Aujourd'hui, nous allons continuer notre voyage dans les profondeurs de l'électronique de nos machines, toujours sur le thème des évolutions techniques et de l'impact sur la fiabilité des composants. En effet, ces dernières années, l'évolution des puces - mais aussi des marchés visés - ont donné lieu à de nouvelles problématiques, souvent peu observées par le grand public, néanmoins dont l'impact se fait ressentir facilement : stocks de composants en baisse, pannes matérielles nouvelles, systèmes instables... Mais point d'analyse des traitements numériques pour aujourd'hui, nous vous emmenons dans le tréfonds des puces, les systèmes analogiques.

 

répartition des défaillances observées sur les ASIC depuis 2012 [cliquer pour agrandir]

Nous pouvons voir que ces dernières années, des problèmes bien différents sont apparus sur les production de puces ASIC.

 

Le site spécialisé SemiEngineering nous donne une analyse intéressante des dysfonctionnements dans les puces de type ASIC lié à l'évolution des circuits analogiques. Il a été récemment analysé que 95 % des défaillances sont liées à des éléments analogiques et leur mise en place dans les circuits. Ces éléments sont de plus en plus nombreux dans les systèmes multitâches et communicants, comme l'IoT. Ils sont présents pour le transport de données (PLL, adaptation d'impédance, amplifications) ou dans l'analyse de l'environnement, comme avec les capteurs. Cependant, leur utilisation n'est pas toujours simple, car l'ajout de nombreux éléments de contrôle et d'interfaces numériques rend de plus en plus sensibles ces circuits.

 

D'autres points sont aussi à prendre en compte, comme la course aux performances. Car les soucis des circuits analogiques ont des paramètres supplémentaires à gérer, comme le rapport signal à bruit, et la miniaturisation des puces n'aide pas à améliorer la fiabilité, les puces devenant moins tolérantes aux tensions "élevées". Dans les soucis récents et connus qui en sont liés, le développement des premières cartes mères PCIe 4.0, qui pour augmenter le débit du protocole a dû sacrifier certains aspects comme l'efficacité énergétique.

 

comparaison condensateurs rtx 3080 [cliquer pour agrandir]

Exemple possible d'un impact du design des circuits analogiques sur les performances d'un GPU : le découplage d'alimentation.

 

La solution passera donc comme pour les PCB par une révision de la qualité des éléments qui, il y a encore 4-5 ans, étaient considérés comme avec un impact mineur sur l'endurance des machines. Une réflexion plus moderne sur les tests et mesures va être mise en place, ce qui devrait à terme réduire les défaillances et rejets lors de la production d'ASIC, mais aussi de certains produits plus communs dans le grand public. Cela revient à opérer un certain changement dans l'industrie électronique, qui au lieu de se reposer sur des méthodes connues depuis les années 80, va devoir innover sur les composants, ainsi que sur les méthodologies et méthodes de production. (source : SemiEngineering)

 

 

 L'évolution des puces informatiques et les unités spécialisées donnent lieu à des problématiques différentes en seulement 4-5 ans, comme les traitements analogiques... 

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