Devoir de Philosophie

RÉVOLUTION DE LA Microélectronique de 1950 à 1959 : Histoire

Publié le 13/12/2018

Extrait du document

histoire

RÉVOLUTION DE LA

Microélectronique

 

Du TUBE À VIDE AU TRANSISTOR

 

Vers la fin de la Seconde Guerre mondiale, les avions de combat étaient devenus de véritables laboratoires électroniques avec leurs aides à la navigation, leurs liaisons radio, et toutes les informations relatives au moteur, à la voilure et au pilotage. Sur un bombardier B 29, on ne comptait pas moins d'un millier de tubes à vide et des dizaines de milliers de composants passifs, tels les condensateurs et les résistances. Tout cela pesait lourd, dégageait beaucoup de chaleur, tombait souvent en panne et consommait d’énormes quantités d’électricité. C'est pourquoi des physiciens, notamment aux États-Unis, recherchèrent d’autres moyens que le tube à vide pour assumer les fonctions de détection, de modulation et d'amplification. Toutes ces opérations étaient alors réalisées par des faisceaux d’électrons, et l'on ne savait les produire que d’une manière : en chauffant une cathode dans une ampoule de verre où le plus grand vide avait été réalisé.

 

Pourtant, depuis 1874, chacun savait qu'en promenant une pointe métallique sur un cristal de sulfure de plomb (galène), des émissions électro-magnétiques pouvaient être détectées. Il faudra attendre le 30 juin 1948 pour que trois chercheurs des laboratoires Bell, William Shockley, John Bardeen et Walter H. Brattain, présentent à New York un cristal de germanium sur lequel deux pointes sont posées côte à côte. Il s’agit là du premier amplificateur à l’état solide, du premier transistor. Certes, il manque de stabilité et de puissance mais, pour la première fois, l’encombrant tube à vide devient inutile. Cette découverte des semi-conducteurs sera récompensée en 1956 par le prix Nobel de physique.

histoire

« LA MICRO-ÉLECTRONIQUE.

LA min iarurisali on d�s LTansistors pennet une large diffusion des récepteurs radio portarifs.

© Collection Viol/et LA MICRO-ÉLECTRONIQUE.

Parmi les nouveawés dues aux progr è s de la micro-électronique.

le radio-ttliphone dt poche.

Le premier service de radio-téléphone inauguré à New York permet à l'abonné d'engager une conversation dans un rayon d'environ 40 kilomètres.

©P.

P.

P.

Il.

P.S.

monocristaux d'une grande pureté.

L'effet transistor étant le résultat d'un apport d'impuretés parfaitement connues et dosées, il faut partir d"un cristal très pur.

Hélas! le germanium ne supporte pas la chaleur, ses qualités déclinent à partir de 55 degrés Celsius.

C'est pourquoi le silicium monocristallin, qui lui résiste à des températures de 150 de­ grés, lui est vite préféré.

Le silicium, constituant principal du sable, est l'un des matériaux les plus abondants sur Terre.

Si l'obtention à haute température d'un barreau de silicium monocristallin est une opération longue ct onéreuse, elle ne pose pourtant pas de difficulté technique particulière.

Le barreau est ensuite débité à la scie en tranches fines.

Depuis lors, les transistors sont devenus fiables et minus­ cules; certains ne sont pas plus grands qu'une tête d'allumette.

Une dizaine de volts étant suffisants pour les alimenter, ils peuvent donc se contenter de piles sèches ou d'accumulateurs légers.

L'absence d'é­ chauffement (sauf pour les amplificateurs de puissance) permet de les insérer à l'intérieur de montages compliqués et peu aérés.

Alors qu'il fallait aux tubes à vide un temps de chauffage de plusieurs secondes, le transistor démarre instantanément.

Enfin, sa durée de vie est d'envi­ ron lOO 000 heures, cinquante fois plus que celle d'un tube.

Des centaines de millions de transistors seront produits.

Grâce à eux, les récepteurs radio deviennent véritablement portatifs; c'est aussi eux qui permettront ta naissance de la deuxième génération des ordinateurs.

Ce qui exigeait autrefois une salle climatisée prend aujourd'hui place dans une simple armoire.

Du TRANSISTOR À LA PUCE L'avènement du transistor a marqué la fin des câblages compliqués oil, malgré les couleurs, il était très difficile de s'y retrou­ ver dans un écheveau de fils entrelacés.

Les composants sont désor­ mais enfichés sur une plaque isolante, les jonctions étant réalisées par en dessous à l'aide de simples cordons de soudure.

Mais il fallait aller encore plus loin dans ta miniaturisation, et c'est la société Fairchild qui réalisa le premier transistor absolument plat.

Ce transistor «planaire» se compose d'un petit disque semi­ conducteur sur lequel sont empilées plusieurs fines couches de maté­ riaux divers.

En gravant à travers ces couches, à certains endroits, en suivant un modèle bien précis, le disque se comporte comme un transistor normal, mais infiniment plus rapide.

Mais quels sont les différents éléments d'un circuit électro­ nique? Quelques transistors, et des composants auxiliaires comme des résistances, des condensateurs et des cordons de soudure pour les jonctions.

Jack Saint Clair Kilby, un jeune ingénieur américain de l'université de l'Illinois, est le premier à avoir l'idée d'incorporer tous ces composants sur une même tranche de germanium.

L'opération LA MEDECINE.

À la fin des années cinquantt , Je professe ur Jean Bemard commence à sauver des enfants leucémiques grâce aux exsanguinOiransfusions.

© Uniw•rsal Photo LA MÉDECINE.

À l'lnstilut Pasteur.

tme co ndi ti onneuse met en boîte des vaccins amipoliomyélitiques.

© Universol Photo n'est pas simple.

ll faut déposer sous vide des couches isolantes de quartz et de laque photo-sensible, ménager entre chaque couche des fenêtres par attaque chimique ou par sérigraphie, disperser sur les surfaces réservées des impuretés parfaitement dosées comme du bore ou du phosphore.

Kilby réussit pourtant, prend un brevet et, le 12 septembre 1958, il présente à son employeur le premier circuit intégré de l'histoire, la première puce.

La société est la Texas Instru­ ments et, en trente ans, elle produira 24 milliards de ces puces.

Ce qui n'était qu'une curiosité de laboratoire en 1958 représente aujourd'hui 40% du chiffre d'affaires de ce géant mondial de l'électronique.

Comme toujours, c'est l'industrie de l'armement qui aura servi de moteur à la micro-électronique.

Il lui fallait des composants de plus en plus petits et de plus en plus fiables pour équiper les ogives des fusées et les grands calculateurs.

Il faudra attendre la généralisation des puces pour que les mémoires d'ordinateurs ne soient plus constituées de minuscules an­ neaux de ferrite enfilés sur des conducteurs en cuivre.

Une comparai­ son permet de situer le chemin parcouru: aujourd'hui, une disquette de dix cen,timètres de côté peut contenir un million d'éléments de mémoire.

A la fin de ta décennie cinquante, il fallait plusieurs dizaines de mètres carrés pour obtenir la même capacité.

Ces ordinateurs réservés à l'armée ou aux grands laboratoires de recherche étaient évidemment très onéreux.

Avec la robotisation des usines, les prix baisseront de façon spectaculaire.

Ce qui valait aussi cher qu'une RoUs en 1959 vaut aujourd'hui le prix d'une place de cinéma.

Il est vrai que les puces sont partout, de la machine à laver au téléphone, de la montre quartz à la calculette, et que plus personne ne pourrait s'en passer.. »

↓↓↓ APERÇU DU DOCUMENT ↓↓↓

Liens utiles