Hard du Hard • La Course aux Nanomètres - Partie 4

La très grosse moulah

Mais il y a en fait un plus gros problème. La poursuite de la loi de Moore, à la base c’est quand même la proposition de faire des transistors toujours moins cher unitairement, en augmentant la densité de fabrication parallèle. Même si c’est pas écrit dans la loi, c’est implicite. Tout le concept d’investir autant d’argent dans des machines, c’est pour sortir des transistors moins chers pour faire plus de marge.

Et bien, ça ne marche plus. En fait, le passage au 20nm FinFET a rendu les transistors plus chers par rapport aux transistors planaires 28nm. Et c’est normal : en plus de nouvelles étapes de fabrication, la lithographie utilisée devait être en double exposition. Les motifs des fins étant trop rapprochés pour être réalisés en un passage de Litho, il faut le faire en deux, pour respecter les limites de résolution de la machine.

Et les nœuds technologiques subséquents n’ont pas fait grand-chose pour améliorer le prix du transistor. A partir de 2013, il stagne. Il faut comprendre qu’en plus du FinFET, la lithographie devient de plus en plus chère. Pour les derniers noeuds technologiques, les machines de lithographie Extrême UV ne sont pas encore nécessaires, mais si l’on utilise du Deep UV par immersion, il faut multiplier les expositions.

Soit on utilise une machine extrêmement chère (extrême UV) pour faire un passage, soit on utilise une machine seulement très chère (Deep UV immersion) et on doit faire 2 ou 3 passages. Si l’EUV n’est maîtrisé que par ASML, le DUVi est fourni par ASML et Nikon. Et les grosses fonderies remplissent les carnets de commande des deux entreprises. Même le 5nm est actuellement fait en partie en DUV immersion. Et dans les deux cas, ça reste très cher !

Avant de vous la livrer ils mettent des capots dessus, tout de même.

Du coup, vous avez des prix unitaires par wafer qui explosent quand on va dans les nœuds les plus avancés. Et pire, des prix qui ne baissent pas quand le nœud vieillit : c’est le coût des procédés qui est cher, même pas forcément l’investissement dans les machines. Au final, on obtient un wafer 5nm sur lequel un transistor ne coûtera que 5% moins cher qu’un transistor de 28nm. Ce qui fait du 5nm une technologie pour faire des puces très compactes bien que moins fiables… Mais pas plus rapides ou moins chères.

Comparaison du prix du transistor chez TSMC par rapport au noeud 28nm.