La transition des transistors : Une chronologie de l'histoire des transistors

Même si vous n'êtes pas ingénieur en électronique, il y a de fortes chances que vous aimiez quand même la technologie et tout ce qu'elle offre, que ce soit pour le travail ou le plaisir. Nous sommes tous emportés par l'enthousiasme lorsqu'un nouveau processeur sort et nous entendons des choses comme Intel utilise une technologie de 14nm (nanomètre) et possède plus d'un milliard de transistors en graphène. Mais qu'est-ce exactement que cette technologie et pour quel appareil ?

Retour aux bases

Aussi compliqué que puisse être le monde de l'ingénierie, comprendre ce qu'est un transistor peut être étonnamment simple. C'est simplement un interrupteur qui laisse passer le courant ou non. En termes numériques, cela se traduit par être soit un 1 soit un 0, allumé ou éteint.

Cette fluctuation constante entre les états allumé et éteint est ce qui alimente les ordinateurs d'aujourd'hui, y compris tous vos jeux, matériel et tout autre chose qui interagit avec un processus. Mais cette compréhension n'est que le début de ce qui constitue le monde caché de cette technologie. Plongeons plus profondément.

FET - Transistor à Effet de Champ

Un FET est composé de trois composants principaux - la Grille (Gate), le Drain et la Source. Lorsqu'une tension est appliquée à la grille, cela crée un chemin sous forme de champ électrique pour que les électrons puissent circuler (également connu sous le nom de courant). Les MOSFET ou Transistor à Effet de Champ à Oxyde Métallique sont les types les plus populaires car ils possèdent une haute impédance d'entrée et une faible impédance de sortie. Et comme ils sont contrôlés par la tension, ils sont beaucoup plus rapides que leurs frères BJT contrôlés par le courant, ce qui les rend idéaux pour la logique.

BJT - Transistor Bipolaire à Jonction

Un transistor bipolaire à jonction est également composé de trois principaux éléments - la Base, l'Émetteur et le Collecteur. Lorsqu'un petit courant est appliqué à la base, un courant plus important peut y circuler. Il existe deux types de BJT - NPN et PNP où N et P se réfèrent aux semi-conducteurs de type N et de type P. Les semi-conducteurs de type N utilisent les électrons comme porteurs principaux et les semi-conducteurs de type P utilisent les trous.

La Naissance et la Croissance d'un Transistor

Le transistor a été inventé par William Shockley, Walter Houser Brattain et John Bardeen qui travaillaient pour Bell Labs en 1947. Cette invention est l'une des plus importantes de l'histoire humaine et marque la naissance de la technologie moderne.

La technologie évolue rapidement, et depuis le premier transistor en 1947, nous avons rapidement progressé vers le premier circuit intégré (CI) en 1958, puis vers le premier microprocesseur en 1971. Le premier microprocesseur était l'Intel^® 4004 qui contenait 2 300 transistors et était de la taille d'un petit ongle. À partir de là, nous n'avons eu que des améliorations des dispositifs. Vous avez probablement entendu parler de la loi de Moore, mais rappelons-la rapidement :

« Le nombre de transistors divers incorporés dans une puce doublera approximativement tous les 24 mois. »

Comme vous pouvez le voir dans l'infographie ci-dessus, nous avons réduit la taille du transistor depuis sa conception. Mais il semble que nous ayons atteint un point mort récemment. Nous pouvons encore réduire la taille, mais nous atteignons une limite physique. Vous avez peut-être entendu parler de la fin du silicium et des transistors en silicium, mais c'est un sujet pour un autre jour.

La manière dont nous avons pu améliorer et augmenter leur nombre est en montant, au lieu de s'étendre. Les processeurs modernes sont passés des transistors planaires 2D aux transistors trigate 3D. Intel a introduit ces derniers dans leur technologie 22nm. Avec ces nouvelles avancées, les processeurs sont plus rapides et en même temps consomment beaucoup moins d'énergie, ce qui est idéal pour un appareil mobile.

Ce que l'avenir nous réserve

Bien qu'il puisse sembler que le progrès de la miniaturisation des transistors ralentit, cela ne signifie pas que c'est la fin pour le transistor. Comme le co-fondateur d'Intel, Gordon Moore, l'a dit un jour : « Tout ce qui peut être fait, peut être surpassé. » Ce principe n'a jamais été aussi vrai pour la conception électronique alors que nous avançons vers un avenir connecté où les produits de tous les jours sont conçus avec un nouveau niveau d'automatisation, d'intelligence et de flexibilité. Au cœur de ce changement se trouve Altium Designer^®, qui offre un support pour les technologies de conception à haute vitesse les plus avancées et les technologies rigides-flexibles.