Un cadre d'IBM parle de la collaboration avec Intel pour la fabrication de puces : "Choisissez votre force

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Spectre de l'IEEE

1er avril 2021

Intel et IBM - deux des titans de l'industrie américaine des semi-conducteurs au cours des 40 dernières années - ont uni leurs forces pour faire progresser les technologies logiques et de conditionnement de la prochaine génération. Ce nouveau partenariat est quelque peu surprenant pour quiconque a observé l'industrie américaine des semi-conducteurs au cours des quatre dernières décennies et a été témoin de la rivalité entre les deux sociétés.

Le contexte dans lequel ces deux concurrents de longue date unissent leurs forces peut contribuer à expliquer le moment choisi pour ce partenariat inhabituel. La semaine dernière, Intel a annoncé une stratégie qu'elle appelle IDM 2.0. (IDM signifie integrated device manufacturer, par opposition à TSMC, qui est une fonderie à part entière). Une grande partie de ce plan consiste à doubler la production, en injectant 20 milliards de dollars dans de nouvelles fabriques, et à lancer ses services de fonderie, en fabriquant des puces pour d'autres entreprises.

Les observateurs du secteur estiment qu'il est audacieux de relancer l'activité de services de fonderie afin de rivaliser avec TSMC, dont le siège est à Taiwan. Toutefois, ce ne serait pas la première fois qu'Intel s'essaie à cette stratégie, sa précédente tentative s'étant soldée par un succès mitigé (certains la qualifieraient d'"échec").

Cependant, cette fois-ci, Intel s'associe à Big Blue, qui, en tant qu'IDM, a réussi à gérer avec succès un service de fonderie pendant près de vingt-cinq ans, jusqu'à ce qu'il finisse par vendre l'activité à Global Foundries en 2014. Ce dernier partenariat de R&D avec IBM devrait contribuer à la réussite de l'activité de fonderie d'Intel - Intel Foundry Services ou IFS.

Compte tenu de son expérience, IBM devrait certainement pouvoir donner à son nouveau partenaire quelques conseils amicaux sur la manière de gérer un service de fonderie. La clé du succès de l'initiative IFS, selon MukeshKhare, vice-président de Hybrid Cloud chez IBM Research à Albany, NY, sera l'engagement d'Intel envers IFS, à la fois en termes d'argent et en se concentrant sur ses capacités de base.

"Il y a des fonderies de pointe et d'autres qui ne le sont pas. Choisissez votre bataille et investissez dans de grands partenariats", a déclaré M. Khare. "Chaque entreprise, quelle que soit sa taille, n'est bonne que dans certains domaines. Choisissez votre point fort et mettez-y les bouchées doubles, et choisissez le marché sur lequel vous pouvez vous différencier."

Depuis la vente de son activité de fonderie il y a sept ans, IBM s'est clairement concentrée sur hybrid Cloud and Artificial Intelligence (AI) . Cependant, depuis lors, IBM a continué à travailler sur l'innovation dans la technologie des puces, en grande partie grâce à son initiative de recherche "Seven Nanometers and Beyond" de 3 milliards de dollars, lancée peu après la vente de son service de fonderie.

Tout en continuant à se concentrer sur le développement de technologies de pointe pour ses propres activités, IBM n'a pas perdu de vue les principaux défis auxquels est confrontée l'industrie des semi-conducteurs. Selon M. Khare, ces défis sont la mise à l'échelle (amélioration continue de la densité) et l'emballage (comment établir des connexions avec une densité toujours croissante).

"Ce sont les deux domaines dans lesquels nous allons travailler avec Intel dans le cadre de ce partenariat", a déclaré M. Khare. "Comment pouvons-nous continuer à faire progresser la feuille de route de la technologie logique ? Et comment pouvons-nous créer une valeur supplémentaire dans la technologie d'emballage afin de maintenir la valeur économique ?"

Intel et IBM travaillent tous deux sur la prochaine génération de puces, les finFet, qui doivent leur nom aux crêtes de silicium porteuses de courant qui dépassent de la surface de la puce et qui ressemblent à des ailettes. La durée de vie du finFet a été plus ou moins fixée au nœud de 7 nanomètres. S'il devait être plus petit, les transistors deviendraient difficiles à éteindre : les électrons s'échapperaient, même avec les portes à trois côtés.

Pour y remédier, Intel et IBM ont lancé des développements clés dans les dispositifs dits "gate-all-around", dans lesquels les nansurils entourent complètement la grille, empêchant les fuites d'électrons et économisant de l'énergie. Les deux entreprises ont également progressé dans le domaine des dispositifs dits à nano-feuillets, dans lesquels chaque transistor est constitué de trois feuilles de silicium horizontales empilées, chacune d'une épaisseur de quelques nanomètres seulement et entièrement entourée d'une grille.

Ce partenariat devrait également favoriser de nouvelles approches en matière de conditionnement des circuits intégrés, telles que les chiplets. Intel a fait preuve de prouesses particulières avec les chiplets, qui consistent à fabriquer des processeurs en reliant des ensembles de chiplets plus petits, moins coûteux à produire, via des connexions à large bande passante, le tout dans un seul et même emballage.

M. Khare envisage que les ingénieurs d'IBM et d'Intel travaillent ensemble sur ces projets. Il n'est pas question de répartir les responsabilités entre les deux entreprises en fonction de leur expertise. Il s'agit plutôt de partir du principe que les deux entreprises ont des compétences dans les mêmes domaines. Selon lui, c'est la pollinisation croisée des idées issues du travail en commun qui créera les synergies entre les deux entreprises.

Selon M. Khare, le partenariat entre les deux entreprises commencera à se concrétiser par l'échange de chercheurs et d'ingénieurs, probablement au cours du second semestre de cette année. Il s'agira vraisemblablement d'un processus délicat impliquant des questions de propriété intellectuelle pour les ingénieurs et les entreprises.

"Pour Intel, les technologies de traitement et d'emballage sont comme les joyaux de la couronne de l'entreprise. C'est donc la première fois que ces ingénieurs s'associent dans un domaine aussi sensible", a déclaré M. Khare.

L'élément d'initiative nationale explicite est un courant sous-jacent qui influence le partenariat. En janvier, le Congrès américain a adopté une loi historique visant à stimuler la fabrication de semi-conducteurs et d'emballages avancés aux États-Unis. M. Khare envisage le partenariat comme une "super équipe qui gagnera la partie pour l'industrie américaine des semi-conducteurs".

"Ce partenariat n'est pas seulement excellent pour nos deux entreprises, il l'est aussi pour le leadership américain dans le domaine des semi-conducteurs", déclare-t-il. "Il signifie que les deux titans de l'innovation dans le domaine des semi-conducteurs aux États-Unis, qui, pour être honnête, ont été en concurrence pendant de très nombreuses années, s'unissent. C'est une bonne chose pour le pays et pour le monde entier.