Agrandir / Sam Zeloof a complété cette puce informatique maison avec 1 200 transistors, vus à la loupe, en août 2021.
Sam Kang
En août, le fabricant de puces Intel a révélé de nouveaux détails sur son projet de construire une “méga-fab” sur le sol américain, une usine de 100 milliards de dollars où 10 000 travailleurs fabriqueront une nouvelle génération de processeurs puissants parsemés de milliards de transistors. Le même mois, Sam Zeloof, 22 ans, a annoncé son propre jalon dans le domaine des semi-conducteurs. Il a été réalisé seul dans le garage familial du New Jersey, à environ 30 miles de l’endroit où le premier transistor a été fabriqué aux Bell Labs en 1947.
Avec une collection d’équipements récupérés et faits maison, Zeloof a produit une puce avec 1 200 transistors. Il avait découpé des tranches de silicium, les avait modelées avec des motifs microscopiques à l’aide de lumière ultraviolette et les avait trempées dans de l’acide à la main, documentant le processus sur YouTube et son blog. “C’est peut-être un excès de confiance, mais j’ai la mentalité qu’un autre humain l’a compris, donc je peux aussi, même si cela me prend peut-être plus de temps”, dit-il.
La puce de Zeloof était sa deuxième. Il a fait le premier, beaucoup plus petit, en tant que lycéen en 2018; il a commencé à fabriquer des transistors individuels un an auparavant. Ses puces sont à la traîne d’Intel d’une éternité technologique, mais Zeloof affirme en plaisantant à moitié qu’il progresse plus rapidement que l’industrie des semi-conducteurs à ses débuts. Sa deuxième puce a 200 fois plus de transistors que la première, un taux de croissance supérieur à la loi de Moore, la règle empirique inventée par un cofondateur d’Intel qui dit que le nombre de transistors sur une puce double environ tous les deux ans.
Publicité
Zeloof espère maintenant égaler l’échelle de la puce révolutionnaire 4004 d’Intel de 1971, le premier microprocesseur commercial, qui avait 2 300 transistors et était utilisé dans les calculatrices et autres machines professionnelles. En décembre, il a commencé à travailler sur une conception de circuit provisoire qui peut effectuer une simple addition.
Agrandir / Selon Zeloof, faciliter le bricolage avec les semi-conducteurs favoriserait de nouvelles idées dans le domaine de la technologie.
Sam Kang
En dehors du garage de Zeloof, la pandémie a déclenché une pénurie mondiale de semi-conducteurs, bloquant l’approvisionnement en produits allant des voitures aux consoles de jeux. Cela a inspiré un nouvel intérêt des décideurs politiques à reconstruire la capacité des États-Unis à produire leurs propres puces informatiques, après des décennies de délocalisation.
Les puces construites dans un garage ne sont pas sur le point d’alimenter votre PlayStation, mais Zeloof affirme que son passe-temps inhabituel l’a convaincu que la société gagnerait à ce que la fabrication de puces soit plus accessible aux inventeurs sans budgets de plusieurs millions de dollars. “Cette barrière à l’entrée très élevée vous rendra très réfractaire au risque, et c’est mauvais pour l’innovation”, déclare Zeloof.
Zeloof a commencé à fabriquer ses propres puces en tant que lycéen, en 2016. Il a été impressionné par les vidéos YouTube de l’inventeur et entrepreneur Jeri Ellsworth dans lesquelles elle fabriquait ses propres transistors de la taille d’un pouce, dans un processus qui comprenait des modèles coupés à partir de décalcomanies en vinyle et d’une bouteille de détachant pour la rouille. Zeloof a entrepris de reproduire le projet d’Ellsworth et de franchir ce qui lui semblait une prochaine étape logique : passer des transistors isolés aux circuits intégrés, un saut qui a historiquement pris environ une décennie. “Il a fait un bond en avant”, déclare Ellsworth, aujourd’hui PDG d’une startup de réalité augmentée appelée Tilt Five. “Il est extrêmement utile de rappeler au monde que ces industries qui semblent si hors de portée ont commencé dans un endroit plus modeste, et vous pouvez le faire vous-même.”
Publicité
La fabrication de puces informatiques est parfois décrite comme le processus de fabrication le plus difficile et le plus précis au monde. Lorsque Zeloof a commencé à bloguer sur ses objectifs pour le projet, certains experts de l’industrie lui ont envoyé un e-mail pour lui dire que c’était impossible. “La raison de le faire était honnêtement parce que je pensais que ce serait drôle”, dit-il. “Je voulais dire que nous devrions être plus prudents lorsque nous apprenons que quelque chose est impossible.”
La famille de Zeloof était favorable mais aussi prudente. Son père a demandé à un ingénieur en semi-conducteurs qu’il connaissait de lui donner des conseils de sécurité. « Ma première réaction a été que vous ne pouviez pas le faire. C’est un garage », explique Mark Rothman, qui a passé 40 ans dans l’ingénierie des puces et travaille maintenant dans une entreprise qui fabrique des technologies pour les écrans OLED. La réaction initiale de Rothman s’est adoucie en voyant les progrès de Zeloof. “Il a fait des choses que je n’aurais jamais pensé que les gens pourraient faire.”
Le projet de Zeloof implique l’histoire ainsi que l’ingénierie. La fabrication de puces modernes a lieu dans des installations dont les systèmes CVC coûteux éliminent toute trace de poussière qui pourrait perturber leurs milliards de dollars de machines. Zeloof ne pouvait pas égaler ces techniques, alors il a lu des brevets et des manuels des années 1960 et 1970, lorsque les ingénieurs de sociétés pionnières comme Fairchild Semiconductor fabriquaient des puces sur des établis ordinaires. “Ils décrivent des méthodes utilisant des lames et du ruban adhésif X-Acto et quelques béchers, et non” Nous avons cette machine de 10 millions de dollars de la taille d’une pièce “”, explique Zeloof.
Zeloof a également dû approvisionner son laboratoire en équipement vintage. Sur eBay et d’autres sites d’enchères, il a trouvé un stock prêt d’équipements à puces bon marché des années 1970 et 1980 qui appartenaient autrefois à des sociétés technologiques californiennes fermées depuis. Une grande partie de l’équipement nécessitait une réparation, mais les anciennes machines sont plus faciles à bricoler que les machines de laboratoire modernes. L’une des meilleures trouvailles de Zeloof était un microscope électronique cassé qui coûtait 250 000 $ au début des années 90 ; il l’a acheté pour 1 000 $ et l’a réparé. Il l’utilise pour inspecter ses puces à la recherche de défauts, ainsi que les nanostructures sur les ailes de papillon.
