Un semi-conducteur est un matériau dont la conductivité électrique se situe entre celle d’un métal (bon conducteur) et celle d’un isolant (mauvais conducteur). Sa résistivité, inverse de la conductivité, se situe entre celles des métaux et des isolants, et peut varier considérablement en fonction de la température, de la lumière, d’un champ magnétique ou de l’ajout de faibles quantités d’impuretés. Cette capacité à modifier sa résistivité permet aux semi-conducteurs d’être utilisés dans une grande variété d’applications électroniques.
La particularité des semi-conducteurs réside dans leur structure atomique et la façon dont les électrons se lient entre eux. À basse température, un semi-conducteur se comporte comme un isolant. Cependant, lorsque la température augmente, certains électrons peuvent se déplacer librement, rendant le matériau plus conducteur. L’ajout d’impuretés, un processus appelé dopage, peut également augmenter considérablement la conductivité d’un semi-conducteur. Le dopage permet de contrôler précisément le nombre d’électrons libres et donc la conductivité du matériau.
Diagramme de la structure atomique d'un semi-conducteur
Les semi-conducteurs sont largement utilisés dans la fabrication de composants électroniques tels que les transistors, les diodes, les circuits intégrés (CI), les capteurs, les DEL et de nombreux autres dispositifs électroniques. Le transistor, l’une des inventions les plus importantes du 20e siècle, est fabriqué à partir de semi-conducteurs et agit comme un interrupteur, un amplificateur et un contrôleur dans la plupart des appareils électroniques modernes. Les circuits intégrés, également appelés puces, sont des ensembles de millions, voire de milliards de transistors et d’autres composants électroniques intégrés sur une petite plaquette de semi-conducteur.
Aujourd’hui, les semi-conducteurs sont au cœur de la plupart des technologies modernes, des téléphones intelligents aux ordinateurs, en passant par les automobiles, les systèmes d’énergie solaire et les équipements médicaux. L’industrie des semi-conducteurs est une industrie mondiale de plusieurs milliards de dollars, impliquant de nombreuses entreprises et pays à travers le monde. Le développement continu de la technologie des semi-conducteurs stimule l’innovation et le progrès dans de nombreux domaines.
Le développement de la technologie des semi-conducteurs a révolutionné la société. Des ordinateurs encombrants des premiers temps aux appareils mobiles compacts et puissants d’aujourd’hui, les semi-conducteurs ont joué un rôle essentiel dans la révolution technologique. La miniaturisation et l’augmentation des performances des puces semi-conductrices ont permis de créer des appareils plus petits, plus rapides, plus économes en énergie et dotés de plus de fonctionnalités.
Les semi-conducteurs jouent également un rôle crucial dans le développement de nouvelles technologies telles que l’intelligence artificielle (IA), l’Internet des objets (IdO) et la technologie 5G. L’IA repose sur la capacité des puces semi-conductrices à traiter d’énormes quantités de données, tandis que l’IdO connecte des milliards d’appareils via des capteurs et des microprocesseurs fabriqués à partir de semi-conducteurs. La technologie 5G, avec ses vitesses de transmission de données ultra-rapides, dépend également du développement de puces semi-conductrices haute performance. L’avenir de la technologie continuera d’être façonné par les progrès dans le domaine des semi-conducteurs. Les chercheurs sont constamment à la recherche de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies pour créer des puces semi-conductrices plus puissantes, plus économes en énergie et capables de traiter des informations plus complexes.
