Three-dimensional integrated circuitA three-dimensional integrated circuit (3D IC) is a MOS (metal-oxide semiconductor) integrated circuit (IC) manufactured by stacking as many as 16 or more ICs and interconnecting them vertically using, for instance, through-silicon vias (TSVs) or Cu-Cu connections, so that they behave as a single device to achieve performance improvements at reduced power and smaller footprint than conventional two dimensional processes. The 3D IC is one of several 3D integration schemes that exploit the z-direction to achieve electrical performance benefits in microelectronics and nanoelectronics.
Système sur une pucethumb|Puce ARM Exynos sur le smartphone Nexus S de Samsung. Un système sur une puce, souvent désigné dans la littérature scientifique par le terme anglais (d'où son abréviation SoC), est un système complet embarqué sur un seul circuit intégré (« puce »), pouvant comprendre de la mémoire, un ou plusieurs microprocesseurs, des périphériques d'interface, ou tout autre composant nécessaire à la réalisation de la fonction attendue.
Fabrication des dispositifs à semi-conducteursthumb|upright=1.5|Évolution de la finesse de gravure des processeurs entre 1970 et 2017 La fabrication des dispositifs à semi-conducteur englobe les différentes opérations permettant l'élaboration de composants électroniques basés sur des matériaux semi-conducteurs. Entrent dans cette catégorie de composants à semi-conducteur, les composants discrets qui n'ont qu'une seule fonction comme les diodes et les transistors, et les circuits intégrés plus complexes, intégrant plusieurs composants, jusqu'à des milliards, dans le même boîtier.
Circuit intégréLe circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique, basé sur un semi-conducteur, reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs types de composants électroniques de base dans un volume réduit (sur une petite plaque), rendant le circuit facile à mettre en œuvre. Il existe une très grande variété de ces composants divisés en deux grandes catégories : analogique et numérique.
Conception de circuits intégrésLa conception (ou le design) de circuits intégrés (ou puces électroniques) consiste à réaliser les nombreuses étapes de développement (flot de conception ou design flow) nécessaires pour concevoir correctement et sans erreurs une puce électronique. Le point d'entrée est une spécification fonctionnelle qui décrit le fonctionnement voulu de la puce, ainsi que des contraintes non fonctionnelles (surface, coût, consommation...).
Organ-on-a-chipAn organ-on-a-chip (OOC) is a multi-channel 3-D microfluidic cell culture, integrated circuit (chip) that simulates the activities, mechanics and physiological response of an entire organ or an organ system. It constitutes the subject matter of significant biomedical engineering research, more precisely in bio-MEMS. The convergence of labs-on-chips (LOCs) and cell biology has permitted the study of human physiology in an organ-specific context.
Laboratoire sur puceUn laboratoire sur puce est un dispositif intégré rassemblant, sur un substrat miniaturisé, une ou plusieurs fonctions de laboratoire. L'analyse du vivant regroupe trois des quatre raisons majeures ayant entraîné le développement de la microfluidique ; elle représente par conséquent une large part des applications. On considère généralement que le premier dispositif microfluidique d'analyse est celui développé par Terry et al. ; ceux-ci réalisent en 1979 un système miniaturisé d'analyse de gaz par chromatographie sur un substrat de silicium.
BiosenseurUn biosenseur (aussi appelé biocapteur) est un dispositif détecteur, semi-biologique associant trois éléments : l'échantillon à étudier : eau, air, sol, matériel biologique (tissus, micro-organismes, organites, récepteurs cellulaires, enzymes, anticorps, acides nucléiques, organismes génétiquement modifié, ou matériel issu d'OGM, etc.) un élément capteur (éventuellement sous la forme d'une puce électronique) détectant des changements physico-chimiques sous forme de signaux (présence/absence) biochimiques et/ou physiques ou chimique dans un milieu (externe ou interne au corps humain) et émettant un signal biologique.
Via traversantDans le domaine de l'industrie des semi-conducteurs, un via traversant (en anglais through-silicon via) est un contact électrique réalisé dans la verticalité du substrat, permettant d'établir une connexion entre les deux faces. Ainsi les contacts peuvent être repris sur la face du substrat opposée à la face active où se trouvent les dispositifs microélectroniques ou électromécaniques. Le principal intérêt de l'utilisation de via traversants est de pouvoir interconnecter une puce sur une autre, ou sur un substrat (circuit imprimé), par rapport de puce, sans avoir recours à un câblage par fil.
Microprocesseurvignette|Un Intel 4004 dans son boîtier à seize broches, premier microprocesseur commercialisé. vignette|Architecture de l'Intel 4004. vignette|L'intérieur d'un Intel 80486DX2. Un microprocesseur est un processeur dont tous les composants ont été suffisamment miniaturisés pour être regroupés dans un unique boîtier. Fonctionnellement, le processeur est la partie d'un ordinateur qui exécute les instructions et traite les données des programmes.
Semiconductor fabrication plantIn the microelectronics industry, a semiconductor fabrication plant (commonly called a fab; sometimes foundry) is a factory for semiconductor device fabrication. Fabs require many expensive devices to function. Estimates put the cost of building a new fab over one billion U.S. dollars with values as high as 3–4billionnotbeinguncommon.TSMCinvested9.3 billion in its Fab15 300 mm wafer manufacturing facility in Taiwan. The same company estimations suggest that their future fab might cost $20 billion. PhotolithographieLa photolithographie est l'ensemble des opérations permettant de transférer une image (généralement présente sur un masque) vers un substrat. Cette technique est très utilisée dans l'industrie du semi-conducteur. Les motifs de l'image ainsi transférée deviendront par la suite les différentes zones des composants électroniques (exemple : contact, drain...) ou les jonctions entre ces composants.
Schéma électriquethumb|Légende d'un circuit électrique. (Symboles US) Un schéma électrique est une représentation graphique d'un circuit électrique, basée sur des conventions. Il traduit, sous forme de symboles normalisés, les composants du circuit ainsi que l'alimentation et les signaux reliant ces composants. La position graphique des composants et de leurs interconnexions ne reflète pas toujours le positionnement physique de ceux-ci, contrairement aux positions qui figurent sur un schéma-bloc ou sur un schéma de câblage.
Wafer-level packagingWafer-level packaging (WLP) is a process where packaging components are attached to an integrated circuit (IC) before the wafer – on which the IC is fabricated – is diced. In WSP, the top and bottom layers of the packaging and the solder bumps are attached to the integrated circuits while they are still in the wafer. This process differs from a conventional process, in which the wafer is sliced into individual circuits (dice) before the packaging components are attached.
Impression 3Dalt=Une grenouille en plastique bleue est en cours de construction par une imprimante 3D|vignette|Objet imprimé en 3D par une Ultimaker 2 Go vignette|Imprimante 3D dans un fab lab béninois.L'impression 3D ou fabrication additive regroupe les procédés de fabrication permettant de créer des pièces en volume par ajout de matière en couches successives. Elle s'oppose à la fabrication soustractive. Cette famille de procédés a commencé à se développer au début des années 1980 avec pour objectif principal de faciliter le prototypage rapide, puisque le coût de production est pratiquement indépendant de la quantité produite.
MicrocontrôleurUn microcontrôleur (en notation abrégée μc, ou uc ou encore MCU en anglais) est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur : processeur, mémoires (mémoire morte et mémoire vive), unités périphériques et interfaces d'entrées-sorties. Les microcontrôleurs se caractérisent par un plus haut degré d'intégration, une plus faible consommation électrique, une vitesse de fonctionnement plus faible (de quelques mégahertz jusqu'à plus d'un gigahertz) et un coût réduit par rapport aux microprocesseurs polyvalents utilisés dans les ordinateurs personnels.
Circuit électroniquealt=Circuit électronique du RaspberryPi|vignette|Circuit électronique du RaspberryPi Un circuit électronique est un circuit électrique comprenant des composants électroniques interconnectés dont le but est de remplir une fonction. Un circuit électronique est souvent réalisé sur un circuit imprimé et, parmi ses composants, certains sont fréquemment eux-mêmes des circuits électroniques intégrés. Un circuit électronique peut être étudié comme une boîte noire dont on ne considère que les grandeurs électriques présentes à chacune de ses connections extérieures.
System in packagethumb|Un SiP avec un processeur, mémoire et mémoire flash, combiné sur un seul substrat. Un SiP, acronyme de « System in Package » (système dans un boîtier, en français), aussi connu sous le nom de System-in-a-Package ou de Multi-Chip Module (MCM), désigne un système de circuits intégrés confinés dans un seul boîtier ou module. Le SiP permet de réaliser la totalité (ou presque) des fonctions habituelles d'un système électronique, tels que ceux présents à l'intérieur d'un téléphone mobile, d'un PC, d'un baladeur numérique, etc.
Complementary metal oxide semi-conductorvignette|Vue en coupe d'un transistor MOS On appelle CMOS, ou Complementary Metal Oxide Semiconductor, une technologie de fabrication de composants électroniques et, par extension, les composants fabriqués selon cette technologie. Ce sont pour la plupart des circuits logiques (NAND, NOR) comme ceux de la famille Transistor-Transistor logic (TTL) mais, à la différence de ces derniers, ils peuvent être aussi utilisés comme résistance variable.
Circuit designThe process of circuit design can cover systems ranging from complex electronic systems down to the individual transistors within an integrated circuit. One person can often do the design process without needing a planned or structured design process for simple circuits. Still, teams of designers following a systematic approach with intelligently guided computer simulation are becoming increasingly common for more complex designs.
