Circuits intégrés Zoom sur le cœur des circuits intégrés… Pascal.Benoit@polytech.univ-montp2.fr

Circuits intégrés Comment fabrique-t-on ces circuits? Zoom sur le cœur des circuits intégrés… Comment fabrique-t-on ces circuits? Pascal.Benoit@polytech.univ-montp2.fr

Processus de fabrication Découpage du Wafer Photolithographie Découpage des CI Encapsulation Bonding Pascal.Benoit@polytech.univ-montp2.fr

Grandes zones technologiques hors Europe Portland New-York Oregon Californie Tsukuba Texas Albany EastFishkill Pékin USA Japon Austin Dallas Shanghai Hsinchu Seoul Chine Corée Taiwan Coût d’une usine « Nano-CMOS » > 5 000 000 000 $ Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Investissement > Milliards $ Europe: Wafer Lines Course à l’intégration : Performances Coûts Qui ? Où ? Combien ? x nm ? Intégration 3D : SIP ? Crolles Investissement > Milliards $ Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Worldwide Semiconductor competition Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Worldwide Semiconductor competition Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Conception & Fabrication Processeur Multimédia … F = 500 MHz P = 1 Watt Cahier des charges / Spécifications du circuit Dessin des masques Processus de Conception Ingénieurs Processus de Fabrication Circuit Fondeur Test de production Produit Final Pascal.Benoit@polytech.univ-montp2.fr

Evolution technologique Intel 4004 10um (10000nm) 2300 transistors 1971 Intel Core i7 32nm 2010 1170 millions de transistors!!! 39 ans plus tard… Dessin des masques « à la main » Conception Assistée par Ordinateur Pascal.Benoit@polytech.univ-montp2.fr

Loi de Moore et conséquences… Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Ordres de grandeur Processeurs GPU FPGA Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Loi de Moore et conséquences… Petit calcul… Le masque d’1 transistor, c’est grossièrement l’intersection de 2 segments de droites perpendiculaires. Si on suppose qu’il faut 10s pour tracer à la règle ces 2 segments, combien de temps faudrait-t-il pour dessiner 1 milliard de transistors? Réponse 115740 jours, soit 317 ans à temps plein, rien que pour le dessin des masques, sans compter le temps qu’il faudrait pour définir les fonctionnalités du circuit, puis la manière de connecter les transistors, et vérifier qu’il n’y a pas d’erreurs sur le dessin! Comment faire pour concevoir plus rapidement un circuit intégré? ABSTRACTION AUTOMATISATION Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Illustration de la loi de Moore ARM 9 180 nm 11.8 mm2 130 nm, 5.2 mm2 90 nm, 2.6 mm2 65 nm 1.4 mm2 45 nm 0.7 mm2 32 nm 0.4 mm2 28 nm 0.2 mm2 Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Calcul parallèle hautes performances Supercalculateur du CINES 2010 : 267 T Flops (SGI ICE) 23040 circuits INTEL Xeon 3 Ghz Calcul parallèle hautes performances ENERGIE TERA PETA HEXA 10 ans Cerveau humain : … Milliards de neurones 1 kHz , 20 W Entre 10 Tflops et 1 Hflops! Pascal.Benoit@univ-montp2.fr

Complexité des systèmes Pascal.Benoit@univ-montp2.fr