😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
jeudi, septembre 3, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Un isolant en carbone d'épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération

De gauche à droite : le Dr Artem Grebenko, le Dr Alena Alekseeva et le professeur Barbaros Oezyilmaz, vérifiant le positionnement de la plaquette au sein du dispositif de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) assisté par laser UV utilisé pour la croissance de carbone amorphe à constante diélectrique ultra-faible. Crédit : College of Design and Engineering, NUS

Un isolant en carbone d’épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération

par La rédaction
3 septembre 2026
en Graphène, Technologie

Alors que les transistors à l’intérieur des microprocesseurs continuent de rétrécir, le câblage métallique qui les relie devient un obstacle croissant à des puces plus rapides et plus économes en énergie. Des fils plus fins présentent une résistance électrique plus élevée, tandis que des espaces plus petits entre eux augmentent les interférences entre signaux adjacents. Ces effets entravent le transfert de données et augmentent la consommation d’énergie — un problème connu sous le nom de goulot d’étranglement de l’interconnexion, particulièrement aigu dans les processeurs d’intelligence artificielle gourmands en données.

Une équipe de l’Université nationale de Singapour (NUS), dirigée par le professeur Barbaros Oezyilmaz du Département de science et génie des matériaux au College of Design and Engineering, qui occupe également un poste conjoint au Département de physique de la Faculté des sciences, a mis au point un film de carbone amorphe d’épaisseur atomique qui pourrait contribuer à atténuer ce goulot d’étranglement. Le film a conservé une constante diélectrique, ou valeur k, de 1,35 pour des épaisseurs allant jusqu’à seulement 0,8 nanomètre. Il a également résisté à de puissants champs électriques et empêché les ions de cuivre de le traverser.

« Voilà plus de vingt ans que ce goulot d’étranglement matériel persiste : alors que la technologie des transistors a radicalement changé, la plateforme de base des interconnexions en cuivre est restée en grande partie inchangée et constitue aujourd’hui l’un des principaux obstacles à la transformation de la miniaturisation en gains réels de performance et d’énergie », a déclaré le professeur Oezyilmaz.

Les conceptions de puces actuelles utilisent des matériaux distincts pour isoler les fils de cuivre et empêcher le cuivre de se propager dans l’isolant environnant. La combinaison de ces deux fonctions en un seul film pourrait laisser plus d’espace pour des lignes de cuivre plus larges, qui présentent une résistance plus faible et pourraient accélérer le transfert des données tout en consommant moins d’énergie.

Les résultats ont été publiés dans Nature Electronics le 18 août 2026. 

Retrouvez facilement Enerzine dans les actualités Google. G Ajouter Enerzine
Copper lines without the amorphous carbon coating (left) were degraded by exposure to a copper etchant, while coated lin
Les lignes de cuivre dépourvues de revêtement en carbone amorphe (à gauche) ont été endommagées par l’exposition à un agent de gravure du cuivre, tandis que les lignes revêtues (à droite) sont restées intactes. Cette comparaison démontre l’effet protecteur continu assuré par le film de carbone d’une épaisseur d’un atome. College of Design and Engineering, NUS

Calmer le système nerveux des microprocesseurs

De même que les réseaux de neurones transportent des signaux biologiques entre différentes régions du cerveau, les interconnexions — des fils microscopiques principalement en cuivre — permettent aux données de circuler entre les différentes parties d’une puce.

Pour limiter les interférences entre ces chemins de signaux très rapprochés, chaque fil de cuivre est séparé de ses voisins par un matériau isolant appelé diélectrique. Sa valeur k mesure la force de sa réponse à un champ électrique. Des valeurs plus faibles réduisent les interactions parasites entre signaux voisins. Les feuilles de route de l’industrie exigent une valeur k inférieure à 2 lorsque les espaces entre interconnexions descendent sous 10 nanomètres.

De nombreux matériaux à faible k contiennent des pores qui réduisent leur valeur k, mais les fragilisent aussi, ce qui rend difficile la production de films très minces. En revanche, les matériaux plus denses sont plus résistants mais ont tendance à avoir une valeur k plus élevée. Le film de carbone de l’équipe de la NUS est amorphe, ce qui signifie que ses atomes n’ont pas d’arrangement régulier et répétitif. Sa valeur k est restée proche de 1,35 pour des épaisseurs de 0,8 à 2,7 nanomètres, se maintenant bien en dessous de l’objectif de l’industrie même à moins d’un nanomètre d’épaisseur.

« Le carbone peut conduire l’électricité sous de nombreuses formes, il peut donc sembler, à première vue, un choix peu probable pour un isolant », explique le Dr Toh Chee Tat, co-auteur principal, du Département de science et génie des matériaux à NUS CDE et du Centre NUS pour les matériaux 2D avancés (CA2DM). « Dans notre film, les atomes sont disposés de manière aléatoire. Ce désordre limite la liberté de réponse des électrons à un champ électrique, ce qui permet à la valeur k de rester faible même lorsque le film est extrêmement mince. »

1.4-nm-thick ULK carbon film conformally coating Co lines and the SiO2 substrate
Film de carbone ULK d’une épaisseur de 1,4 nm recouvrant de manière conforme les lignes de cobalt et le substrat de SiO₂. College of Design and Engineering, NUS

Faire d’une pierre deux coups

Une valeur k faible ne résout qu’une partie du problème. Avec le temps, le cuivre peut migrer d’un fil vers l’isolant environnant, où il peut former des chemins électriques non souhaités et finir par provoquer la défaillance du composant. Les fabricants de puces ajoutent donc une couche barrière distincte, souvent en nitrure de tantale, pour maintenir le cuivre en place. Cette barrière occupe une partie de l’espace limité disponible pour le fil lui-même.

Lors d’essais accélérés, un film de carbone de seulement 0,8 nanomètre d’épaisseur a empêché le cuivre de le traverser. Son temps de défaillance estimé sous un champ électrique de fonctionnement typique dépassait la référence industrielle pour une durée de vie de 10 ans et était plus de 100 fois supérieur à la projection correspondante pour le nitrure de tantale.

« Ce film nous offre une isolation à faible k et une barrière anti-cuivre dans la même couche », ajoute le Dr Artem Grebenko, co-auteur principal, chercheur principal au Département de physique de la NUS et chercheur au CA2DM. « À des dimensions aussi petites, chaque fraction de nanomètre compte, et combiner ces fonctions pourrait libérer davantage d’espace pour la ligne de cuivre elle-même. »

Le film a également résisté à des champs de 28 à 31 mégavolts par centimètre avant de perdre sa capacité d’isolation, soit environ quatre fois la résistance rapportée du nitrure de bore amorphe. D’autres films de l’équipe, d’au moins 1,4 nanomètre, ont également maintenu les fuites de courant parasites sous la limite citée pour le fonctionnement des transistors à faible consommation. Leur dureté mesurée était d’environ 100 gigapascals, soit au moins dix fois celle du dioxyde de silicium.

L’équipe a produit le film de carbone par dépôt chimique en phase vapeur, procédé dans lequel des gaz réagissent sur une surface pour former un film solide. Le procédé a fonctionné à moins de 300 degrés Celsius et a déposé le film directement sur du dioxyde de silicium, du cuivre et du cobalt. Les chercheurs ont obtenu une croissance uniforme sur une plaquette de quatre pouces, ainsi que sur les parois latérales et les angles de structures à motifs.

Vers la fabrication de puces

Ce travail s’appuie sur le rapport publié par l’équipe dans Nature en 2020 concernant un carbone amorphe monocouche stable et autoportant, et fait partie d’un programme plus large soutenu par le programme de recherche compétitive de la National Research Foundation (NRF).

L’équipe a également développé et protégé la propriété intellectuelle issue de ces recherches et s’emploie désormais à faire passer le matériau des tests en laboratoire à la fabrication de semi-conducteurs. En avril 2026, la NUS a entamé une collaboration de recherche formelle avec TSMC pour évaluer le matériau pour l’isolation à ultra-faible k et la fabrication de puces. Trois mois plus tard, l’équipe a lancé un projet du Central Gap Fund de la National Research Foundation pour faire évoluer son procédé de dépôt assisté par ultraviolets à basse température et traiter les questions d’intégration, de fiabilité et de fabricabilité.

« Notre prochaine tâche consiste à transposer ces performances à des plaquettes pertinentes pour l’industrie et à déterminer comment le film peut être intégré aux procédés existants de fabrication de puces », ajoute le professeur Oezyilmaz. « Grâce au projet du Central Gap Fund et à notre collaboration avec TSMC, nous testerons sa fiabilité à long terme, sa régularité à grande échelle et sa compatibilité avec les normes de fabrication établies. »

Article : Atomically thin amorphous carbon with an ultralow dielectric constant – Journal : Nature Electronics – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude

Source : NUS

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Information complémentaire :🌐 Traduction Enerzine🔬 Etude scientifique
Tags: carboneinterconnexionisolantpuces
Article précédent

SwRI développe un outil dynamique pour mieux prévoir les incendies de forêt

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Sandia mène un test de nouvelle génération pour le véhicule de transport sécurisé
Industrie militaire

Sandia mène un test de nouvelle génération pour le véhicule de transport sécurisé

il y a 3 heures
Des chercheurs percent le code : une astuce moléculaire ouvre la porte à une nouvelle génération de verre
Matériaux

Des chercheurs percent le code : une astuce moléculaire ouvre la porte à une nouvelle génération de verre

il y a 1 jour
Un verre métallique testé sur l'ISS : la recherche sur des gouttelettes en lévitation en microgravité
Matériaux

Un verre métallique testé sur l’ISS : la recherche sur des gouttelettes en lévitation en microgravité

il y a 1 jour
Les simulateurs quantiques obtiennent des barres d'erreur
Quantique

Les simulateurs quantiques obtiennent des barres d’erreur

il y a 2 jours
Des carreaux réfléchissants peu coûteux ouvrent la voie à des communications sans fil à ondes millimétriques économiques
Communication

Des carreaux réfléchissants peu coûteux ouvrent la voie à des communications sans fil à ondes millimétriques économiques

il y a 2 jours
Un gel intelligent "commutable" pourrait ouvrir la voie aux technologies de délivrance de médicaments
Matériaux

Un gel intelligent « commutable » pourrait ouvrir la voie aux technologies de délivrance de médicaments

il y a 3 jours
Des chercheurs ont réussi à multiplier par 5,5 la performance de transfert de chaleur des surfaces conventionnelles
Chaleur

Des chercheurs ont réussi à multiplier par 5,5 la performance de transfert de chaleur des surfaces conventionnelles

il y a 4 jours
Moins de lithium mais un transport ionique plus rapide
Batterie

Moins de lithium mais un transport ionique plus rapide

il y a 4 jours
Plus d'articles

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Livret A : le taux passe à 1,7 % au 1er août 2026, une hausse qui ne réjouit qu’à moitié

    Livret A : le taux passe à 1,7 % au 1er août 2026, une hausse qui ne réjouit qu’à moitié

    28 partages
    Partage 11 Tweet 7
  • Geely Xingyuan détrône Tesla Model Y sur le marché chinois

    10 partages
    Partage 4 Tweet 3
  • Passoire thermique : la nouvelle révision du DPE rebat les cartes pour 300 000 logements

    9 partages
    Partage 4 Tweet 2
  • Hydrolienne Mobula 5 : essais en mer réussis aux Pays-Bas

    7 partages
    Partage 3 Tweet 2
  • Microduck, le petit robot canard avec lequel Hugging Face veut rendre la robotique abordable

    7 partages
    Partage 3 Tweet 2

Tendance

Un isolant en carbone d'épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération
Graphène

Un isolant en carbone d’épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération

par La rédaction
3 septembre 2026
0

Alors que les transistors à l’intérieur des microprocesseurs continuent de rétrécir, le câblage métallique qui les relie...

SwRI développe un outil dynamique pour mieux prévoir les incendies de forêt

SwRI développe un outil dynamique pour mieux prévoir les incendies de forêt

3 septembre 2026
Des ingénieurs créent une solution portable pour optimiser l'ajustement et le confort des prothèses

Des ingénieurs créent une solution portable pour optimiser l’ajustement et le confort des prothèses

3 septembre 2026
Sandia mène un test de nouvelle génération pour le véhicule de transport sécurisé

Sandia mène un test de nouvelle génération pour le véhicule de transport sécurisé

3 septembre 2026
Des chercheurs percent le code : une astuce moléculaire ouvre la porte à une nouvelle génération de verre

Des chercheurs percent le code : une astuce moléculaire ouvre la porte à une nouvelle génération de verre

2 septembre 2026

Points forts

Sandia mène un test de nouvelle génération pour le véhicule de transport sécurisé

Des chercheurs percent le code : une astuce moléculaire ouvre la porte à une nouvelle génération de verre

Les parcs éoliens offshore pourraient modifier les régimes de précipitations

Un câble à fibre optique révèle des crevasses cachées dans la glace

Un nouveau plastique se transforme en gaz quand on le chauffe, puis se reforme en refroidissant

Un verre métallique testé sur l’ISS : la recherche sur des gouttelettes en lévitation en microgravité

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Un isolant en carbone d'épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération

Un isolant en carbone d’épaisseur atomique pour les microprocesseurs de nouvelle génération

3 septembre 2026
SwRI développe un outil dynamique pour mieux prévoir les incendies de forêt

SwRI développe un outil dynamique pour mieux prévoir les incendies de forêt

3 septembre 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com