En août, le fabricant de puces Intel a révélé de nouveaux détails sur son projet de construire une « méga-fab » sur le sol américain, une usine de 100 milliards de dollars où 10 000 travailleurs fabriqueront une nouvelle génération de processeurs puissants parsemés de milliards de transistors. Le même mois, Sam Zeloof, 22 ans, a annoncé son propre jalon de semi-conducteurs. Il a été réalisé seul dans le garage familial du New Jersey, à environ 30 miles de l’endroit où le premier transistor a été fabriqué aux Bell Labs en 1947.

Avec une collection d’équipements récupérés et faits maison, Zeloof a produit une puce avec 1 200 transistors. Il avait découpé des plaquettes de silicium, les avait modelées avec des dessins microscopiques en utilisant la lumière ultraviolette et les avait trempées dans de l’acide à la main, documentant le processus. sur YouTube et son blog. « Peut-être que c’est un excès de confiance, mais j’ai une mentalité qu’un autre humain l’a compris, donc je peux aussi, même si cela me prend peut-être plus de temps », dit-il.

La puce de Zeloof était sa deuxième. Il a fait le premier, beaucoup plus petit, en tant que lycéen en 2018; il a commencé à fabriquer des transistors individuels un an auparavant. Ses puces sont à la traîne d’Intel par des éons technologiques, mais Zeloof soutient seulement à moitié en plaisantant qu’il fait des progrès plus rapides que l’industrie des semi-conducteurs à ses débuts. Sa deuxième puce a 200 fois plus de transistors que sa première, un taux de croissance dépassant la loi de Moore, la règle empirique inventée par un cofondateur d’Intel qui dit que le nombre de transistors sur une puce double environ tous les deux ans.

Zeloof espère maintenant égaler l’échelle de la puce révolutionnaire 4004 d’Intel de 1971, le premier microprocesseur commercial, qui avait 2 300 transistors et était utilisé dans les calculatrices et autres machines professionnelles. En décembre, il a commencé à travailler sur un conception de circuit provisoire qui peut effectuer un simple ajout.

À l’extérieur du garage de Zeloof, la pandémie a déclenché une pénurie mondiale de semi-conducteurs, entravant l’approvisionnement en produits de Voitures À consoles de jeux. Cela a suscité un nouvel intérêt de la part des décideurs politiques pour la reconstruction de la capacité américaine pour produire ses propres puces informatiques, après des décennies de délocalisation.

Les puces construites dans un garage ne sont pas sur le point d’alimenter votre PlayStation, mais Zeloof dit que son passe-temps inhabituel l’a convaincu que la société gagnerait à ce que la fabrication de puces soit plus accessible aux inventeurs sans budgets de plusieurs millions de dollars. « Cette barrière très élevée à l’entrée vous rendra très réticent au risque, et c’est mauvais pour l’innovation », dit Zeloof.

Zeloof a commencé à fabriquer ses propres chips en tant que lycéen, en 2016. Il a été impressionné par les vidéos YouTube de l’inventrice et entrepreneure Jeri Ellsworth dans lesquelles elle a fabriqué ses propres transistors de la taille d’un pouce, dans un processus qui comprenait des gabarits découpés dans des autocollants en vinyle et une bouteille de détachant antirouille. Zeloof a entrepris de reproduire le projet d’Ellsworth et de prendre ce qui lui semblait une prochaine étape logique: passer de transistors solitaires à des circuits intégrés, un saut qui a historiquement pris environ une décennie. « Il a fait un bond en avant », explique Ellsworth, aujourd’hui PDG d’une start-up de réalité augmentée appelée Tilt Five. « Il est extrêmement utile de rappeler au monde que ces industries qui semblent si loin d’être hors de portée ont commencé dans un endroit plus modeste, et vous pouvez le faire vous-même. »

La fabrication de puces informatiques est parfois décrite comme le processus de fabrication le plus difficile et le plus précis au monde. Lorsque Zeloof a commencé à bloguer sur ses objectifs pour le projet, certains experts de l’industrie lui ont envoyé un courriel pour lui dire que c’était impossible. « La raison de le faire était honnêtement parce que je pensais que ce serait drôle », dit-il. « Je voulais faire une déclaration selon laquelle nous devrions être plus prudents lorsque nous entendons que quelque chose est impossible. »

La famille de Zeloof était solidaire mais aussi prudente. Son père a demandé à un ingénieur en semi-conducteurs qu’il connaissait de lui donner des conseils de sécurité. « Ma première réaction a été que vous ne pouviez pas le faire. C’est un garage », explique Mark Rothman, qui a passé 40 ans dans l’ingénierie des puces et travaille maintenant dans une entreprise fabriquant de la technologie pour les écrans OLED. La réaction initiale de Rothman s’est adoucie lorsqu’il a vu les progrès de Zeloof. « Il a fait des choses que je n’aurais jamais pensé que les gens pourraient faire. »

Le projet de Zeloof implique l’histoire ainsi que l’ingénierie. La fabrication moderne de puces a lieu dans des installations dont les systèmes CVC coûteux éliminent toute trace de poussière qui pourrait perturber leur milliards de dollars de machines. Zeloof ne pouvait pas égaler ces techniques, alors il a lu des brevets et des manuels des années 1960 et 70, lorsque les ingénieurs d’entreprises pionnières comme Fairchild Semiconductor fabriquaient des puces sur des établis ordinaires. « Ils décrivent des méthodes utilisant X-Acto des lames et du ruban adhésif et quelques béchers, pas « Nous avons cette machine de 10 millions de dollars de la taille d’une pièce » », explique Zeloof.

Zeloof a également dû approvisionner son laboratoire avec du matériel vintage. Sur eBay et d’autres sites d’enchères, il a trouvé une réserve prête de matériel de monnaie d’aubaine des années 1970 et 80 qui appartenait autrefois à des entreprises technologiques californiennes fermées depuis. Une grande partie de l’équipement nécessitait une réparation, mais les vieilles machines sont plus faciles à bricoler que les machines de laboratoire modernes. L’une des meilleures découvertes de Zeloof a été un microscope électronique cassé qui coûtait 250 000 $ au début des années 90; il l’a acheté pour 1 000 $ et l’a réparé. Il l’utilise pour inspecter ses puces à la recherche de défauts, ainsi que le nanostructures sur les ailes de papillon.