La loi de Moore, une observation faite par l'ancien co-fondateur et PDG d'Intel, Gordon Moore, au milieu des années 60 et révisée au milieu des années 70, exige essentiellement que la densité de transistors sur une matrice (le nombre de transistors par millimètre carré) double tous les deux années. Au cours des dernières années, les fabricants de puces ont dû se contenter d'une augmentation inférieure à 100 % de ce chiffre, bien que la croissance ait été importante. Par exemple, la densité des transistors dans le nouveau A5 Bionic de 14 nanomètres de Apple est d'environ 134 millions, contre environ 90 millions dans le 7nm A13 Bionic. C'est 49% de plus.
Quant au timing, TSMC et Samsung Foundry continue de suivre le rythme de Moore, l'ancien commençant la production risquée de puces 3 nm plus tard cette année, suivie d'une production de masse au second semestre 2022. Par rapport aux puces 5 nm, la puce 3 nm de TSMC est plus attrayante. Les performances devraient augmenter de 10 à 15 % ou la consommation d'énergie de 25 à 35 %.
L'Université du Sussex au Royaume-Uni a découvert un moyen de conférer aux nanomatériaux des propriétés de transistor. Un nanomatériau est un matériau dont la taille est de 1 à 100 nm. Le matériau réellement utilisé par l'université est le graphène, qui est défini comme "une couche d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un atome disposée dans un réseau hexagonal". En pliant une couche de graphène, semblable au papier origami, le matériau acquiert les propriétés de certains composants électriques utilisés dans les microcircuits. Cette découverte pourrait permettre de produire de petites micropuces qui permettraient de fabriquer des téléphones plus rapides et plus économes en énergie. La taille des micropuces qui pourraient être créées à partir de nanomatériaux serait si petite qu'il y aurait plus d'espace à l'intérieur de l'appareil pour accueillir des puces supplémentaires.
Le graphène est probablement le nanomatériau le plus adapté à ce type de composant en raison de ses propriétés conductrices. Certaines alimentations utilisent des batteries composites au graphène pour réduire le temps de charge. Avec le graphène, les batteries lithium-ion peuvent être chargées jusqu'à cinq fois plus rapidement, de sorte qu'une batterie lithium-ion qui prend une heure à charger peut être chargée en seulement 12 minutes. Le nanomatériau est également 200 fois plus résistant que l'acier et six fois plus léger.
À terme, le graphène peut être utilisé pour produire d'autres matériaux que l'on retrouve dans les smartphones, ce qui devrait réduire le poids des téléphones utilisant ce matériau. Il y a quelques années, une société de recherche coréenne a pu créer un écran OLED utilisant du graphène, et le mois dernier, Appear Inc a annoncé qu'elle lancerait un téléphone 5G avec une batterie au graphène, le premier téléphone avec un tel composant et le smartphone 5G le plus léger. Le téléphone devrait sortir le mois prochain, fabriqué par Foxconn, et devrait se vendre à 1 million d'unités au cours des six premiers mois. L'appareil utilisera une nouvelle technologie étanche innovante. Appear est connu pour sa banque d'alimentation Graphene Super 20, qui se recharge en 20 minutes grâce à la technologie de batterie Fast Charge de l'entreprise.
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