
En coulisse
La RAM virtuelle ne sauve pas les smartphones de la pénurie de mémoire
par Jan Johannsen

Le marché de la mémoire RAM est dominé par trois grands acteurs. Un Youtubeur en tire les conséquences et décide de fabriquer de la mémoire vive dans son abri de jardin.
Trois entreprises dominent le marché mondial de la mémoire vive (RAM) : Micron, Samsung et SK Hynix. Depuis que le boom de l’IA a entraîné une forte hausse de la demande, les prix s’envolent. Les nouveaux sites de production ne se construisent pas du jour au lendemain. C’est sur ce constat que le Youtubeur Dr. Semiconductor lance sa toute dernière vidéo. Sa solution : fabriquer lui-même de la mémoire vive. Pour cela, il transforme son abri de jardin en salle blanche et se met à construire des mémoires vives à partir de zéro.
Avant de commencer, Dr. Semiconductor explique les principes de base. Une puce DRAM est constituée d’une grille de minuscules cellules. À chaque point d’intersection se trouvent un transistor et un condensateur. Le transistor commute, le condensateur stocke la charge, ce qui correspond à un « 1 » chargé et à un « 0 » déchargé. Comme le condensateur se décharge de lui-même, il faut régulièrement le rafraîchir, d’où le nom de Dynamic RAM.
Dr. Semiconductor prévoit un réseau de 5 × 4 de ces cellules avec des transistors juste en dessous de la limite du micromètre, ce qui est extrêmement ambitieux pour une expérience maison.
La fabrication rappelle la préparation d’un sandwich à plusieurs couches. Le matériau de départ est une tranche de silicium, découpée et nettoyée à l’aide d’un cutter diamanté. Dr. Semiconductor chauffe ensuite les puces à 1100 degrés Celsius, des températures comparables à celles de la lave en fusion. Cela permet la formation d’une couche de verre protectrice.

Au tour de la photolithographie : grâce à une résine photosensible et à une lumière UV, il grave des motifs de l’ordre du micromètre sur la surface, selon un procédé similaire au développement photographique argentique. Il introduit ensuite du phosphore dans des zones spécifiques afin de former les entrées et sorties électriques des transistors. Au lieu d’une coûteuse implantation ionique, il utilise une solution à base de phosphore qu’il a lui-même développée ; une alternative pragmatique adaptée à l’abri de jardin.
Après d’autres étapes d’oxydation à 950 degrés Celsius et la gravure des ouvertures de contact, il dépose une couche d’aluminium. Ce produit est pulvérisé à travers un pochoir, comme de la peinture. Là où la résine photosensible est retirée, le motif de pistes conductrices souhaité subsiste.
Dr. Semiconductor teste la puce finie au microscope à l’aide de pointes de mesure ultrafines. Les résultats sont surprenants. Le transistor commute avec précision, le condensateur atteint une capacité de 12,3 picofarads, soit presque exactement la valeur théorique idéale. Dans une cellule DRAM, le condensateur se charge à trois volts en quelques centaines de nanosecondes.
Mais il y a des inconvénients : la charge ne dure que deux millisecondes, alors que la mémoire RAM commerciale tient plus de 64 millisecondes. La puce doit donc être actualisée beaucoup plus souvent. Par ailleurs, le transistor est sujet à un effet de « punch-through » sous haute tension, ce qui restreint son fonctionnement à des plages de tension plus faibles.
Le résultat est à la fois absurde et fascinant : selon ses propres dires, c’est la première fois que quelqu’un fabrique de la mémoire RAM fonctionnelle chez lui. Toutefois, pour obtenir un module de stockage à part entière, il manque un grand réseau de cellules et l’électronique de commande appropriée.
Dr. Semiconductor prévoit déjà la prochaine étape : il souhaite relier les cellules entre elles pour former un réseau plus grand et le connecter à un ordinateur. Il vous faudra encore patienter quelque temps avant de pouvoir visionner cette vidéo. En attendant, vous pouvez découvrir (en anglais) comment il a construit sa salle blanche :
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