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Sciences & Techniques: Le Transistor

Publié le 22/02/2012

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L'invention du tube permet à l'électronique de faire ses premiers pas. Mais les tubes sont volumineux. En travaillant sur les semi-conducteurs, l'équipe de Lark-Horovitz met au point le transistor qui a les mêmes attributs pour un coût et une masse bien inférieurs. Créées au début du XXe siècle, la diode et la triode ont permis le développement de système électronique. Les lampes ont ainsi été employées dans les radios comme amplificateur et émetteur ; elles ont permis la conception des premiers tubes cathodiques et des premiers ordinateurs. Mais, au fur et à mesure des besoins et de la complexité des machines, il a fallu employer de plus en plus de lampes, faisant des premières machines à calcul électroniques des monstres consommant de l'énergie. De plus, si les lampes sont peu coûteuses, elles restent fragiles à l'emploi.

« France lance, à l'aube des années 196O, le mot "informatique", une création de Philippe Dreyfus qui en fait sonaffaire en mélangeant ingénieusement "information" et "automatique". En 1858 et an 1959, les sociétés a américaines Texas Instruments et Fairchild déposent les brevets de micro-modules, où seul l'élément actif du transistor est conservé.

On peut en assembler plusieurs sur une minusculeplaquette de céramique d'environ 1 cm 2.

Dans les années 70, les constructeurs sculptent directement les transistors sur une pastille de silicium: la puce.

"La quatrième génération d'ordinateurs vient de naître," s'extasie Science et Vieen août 1970.

Sur la photo, une fourmi regarde en chien de faïence une énorme "puce" incrustée de 70 transistors."Sur ces nouvelles machines, l'unité de temps des opérations est le milliardième de seconde." A cette époque archaïque, les plus petits ordinateurs s'appellent "mini".

Ils rentrent dans une valise, mais leurpuissance de calcul laisse à désirer.

Les circuits intégrés sont frustes, personne n'ayant songé à les doter d'assezd'intelligence et de mémoire pour les rendre capables d'accomplir individuellement les fonctions élémentaires del'informatique.

"Un petit ordinateur pour chaque bureau," préconise Science et Vie en octobre 1971 pour apporter "lasolution aux problèmes de gestion des petites et moyennes entreprises." Encore faut-il avoir de la place et les reinssolides: les prix s'échelonnent entre 40 000 et 600 000 FF de l'époque. Une succession de hasards amène Intel, une microsociété californienne, à inventer eu 1971une savante: le processeur à mots de 4 bits (contraction de binary unit ou unité binaire,soit 0 ou 1), dénommée 4004.

Un triomphe.

Le marché explose.

Fabriquées en quantitéindustrielles, les puces voient leurs prix et leur consommation électrique dégringoler auregard de leurs performances.

"Qu'est-ce qu'un microprocesseur? se demande Science & Vieen octobre 1977.

C'est un cœur d'ordinateur en miniature, reproduit sur un minuscule éclatde silicium de 5 à 50 mm 2.

C'est la partie qui effectue tous les calculs, toutes les comparaisons, qui contrôle la bonne marche des périphériques, bref qui réunit toutes les fonctions du centre d'unordinateur que l'on a su réaliser à de très petite dimensions." Un microprocesseur, c'est simple comme bonjour: unetranche de sable fondu zébrée de circuits et emballée dans un petit boîtier monté sur des ergots en cuivre.

Mais lorsde sa fabrication la moindre poussière, la moindre bac série égarée et tout est à refaire. D'abord craintifs, les industriels se lancent dans le partie de puces Ils greffent de plus en plus d'intelligence auxinsectes électroniques Le Z-80, conçu avec des processeurs à 8 bits, est deux fois plus puissant que ses rivaux.Toujours plus! Chaque nouvelle puce vorace double son nombre de bits: 16, 32...

Qui dit mieux? Dressées sur leursminuscules pattes en cuivre, des bestioles de silicium ou d'arséniure de gallium peuvent regrouper jusqu'à plusieurscentaines de milliers de transistors sur un seul centimètre carré. La puce envahit aussi la vie quotidienne.

Des programmateurs de magnétoscopes aux machines à laver, en passantpar les voitures les simulateurs de vol, les calculettes extra-plates, les cartes bancaires en polyvinyle et nouveauconcept: l'interaction directe de l'huordinateurs, elle règne en maîtresse. Les années 1980, minimalistes, chantent des louanges au "micro".

Le n° l de l'informatiquemondiale, IBM, prend le virage en 1982, en inscrivant le PC sur la liste de ses produitsvedettes.

Dès mars 1975, Science & Vie avait annoncé la révolution.

Dans un articleprémonitoire, "L'ordinateur-puce s'attaque aux géants", la revue signalait "la mise au pointde petits calculateurs bon marché, très performants, baptisés micro-ordinateurs qui vontprobablement permettre à l'informatique de se démocratiser et aux ordinateurs de pénétrerdans des secteurs d'applications qui jusqu'à présent leur étaient interdits", et prévoyait la mort des "gros cubes" Le "Mac", en 1984, avec sa souris, séduit les clients les plus rétifs.

Tous le monde à enviede croquer la pomme.

"Bientôt, il y aura deux sortes de gens: ceux qui utilisent lesordinateurs et ceux qui utilisent Macintosh", proclame la réclame d'Apple.

Chacun se raconteen famille la success story du cube blanc.

Dans un garage de la Silicon Valley, Steve Jobs etson alter ego Steve Wozniak, après une visite au Centre de Recherches Xerox de Palo Altoélaborent un nouveau concept: l'interaction directe de l'humain avec sa machine, sans avoirà connaître un langage barbare.

Les icônes tapissent l'écran.

L'informatique est devenue un jeu d'enfant. Dans les laboratoires, les recherches de plus belle : les microprocesseurs les plus avancés actuellement en usagecomportent des transistors dont la grille mesure environ 0,8 micromètre de longueur et 10 micromètres de largeur.Sous la grille, dix mille électrons s'activent pour assurer la conduction.

Mais les déplacements sont continuellementfreinés par des collisions avec des impuretés ou avec des atomes de silicium perturbés par l'agitation thermique.Impossible de resserrer d'avantage la grille en conservant l'architecture classique des circuits électroniques: lestrajectoires individuelles des électrons sèment le désordre.

Seule solution: descendre dans les sous-sols quantiques,au niveau nanométrique et ne faire travailler qu'un seul électron.

Etape pleine de promesses, franchie à la fins desannées 80: à terme, le procédé encore balbutiant devrait permettre d'intégrer sur une seule puce de dimensionslilliputiennes des milliards de composants.

Révolution annoncée à l'horizon de 2005/2010.. »

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