré à signaux mixtesA mixed-signal integrated circuit is any integrated circuit that has both analog circuits and digital circuits on a single semiconductor die. Their usage has grown dramatically with the increased use of cell phones, telecommunications, portable electronics, and automobiles with electronics and digital sensors. Integrated circuits (ICs) are generally classified as digital (e.g. a microprocessor) or analog (e.g. an operational amplifier). Mixed-signal ICs contain both digital and analog circuitry on the same chip, and sometimes embedded software.
Processeur softcoreUn processeur softcore est un processeur (CPU) implémenté sur un système reprogrammable comme un FPGA. On parle alors de « système sur puce programmable » (System on Programmable Chip ou SoPC). Le mot softcore est une contraction des mots anglais software (« logiciel ») et core (« cœur d'exécution d'un microprocesseur »). En effet, un softcore est une implémentation de processeur disponible sous forme de description bas niveau, dans un langage de description matérielle comme le VHDL ou le Verilog, ou directement sous la forme de fichier de configuration pour éviter la diffusion des sources.
Architecture de processeurUne architecture externe de processeur ou architecture de jeu d'instructions (ISA, de l'anglais instruction set architecture), ou tout simplement architecture (de processeur), est la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine. L'architecture comprend notamment la donnée d'un jeu d'instructions, d'un ensemble de registres visibles par le programmeur, d'une organisation de la mémoire et des entrées sorties, des modalités d'un éventuel support multiprocesseur, etc.
Dynamic frequency scalingDynamic frequency scaling (also known as CPU throttling) is a power management technique in computer architecture whereby the frequency of a microprocessor can be automatically adjusted "on the fly" depending on the actual needs, to conserve power and reduce the amount of heat generated by the chip. Dynamic frequency scaling helps preserve battery on mobile devices and decrease cooling cost and noise on quiet computing settings, or can be useful as a security measure for overheated systems (e.g.
GlobalFoundriesGlobalfoundries est l'une des plus importantes entreprises indépendantes de fonderie de semi-conducteurs au monde, deuxième après TSMC. Globalfoundries était la fonderie d'AMD, qui s'en est séparé en 2009. L'entreprise est 100% détenue par ATIC, le fonds souverain des Émirats Arabes Unis. Son siège est situé à Sunnyvale en Californie. En fin d'année 2009, GlobalFoundries a acquis Chartered Semiconductor Manufacturing qui était alors la indépendante mondiale.
Power managementPower management is a feature of some electrical appliances, especially copiers, computers, computer CPUs, computer GPUs and computer peripherals such as monitors and printers, that turns off the power or switches the system to a low-power state when inactive. In computing this is known as PC power management and is built around a standard called ACPI, this supersedes APM. All recent computers have ACPI support.
OpenCoresOpenCores is a community developing digital open-source hardware through electronic design automation (EDA), with a similar ethos to the free software movement. OpenCores hopes to eliminate redundant design work and significantly reduce development costs. A number of companies have been reported as adopting OpenCores IP in chips, or as adjuncts to EDA tools. OpenCores is also sometimes cited as an example of open source in the electronics hardware community. OpenCores has always been a commercially owned organization.
65 nmthumb|Processeur XCPU Falcon gravé en 65 nm désigne le procédé de fabrication des semi-conducteurs qui succède au procédé de fabrication par CMOS. Les premiers processeurs possédant cette technologie sont apparus sur le marché en 2006. Les processeurs Xenon de la génération "Falcon" sont gravés en technologie 65 nm, ainsi que les POWER6 et les Itanium 4 cores sortis en 2008. C'est également avec cette finesse qu'étaient gravés les CPU et GPU de certains modèles de PlayStation 3.
Flow to HDLFlow to HDL tools and methods convert flow-based system design into a hardware description language (HDL) such as VHDL or Verilog. Typically this is a method of creating designs for field-programmable gate array, application-specific integrated circuit prototyping and digital signal processing (DSP) design. Flow-based system design is well-suited to field-programmable gate array design as it is easier to specify the innate parallelism of the architecture. The use of flow-based design tools in engineering is a reasonably new trend.
Silicon on sapphireSilicon on sapphire (SOS) is a hetero-epitaxial process for metal–oxide–semiconductor (MOS) integrated circuit (IC) manufacturing that consists of a thin layer (typically thinner than 0.6 μm) of silicon grown on a sapphire (Al2O3) wafer. SOS is part of the silicon-on-insulator (SOI) family of CMOS (complementary MOS) technologies. Typically, high-purity artificially grown sapphire crystals are used. The silicon is usually deposited by the decomposition of silane gas (SiH4) on heated sapphire substrates.
Transistor countThe transistor count is the number of transistors in an electronic device (typically on a single substrate or "chip"). It is the most common measure of integrated circuit complexity (although the majority of transistors in modern microprocessors are contained in the cache memories, which consist mostly of the same memory cell circuits replicated many times). The rate at which MOS transistor counts have increased generally follows Moore's law, which observed that the transistor count doubles approximately every two years.
Three-dimensional integrated circuitA three-dimensional integrated circuit (3D IC) is a MOS (metal-oxide semiconductor) integrated circuit (IC) manufactured by stacking as many as 16 or more ICs and interconnecting them vertically using, for instance, through-silicon vias (TSVs) or Cu-Cu connections, so that they behave as a single device to achieve performance improvements at reduced power and smaller footprint than conventional two dimensional processes. The 3D IC is one of several 3D integration schemes that exploit the z-direction to achieve electrical performance benefits in microelectronics and nanoelectronics.
Taiwan Semiconductor Manufacturing CompanyTaiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) est, en 2021, la plus importante fonderie de semiconducteurs indépendante. Son siège social est situé à Hsinchu, à Taïwan. Fondée en 1987, elle fabrique notamment les puces graphiques de Intel, Nvidia et AMD ainsi que les systèmes sur une puce Snapdragon de Qualcomm, mais également les puces d'Apple. Après le choc pétrolier de 1973 le ministre de l'économie de Taïwan, Sun Yun-suan, décide de développer l'industrie des semiconducteurs avec la création de l' (ITRI) avec l'aide de taïwanais travaillant aux États-Unis.
7400-series integrated circuitsThe 7400 series is a popular logic family of transistor–transistor logic (TTL) integrated circuits (ICs). In 1964, Texas Instruments introduced the SN5400 series of logic chips, in a ceramic semiconductor package. A low-cost plastic package SN7400 series was introduced in 1966 which quickly gained over 50% of the logic chip market, and eventually becoming de facto standardized electronic components. Over the decades, many generations of pin-compatible descendant families evolved to include support for low power CMOS technology, lower supply voltages, and surface mount packages.
