La loi de Moore énonce que le nombre de transistors que l’on peut mettre sur une puce électronique double tous les deux ans, ce qui signifie que sa performance double elle aussi. Mais il semble que nous ayons atteint les limites de ce principe. Contre toute attente, les producteurs de puces électroniques semblent s’enthousiasmer pour ce qu’ils considèrent être une nouvelle opportunité. 

En 1965, Gordon Moore, qui allait ensuite fonder Intel, le géant américain de la puce électronique, avait observé dans un article que le nombre de transistors que l’on peut mettre sur une puce doublait tous les ans. Dix ans plus tard, il avait revu ce concept, devenu entretemps la loi de Moore, pour porter ce délai à 2 ans. Et jusqu’ici, sa loi s’était révélée valide. 

Des composants dont la taille ne dépasse pas 7 nanomètres

Depuis, l’amélioration des performances des puces a été phénoménale. Alors que l’ordinateur de bord de la mission Apollo, qui a guidé Neil Armstrong pour lui permettre d’aller sur la Lune, ne contenait que 12.300 transistors, on en dénombre 3,3 milliards sur l’iPhone 7 d’Apple. Mais maintenant que les fabricants de puces travaillent sur des composants d’une taille ne dépassant pas 7 nanomètres, il semble que nous nous approchons des limites de ce principe, et qu’il ne sera plus possible d’augmenter significativement le nombre de transistors que l’on peut entasser sur une puce. 

Cela devrait être une source d’inquiétude, dans la mesure où cela signifie qu’à l’avenir, l’amélioration des performances des puces sera plus compliquée, et donc qu’elle coûtera plus cher. Mais les fabricants de puces semblent plutôt se réjouir du défi qui leur est posé, et des opportunités que cela créera. « Les produits finis vont encore s’améliorer davantage, même si notre travail va devenir de plus en plus dur », commente Mike Muller, qui dirige le département de technologie chez Arm, l’un d’entre eux. 

Des puces en 3D, spécialisées, et les nouvelles solutions de l’informatique quantique

Les fabricants devront sans doute développer l’architecture des puces, et créer des puces en 3D, consistant en des empilements de puces. Ils pourront aussi spécialiser ces dernières, et développer des puces dédiées à l’intelligence artificielle, par exemple. Tensor, une puce spécifique conçue par Google pour l’apprentissage machine, est déjà capable d’effectuer 92 000 milliards d’opérations par seconde, soit 100 fois plus qu’une puce standard.

L’expansion de l’utilisation de l’informatique, à la fois sur les appareils connectées, ou en dehors, sur le cloud, a bénéficié de ces évolutions, à des coûts de plus en plus réduits. L’informatique quantique, qui devrait permettre de sortir de l’ère du silicium et de réaliser des avancées importantes en termes de performances, est également très prometteuse, quoique encore techniquement inaccessible. 

Des enjeux géo-stratégiques

Toutes ces technologies sont aussi devenues des enjeux géo-stratégiques cruciaux. Dans ce domaine, les Etats-Unis et la Chine se livrent une concurrence âpre pour maintenir leur avance. En juillet, le Darpa, l’unité de recherche du ministère américain de la Défense, a annoncé qu’il allait investir 1,5 milliard de dollars sur cinq ans pour encourager les avancées technologiques dans l’architecture, les matériaux et la conception des puces dans le cadre de son « Electronics Resurgence Initiative ».