D5 Électronique moderne avancée

Topique

L'électronique de pointe actuelle progresse simultanément dans plusieurs directions. Les puces spécialisées en intelligence artificielle exécutent, en parallèle massif, un type d'opération arithmétique très spécifique et répétitif – la multiplication et l'accumulation – qui est à la base de presque tous les algorithmes d'apprentissage profond. Elles atteignent ainsi des performances et une efficacité énergétique bien supérieures à celles d'un processeur généraliste effectuant la même tâche. Elles représentent, en substance, le même compromis entre flexibilité et efficacité que celui décrit par le modèle FPGA/ASIC, poussé à l'extrême avec une puce conçue pour un seul type d'opération. Les circuits dédiés à une application, conçus de A à Z pour réaliser une fonction unique et très spécifique, peuvent être bien plus efficaces que n'importe quelle alternative programmable pour cette tâche particulière, moyennant toutefois un investissement en conception et en fabrication qui ne se justifie que pour des productions en très grande série. L'informatique quantique utilise des qubits construits à partir de circuits supraconducteurs comme éléments de base. Ces circuits doivent être maintenus à des températures extrêmement basses – quelques fractions de degré au-dessus du zéro absolu – afin d'éviter que le même bruit thermique que celui décrit par le modèle de bruit électronique et l'électronique quantique ne provoque des transitions spontanées indésirables dans leur état quantique fragile.

Ces dernières décennies, l'industrie des semi-conducteurs s'est scindée entre les entreprises qui conçoivent des puces sans posséder leurs propres usines et les fonderies spécialisées qui les fabriquent en utilisant les procédés de production les plus avancés. Le rendement de fabrication d'une puce – la proportion de puces fonctionnelles sur une tranche de silicium – diminue à mesure que la surface de chaque puce augmente et que la densité de défauts du procédé de fabrication s'accroît.

C'est pourquoi ce module, qui s'ouvre sur des puces conçues pour un seul type d'opération, se conclut en montrant que les frontières de l'électronique ne progressent pas en inventant de nouveaux principes physiques, mais en repoussant sans cesse les limites des compromis déjà établis dans ce catalogue : efficacité contre flexibilité, bruit thermique contre stabilité quantique, surface de la puce contre performance de fabrication. Chaque compromis est ainsi progressivement repoussé.

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