Les scientifiques chinois développent la première puce d’IA à base de carbone au monde | par Mir Ashir | Mars 2025

Dans une progression révolutionnaire qui pourrait changer l’avenir de l’informatique, les scientifiques chinois ont développé la première micropuce à base de carbone au monde capable de mener des tâches d’intelligence artificielle (IA) à l’aide d’un système logique ternaire révolutionnaire.

Cette innovation, menée par des chercheurs de l’Université de Pékin et de l’Université des publications et des télécommunications de Pékin, marque un bond en avant dans la technologie des semi-conducteurs, dépassant potentiellement les limites des puces traditionnelles à base de silicium.

La puce nouvellement développée utilise des nanotubes de carbone (NTC), un matériau qui offre des propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles.

Les NTC sont de minuscules tubes cylindriques fabriqués à partir de feuilles de graphène, et ils ont été utilisés principalement comme additifs conducteurs dans les batteries au lithium-ion.

Cependant, en raison de leur conductivité électrique supérieure, de leur excellente stabilité et de leur structure ultra-mince, les NTC sont désormais considérés comme un matériau prometteur pour la prochaine génération de semi-conducteurs.

Cette percée diffère des puces de silicium conventionnelles en ce qu’elle utilise la logique ternaire au lieu du système binaire traditionnel, qui utilise uniquement des zéros et des zéros.

La nouvelle puce traite les données non seulement dans les zéros et les zéros, mais aussi dans un troisième état, ce qui permet des calculs plus rapides tout en utilisant moins d’énergie.

Ce système logique ternaire améliore l’efficacité de la transmission des données dans le même espace physique, permettant un informatiation plus rapide et plus économe en énergie.

L’équipe de chercheurs a conçu un nouveau transistor de nanotubes de carbone en utilisant un concept connu sous le nom de transistors à source (SGT).

En ajustant la tension de la porte, le transistor CNT peut basculer entre trois états de courant distincts, créant ainsi la base des circuits logiques ternaires.

Cette nouvelle conception promet de surmonter les limites des technologies de puce actuelles, en particulier en termes de consommation d’énergie et de vitesse de traitement.

Pour tester les capacités de leur nouvelle puce, les chercheurs ont construit un réseau neuronal capable d’apprendre et de raisonner en imitant les connexions entre les neurones dans le cerveau humain.

Des expériences approfondies ont révélé que le réseau neuronal basé sur CNT avait atteint une précision parfaite pour classer les chiffres manuscrits, démontrant son vaste potentiel pour les applications d’IA, y compris la reconnaissance d’image et les tâches d’apprentissage automatique.

L’un des chercheurs principaux, Peng Lianmao, membre de l’Académie chinoise des sciences, étudie la technologie des puces à base de carbone depuis plus de deux décennies.

Son équipe a fait des progrès remarquables dans le développement des NTC de haute performance et la réalisation d’un contrôle précis sur les réseaux de nanotubes.

En 2020, ils ont fabriqué une plaquette CNT de huit pouces qui a surpassé les dispositifs similaires à base de silicium dans les performances du circuit intégré.

Cette réussite a cimenté la position de la Chine à l’avant-garde de la recherche mondiale dans la technologie des semi-conducteurs à base de carbone.

La nouvelle puce est non seulement très efficace, mais offre également une stabilité élevée et une forte résistance aux interférences, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans l’informatique haute performance, l’apprentissage automatique, l’IA et les dispositifs de stockage de faible puissance.

Il dispose également d’applications dans les appareils Internet des objets (IoT), où l’efficacité énergétique est un facteur crucial.

Malgré les nombreux avantages, les puces de nanotubes de carbone sont toujours à la traîne des puces de silicium traditionnelles en termes de densité d’intégration. Par exemple, le GPU RTX 5090 de NVIDIA, annoncé en janvier 2025, contient 92 milliards de transistors stupéfiants, dépassant de loin les capacités actuelles de la technologie CNT.

Cependant, le développement de puces à base de carbone est considérée comme la prochaine frontière de la technologie des semi-conducteurs, et la Chine ouvre actuellement la voie dans cette course.

Peng Lianmao a exprimé son optimisme à propos de l’avenir des puces à base de nanotubes de carbone, déclarant que l’objectif ultime est de les faire entrer dans les 10 à 15 prochaines années.

En cas de succès, cette technologie pourrait remplacer les puces à base de silicium dans un large éventail d’applications, des superordinateurs et des centres de données aux smartphones et autres appareils électroniques.

Cette transition marquerait un changement significatif dans l’industrie des semi-conducteurs, ouvrant la voie à une nouvelle ère de solutions informatiques à haute performance et basse puissance.