Une société américaine, Substrate, veut s'attaquer à la gravure des puces avec une nouvelle solution qui devrait permettre (si tout se passe bien) de réduire le coût de la gravure de façon importante. Leur solution ? De la lithographie aux rayons X, ce qui demande quelques explications.
La fabrication d'une puce passe par ce que l'on appelle un wafer, un composant circulaire sur lequel les puces vont être gravées. La technologie utilisée pour graver les transistors sur la surface du wafer porte le nom de lithographie, et les techniques de gravure modernes reposent sur de la lithographie EUV (Extreme Ultraviolet). De façon très schématique, la machine doit découper le substrat pour dessiner les transistors, avec une précision extrême. Si les usines qui fabriquent les puces sont essentiellement asiatiques (notamment à Taiwan et en Corée), les machines qui permettent la lithographie, elles, proviennent d'un seul grand fabricant : le néerlandais ASML. Les machines en question sont particulièrement onéreuses (plusieurs centaines de millions de dollars) mais nécessaires : ASML est la seule société qui maîtrise cette technologie. Et les évolutions de la technologie devraient encore faire exploser les coûts.
La solution de Substrate
Substrate emploie une technologie différente, à base de rayons X. L'idée n'est pas nouvelle, mais n'avait jamais été mise en œuvre à grande échelle. La société explique qu'elle permet de créer des puces de classe 2 nm (la technologie la plus avancée actuellement, qui n'est pas encore employée en masse) pour un coût plus faible que les solutions d'ASML. Selon eux, alors que la technologie à base d'ultraviolets va augmenter largement les coûts, leur solution est meilleure. Ils anticipent des usines à 50 milliards de dollars en 2030, et des wafers à 100 000 $, contre 25 milliards et 30 000 $ actuellement (pour un wafer en 2 nm). Le coût du wafer a un impact direct sur le prix des puces car il a un coût fixe. Si le prix du wafer augmente, celui des puces aussi, même si le résultat dépend en partie du rendement et de la taille des puces, des points que nous avons expliqués dans un dossier.
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Avec sa technologie aux rayons X, Substrate espère descendre le prix du wafer aux alentours de 10 000 $ en 2030, soit un prix plus faible qu'actuellement (et beaucoup plus bas que ce qu'ils anticipent). Visiblement, la société américaine a donc réussi à maîtriser les problèmes que la lithographie aux rayons X amène, comme le fait qu'elle nécessite une source de rayons X stables et efficaces.
Si la solution semble intéressante, Substrate reste encore visiblement assez loin de la production en masse. La production actuelle, pour des essais, serait en 12 nm, ce qui est déjà dans l'absolu une prouesse. Mais selon les spécialistes de SemiAnalysis, si leurs assertions sont vraies, la lithographie aux rayons X pourrait modifier largement les rapports de force, sur un marché qui dépend largement d'ASML et dont les coûts actuels explosent.
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Si les prix exacts ne sont pas connus, Substrate espère vendre ses machines de lithographie environ dix fois moins cher que celles d'ASML pour les prochaines technologies de gravure (2 nm et moins). La société américaine pourrait surtout devenir un acteur important dans le monde de la gravure, et détrôner les fondeurs asiatiques. Même si TSMC et Samsung possèdent des usines aux États-Unis, les technologies les plus avancées restent réservées à leurs pays d'origine (Taiwan et la Corée du Sud) et le troisième fondeur important, Intel, est nettement en retard sur les deux autres. Selon nos confrères, il reste quelques doutes sur les possibilités réelles de Substrate, qui sont un peu trop belles pour être vraies. Un doute notamment lié au fait que la société donne peu de détails sur sa technologie, en partie parce qu'il y a de gros risques d'espionnage industriel dans ce domaine. Et il y a évidemment un écueil important à prendre en compte : passer de la production de puces de tests dans des laboratoires à une production en masse avec un rendement suffisant pour que tout devienne rentable n'est pas une évidence dans ce domaine.
