Une puce gravée à 0,7 nanomètre, l’épaisseur de quelques atomes mis bout à bout. IBM affirme avoir poussé la miniaturisation là où l’industrie la croyait bloquée par les lois de la physique. Le prototype fonctionne déjà, mais aucun appareil ne l’embarquera avant cinq ans.
Des transistors empilés comme des immeubles
Le 25 juin, depuis son centre de recherche de Yorktown Heights, dans l’État de New York, IBM a présenté ce qu’il décrit comme la première puce au monde sous la barre du nanomètre. L’idée ne consiste plus à rétrécir des composants déjà proches de leur limite, mais à les empiler. Un transistor reste l’interrupteur élémentaire d’une puce, et plus on en case, plus elle calcule vite. Jusqu’ici, ces interrupteurs étaient gravés côte à côte sur une surface plane. La nouvelle architecture, baptisée nanostack, les superpose en étages et les décale légèrement d’un niveau à l’autre, ce qui simplifie le câblage. La BBC a comparé le résultat à un immeuble d’habitation, quand l’ancienne méthode ressemblait à un lotissement de plain-pied. Chaque étage peut même mélanger des matériaux différents pour régler la performance de chaque transistor séparément. Au bout du compte, IBM fait tenir près de 100 milliards de transistors sur une puce de la taille d’un ongle, presque le double de la densité de son précédent record, daté de 2021. « Nous ne fabriquons pas seulement des transistors plus petits, nous réinventons la façon de construire les puces », a résumé Jay Gambetta, directeur de la recherche du groupe.
De 2 300 à 100 milliards en un demi-siècle
Pour mesurer le saut, un détour par l’histoire aide. Le premier microprocesseur d’Intel, en 1971, alignait 2 300 transistors. La puce d’IBM en empile aujourd’hui plus de quarante millions de fois plus, sur une surface minuscule. Des processeurs graphiques haut de gamme franchissent déjà la barre des 100 milliards, mais sur des galettes de silicium bien plus larges. L’exploit d’IBM tient justement dans la densité, dans le fait de tasser autant de circuits sur si peu de place.
Sept angströms, ou presque rien
L’autre chiffre intrigue les physiciens. 0,7 nanomètre, c’est aussi sept angströms, une unité réservée d’habitude à la taille des atomes. Un atome de silicium en mesure environ deux. On entre donc dans un monde où les distances se comptent en poignées d’atomes. Une nuance s’impose pourtant. Depuis des années, ces appellations (2 nanomètres, 0,7 nanomètre) ne décrivent plus une dimension réelle du transistor. Elles désignent une génération de fabrication, un cran de plus dans la course. IBM le reconnaît d’ailleurs. Reste que le mur symbolique du nanomètre, longtemps présenté comme indépassable, vient de céder sur le papier. Pour étayer ses dires, le groupe assure avoir fait tourner un circuit logique de base et grappillé 40 % de compacité sur la mémoire rapide, des travaux exposés à la conférence VLSI 2026.
Le vrai enjeu, c’est la facture d’électricité
Derrière la prouesse se cache un calcul très concret. À génération égale, la nouvelle puce promet jusqu’à 50 % de performances en plus, ou 70 % d’énergie en moins, face au 2 nanomètres maison. C’est ce second chiffre qui fait dresser l’oreille de l’industrie. L’intelligence artificielle générative engloutit des quantités d’électricité qui inquiètent les exploitants de centres de données et les gestionnaires de réseaux. Diviser par trois la consommation à puissance égale rebattrait les cartes économiques de ces fermes de serveurs. Selon la MIT Technology Review, c’est précisément cette soif de calcul plus sobre qui a relancé la chasse au transistor toujours plus dense.
IBM ne fabrique pourtant aucune puce grand public
Un point tempère l’enthousiasme. IBM a beau avoir inventé l’architecture nanosheet et sorti le premier 2 nanomètres en 2021, le groupe ne produit plus de puces logiques en volume. Il met au point des procédés, puis les confie à des fondeurs comme Samsung, Intel ou TSMC, et à des partenaires comme le japonais Rapidus, qui s’appuie sur sa technologie pour monter sa propre production. Pour le sous-nanomètre, aucun industriel n’a encore été désigné. L’annonce relève donc, pour l’instant, du laboratoire et pas du catalogue. L’histoire récente invite tout de même à la prendre au sérieux. Le 2 nanomètres qu’IBM avait montré en laboratoire en 2021 correspond presque exactement à la génération que TSMC et Samsung lancent en usine aujourd’hui. Cinq ans, c’est le délai observé entre la démonstration et la chaîne de production. Plusieurs spécialistes posent malgré tout la question sans détour : vraie rupture ou énième promesse sans suite ? IBM répond en visant une production « d’ici cinq ans au plus tôt », soit vers 2031, à condition d’installer dans son laboratoire d’Albany les nouvelles machines de gravure à l’ultraviolet extrême du néerlandais ASML.
Le 2 nanomètres, lui, est déjà en rayon
Cette génération vient tout juste d’entrer dans les usines. TSMC produit désormais du 2 nanomètres en série, et sa capacité est réservée jusqu’à la fin 2026. Apple en aurait raflé plus de la moitié pour ses prochains processeurs. Samsung suit, avec un premier processeur mobile gravé en 2 nanomètres lancé fin décembre et une usine texane qui monte en cadence. Reuters note qu’il a suffi d’annoncer une avancée de recherche, en pleine ruée mondiale sur les puces d’IA, pour faire grimper l’action IBM en Bourse. La firme, elle, joue déjà le coup d’après.
IBM promet au moins dix ans de miniaturisation supplémentaire avec cette architecture en trois dimensions. La prochaine étape se jouera à Albany, où doit arriver la machine de gravure censée rendre ces puces fabricables à grande échelle. Le premier téléphone ou serveur équipé d’une puce sous le nanomètre, lui, n’est pas attendu sur le marché avant le début des années 2030.
