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.
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
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.
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.
NanofilUn nanofil est une nanostructure, dont le diamètre est exprimé en nanomètre, donc en principe de 1 à 999 nanomètres. Pour plus de simplicité, on tolère un certain débordement dans ces dimensions. Alternativement, les nanofils peuvent être définis comme des structures qui ont une épaisseur ou un diamètre définis, mais d'une longueur quelconque. À ces échelles les effets quantiques sont importants - d'où l'utilisation du terme de « fils quantiques ».
Multigate deviceA multigate device, multi-gate MOSFET or multi-gate field-effect transistor (MuGFET) refers to a metal–oxide–semiconductor field-effect transistor (MOSFET) that has more than one gate on a single transistor. The multiple gates may be controlled by a single gate electrode, wherein the multiple gate surfaces act electrically as a single gate, or by independent gate electrodes. A multigate device employing independent gate electrodes is sometimes called a multiple-independent-gate field-effect transistor (MIGFET).
Application-specific integrated circuitvignette|Un ASIC. Un ASIC (acronyme de l'anglais application-specific integrated circuit, littéralement « circuit intégré propre à une application ») est un circuit intégré spécialisé. En général, il regroupe sur la même puce un ou sur mesure. thumb|Autre exemple de puce ASIC. L'intérêt de l'intégration est de réduire les coûts de production et d'augmenter la fiabilité. Avantage pour le maître d'œuvre : un contrôle total du produit et un coût de production réduit.
Circuit designThe process of circuit design can cover systems ranging from complex electronic systems down to the individual transistors within an integrated circuit. One person can often do the design process without needing a planned or structured design process for simple circuits. Still, teams of designers following a systematic approach with intelligently guided computer simulation are becoming increasingly common for more complex designs.
Architecture matériellevignette|Architecture matérielle d'un processeur Intel Core2. vignette|Architecture matérielle d'un Cyclops64 (BlueGene/C). L’architecture matérielle décrit l’agencement interne de composants électroniques ainsi que leurs interactions. Le terme interne employé ici permet de bien faire la différence avec l’architecture (externe) de processeur (ou architecture de jeu d'instruction), qui s'intéresse à la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine.
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.
Composant semi-conducteurvignette|Aperçu de quelques dispositifs semi-conducteurs encapsulés Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques). Sa conductivité se situe entre les conducteurs et les isolants. Les composants semi-conducteurs ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications.
PhotolithographieLa photolithographie est l'ensemble des opérations permettant de transférer une image (généralement présente sur un masque) vers un substrat. Cette technique est très utilisée dans l'industrie du semi-conducteur. Les motifs de l'image ainsi transférée deviendront par la suite les différentes zones des composants électroniques (exemple : contact, drain...) ou les jonctions entre ces composants.
BiCMOSBiCMOS (contraction de Bipolar-CMOS) est le nom d'une technique de circuit intégré alliant les avantages du CMOS et du bipolaire en un seul circuit intégré. Plus récemment, les processus bipolaires ont été étendus pour inclure des dispositifs à haute mobilité utilisant des jonctions silicium-germanium. Les transistors bipolaires offrent une grande vitesse, un gain élevé et une faible impédance de sortie avec une consommation d'énergie relativement élevée par composant.
Gravure ionique réactiveLa gravure ionique réactive - ou gravure par ions réactifs - très souvent appelée par son acronyme anglophone, RIE (pour Reactive-Ion Etching), est une technique de gravure sèche des semi-conducteurs. Il s'agit d'une technique similaire, dans la mise en œuvre, à une gravure au plasma de type pulvérisation cathodique (sputtering). Cependant, dans cette technique, le plasma réagit, non seulement physiquement, mais aussi chimiquement avec la surface d'un wafer, ce qui en retire une partie ou certaines des substances qui y ont été déposées.
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...).
Logique séquentielleEn théorie des circuits électroniques, la logique séquentielle est un type de logique dont les résultats ne dépendent pas seulement des données actuellement traitées mais aussi des données traitées précédemment. Elle s'oppose à la logique combinatoire, dont les résultats sont fonction et seulement fonction des données actuellement traitées. En d'autres termes, la logique séquentielle utilise la notion de mémoire de stockage (Bascules, registres, etc.) alors que la logique combinatoire n'en a pas.
Logic optimizationLogic optimization is a process of finding an equivalent representation of the specified logic circuit under one or more specified constraints. This process is a part of a logic synthesis applied in digital electronics and integrated circuit design. Generally, the circuit is constrained to a minimum chip area meeting a predefined response delay. The goal of logic optimization of a given circuit is to obtain the smallest logic circuit that evaluates to the same values as the original one.
Diode logicDiode logic (or diode-resistor logic) constructs AND and OR logic gates with diodes and resistors. An active device (vacuum tubes in early computers, then transistors in diode–transistor logic) is additionally required to provide logical inversion (NOT) for functional completeness and amplification for voltage level restoration, which diode logic alone can't provide. Since voltage levels weaken with each diode logic stage, multiple stages can't easily be cascaded, limiting diode logic's usefulness.
Circuit asynchronethumb|upright=1.2|Principe du pipeline synchrone, en haut, où les données avancent au rythme de l'horloge, et du pipeline asynchrone, en bas, où les étages communiquent localement. Un circuit asynchrone est un circuit électronique numérique qui n'utilise pas de signal d'horloge global pour synchroniser ses différents éléments. À la place, ces derniers communiquent souvent localement en indiquant l'envoi et la réception de données. On parle parfois de « circuit auto-séquencé ».
Nanoélectroniquevignette|Structure d'un transistor FinFET La nanoélectronique fait référence à l'utilisation des nanotechnologies dans la conception des composants électroniques, tels que les transistors. Bien que le terme de nanotechnologie soit généralement utilisé pour des technologies dont la taille est inférieure à environ , la nanoélectronique concerne des composants si petits qu'il est nécessaire de prendre en compte les interactions interatomiques et les phénomènes quantiques.
