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RÉSUMÉ
Les cartes informatiques, utilisées dans les produits de bureautique, portables ou destinés à des systèmes d’entreprises, sont constituées d’un grand nombre de composants standards et de mémoires autour de processeurs assurant le traitement des données. Elles sont caractérisées par des performances élevées, une très grande complexité et des caractéristiques physiques exigeantes liées aux contraintes électriques et thermiques et mécaniques des processeurs. Les processeurs en pleine évolution et les nombreux challenges technologiques influencent fortement les règles de conception de ces cartes.
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Jean JOLY : Ingénieur ENSEA - Ancien Responsable Développement Packaging Bull SA - Consultant 3JConseil
INTRODUCTION
Les cartes informatiques sont-elles différentes des autres supports d’interconnexion ? Qui différencie ces cartes des autres circuits imprimés couramment utilisés dans d’autres produits ou systèmes électroniques ?
D’après le découpage de iNEMI , ces cartes sont utilisées dans les familles des produits « bureautique et gros systèmes d’entreprises », par exemple, les systèmes de stockage de masse, les serveurs et ordinateurs de bureau, les postes de travail et les ordinateurs personnels, ou bien dans les « produits portables », par exemple les ordinateurs portables, les PDA, les notebooks, etc.
Les cartes de ces produits sont constituées par l’assemblage d’un grand nombre de composants standards et de mémoires autour d’un ou plusieurs processeurs qui assurent le traitement des données.
Les cartes informatiques sont caractérisées par :
-
des performances électriques élevées (rapidité) liées à celle des processeurs ;
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une très grande complexité liée à l’important nombre d’interconnexions des composants ;
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des caractéristiques physiques exigeantes liées aux contraintes électriques et thermiques et mécaniques des processeurs.
En général, les cartes informatiques nécessitent donc :
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des grandes dimensions ;
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un nombre de couches important pour assurer le routage des signaux ;
-
des matériaux performants pour assurer la rapidité des signaux sans en altérer la forme ;
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des propriétés thermomécaniques qui permettent de garantir le refroidissement des processeurs et d’assurer la fiabilité de fonctionnement des systèmes.
Dans ce dossier [] et le suivant [], nous analysons successivement tous les points liés à la conception des cartes en partant de l’évolution des processeurs et des challenges technologiques à prévoir dans les prochaines années.
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1. Contexte
1.1 Évolution des systèmes et des processeurs
Devant les progrès liés à l’intégration croissante du silicium, e packaging et l’interconnexion des composants électroniques ont longtemps fait figure de parents pauvres dans l’architecture des systèmes informatiques. Aujourd’hui, ils sont considérés d’une importance stratégique pour garantir les performances des systèmes du futur. Par ailleurs, le packaging et l’interconnexion représentent une place de plus en plus importante dans le coût des équipements électroniques et ils contribuent largement à la chaîne de valeur ajoutée entre les puces de silicium et les systèmes.
Dans les prochaines années, l’évolution des systèmes et produits informatiques sera dominée non seulement par les progrès de l’intégration sur silicium et son rôle prépondérant au niveau des processeurs (fonctions de plus en plus complexes, surface des puces et nombre d’entrées et sorties en augmentation), mais aussi par la capacité à les interconnecter à des fréquences de plus en plus importantes.
Tous ces aspects liés à l’utilisation de nouveaux composants, à de nouvelles technologies de cartes et de procédés d’interconnexion, à une miniaturisation de plus en plus poussée des systèmes, à une réduction des coûts liée à la mondialisation et à une pression croissante des contraintes environnementales, constitueront le challenge technique des prochaines années.
L’évolution des systèmes informatiques est étroitement liée à celle des performances des processeurs et des composants associés. Les prévisions de l’ITRS (tableau 2) font apparaître une augmentation de la dimension des puces des processeurs, de la puissance dissipée, du nombre d’interconnexions et des fréquences des processeurs. Cela va entraîner des exigences nouvelles au niveau des cartes électroniques et autres supports d’interconnexion en ce qui concerne les matériaux diélectriques utilisés, le tracé et le routage des pistes conductrices, la fabrication et le test des cartes, les procédés d’interconnexion des composants. Au-delà de...
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BIBLIOGRAPHIE
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(6) - CHEN (R.Y.) - Signal Integrity. - Sigrity, Inc. IEEE EMC Symposium.
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(7) - BOGATIN (E.) - Printed Circuit Design and Manufacturing. -
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