Dans cet article de blog, nous explorerons comment les smartphones sont devenus des ordinateurs dans la paume de votre main, ainsi que les innovations et les défis technologiques qui se sont succédé tout au long du chemin.
En 2025, notre journée commence avec un smartphone, sur lequel nous recherchons des actualités ou consultons les messages des réseaux sociaux. Pendant la journée de travail, nous utilisons nos smartphones pour travailler, jouer à des jeux, discuter et nous détendre. Quand nous rentrerons à la maison, nous aurons toujours nos téléphones avec nous et nous nous endormirons avec eux à nos côtés. Partout dans le monde, les gens ne peuvent plus se passer de leur smartphone. Cette profonde intégration dans notre vie quotidienne a fait des smartphones plus qu'un simple appareil de communication ; ils sont devenus des outils essentiels pour accéder à l’information, aux réseaux sociaux, au divertissement et au shopping. Depuis la pandémie de COVID-19, alors que le travail à distance et l’apprentissage en ligne sont devenus plus courants, notre dépendance aux smartphones s’est accrue. Si la présence des smartphones a maximisé le confort de nos vies, elle a également conduit à une communication moins directe entre les gens et à une surcharge d’informations.
La principale raison pour laquelle les smartphones sont devenus si populaires est qu’ils peuvent faire la plupart de ce qu’un ordinateur peut faire sur un petit appareil. C'est comme avoir un ordinateur dans la paume de votre main. Si l’on considère que le premier ordinateur au monde, l’Aniak, construit en 1946, pesait une tonne et était suffisamment grand pour occuper une pièce entière dans un laboratoire, on peut avoir une idée du chemin parcouru en 70 ans environ. De nombreuses innovations technologiques ont été derrière l'évolution de ces gros ordinateurs jusqu'à la taille des smartphones d'aujourd'hui, mais quelles sont les technologies qui ont permis de développer des « petits ordinateurs » comme les smartphones et de les rendre accessibles au plus grand nombre ?
Premièrement, pour réaliser un ordinateur, vous avez besoin d’un circuit capable de stocker et de traiter des informations. Cela nécessite des dispositifs semi-conducteurs, principalement constitués de silicium. Les semi-conducteurs sont intermédiaires entre les conducteurs qui conduisent bien l’électricité et les non-conducteurs qui conduisent mal l’électricité, et leurs propriétés varient considérablement en fonction des conditions environnantes. En connectant des semi-conducteurs dont les propriétés changent en fonction des conditions, un circuit peut être mis en œuvre pour créer un ordinateur capable d'effectuer différentes tâches en fonction des conditions. Dans le cas d’Aniak susmentionné, l’ordinateur a été construit à l’aide de semi-conducteurs appelés tubes à vide. Cependant, les tubes à vide étant très grands, les ordinateurs devaient être grands. Cependant, en 1947, un semi-conducteur appelé transistor a été inventé, qui a révolutionné la conception des circuits. Avant l'invention du transistor, les circuits étaient réalisés en connectant divers dispositifs, y compris des dispositifs semi-conducteurs, à l'aide de fils de cuivre, mais après l'invention du transistor, les circuits étaient réalisés en combinant divers dispositifs sur un petit substrat afin qu'ils ne puissent pas être séparés. L’introduction des transistors a permis aux ordinateurs de devenir plus petits et plus efficaces.
Du fait de leur intégration, les circuits obtenus sont appelés circuits intégrés. Ces circuits ont permis d'améliorer la fiabilité et la longévité des circuits traditionnels, et la recherche s'est poursuivie. Les années 1960 ont été particulièrement marquées par des progrès rapides dans la technologie des semi-conducteurs. En 1962, le MOSFET a été développé, transformant radicalement la conception des circuits intégrés. Bien que les MOSFET puissent être fabriqués en tant que dispositifs autonomes, leur principal avantage réside dans leur spécialisation dans la conception de circuits intégrés. Les MOSFET sont fabriqués en fixant des métaux sur un substrat de silicium, le composant principal d'un semi-conducteur, et en supprimant les parties inutiles du substrat. Le processus consistant à dessiner les zones du substrat destinées aux MOSFET, à connecter les métaux et à supprimer les zones inutiles donne un circuit dans lequel les MOSFET sont connectés aux métaux. Ce processus a donné naissance à la technologie moderne des microprocesseurs, qui a permis de réaliser des circuits plus complexes et plus avancés. On parle souvent de conception schématique pour désigner la conception de circuits, car le circuit est dessiné sur une carte, puis traité pour créer le circuit. L'avantage de ce type de conception de circuit réside dans la possibilité de réaliser simultanément de nombreuses copies d'un même circuit, comme si l'on dessinait une image et en réalisait plusieurs copies. La production de masse est alors devenue possible.
On ne peut pas évoquer le développement des circuits intégrés sans évoquer la loi de Moore. En 1965, Gordon Moore, fondateur d'Intel, prédisait que le nombre de MOSFET dans un circuit intégré, ou densité, doublerait tous les 18 mois. Cela concorde avec la taille des MOSFET divisée par deux tous les 18 mois. Alors que les ingénieurs qui développent des semi-conducteurs considèrent la loi de Moore en termes de réduction de la taille des composants, les concepteurs de circuits l'interprètent en termes d'intégration. Cette prédiction, qui a laissé perplexe, est restée valable pendant 50 ans, et les circuits intégrés ont fait de grands progrès. Doubler la densité signifie que 18 mois plus tard, un circuit de même taille peut faire deux fois plus. De plus, un circuit qui fait la même chose 18 mois plus tard peut être implémenté en deux fois moins si sa densité double. Cette loi a été le principal moteur du progrès technologique dans l'industrie des semi-conducteurs jusqu'au début du XXIe siècle, permettant simultanément la miniaturisation. Cela a permis aux ordinateurs de réduire progressivement leur taille et, dans les années 21, les smartphones sont nés.
La miniaturisation des MOSFET, l'augmentation de la densité des circuits intégrés et les progrès technologiques ont permis la production de masse, rendant les smartphones accessibles à tous. Cependant, ces dernières années, les ingénieurs ont avancé que les MOSFET étaient déjà suffisamment compacts pour rendre toute miniaturisation plus difficile. Certains sont sceptiques quant à cette miniaturisation en raison de l'augmentation de la consommation d'énergie liée à la multiplication des appareils. Pourtant, les ingénieurs qui développent des circuits intégrés depuis des décennies poursuivent des avancées de diverses manières. Par exemple, les chercheurs modélisent les neurones du cerveau humain, capables d'effectuer de nombreux calculs tout en consommant peu d'énergie, et tentent de les intégrer dans des circuits intégrés. Ce domaine de l'ingénierie neuromorphique a le potentiel d'être utilisé non seulement dans les smartphones, mais aussi dans l'intelligence artificielle (IA), la conduite autonome et la santé. Si ces recherches se poursuivent, nous pourrions voir apparaître des ordinateurs portables ou des ordinateurs implantables dans le corps, ce qui est actuellement considéré comme impossible. Ces innovations devraient révolutionner non seulement notre quotidien, mais aussi la société dans son ensemble. Qui aurait imaginé il y a 50 ans que nous porterions un ordinateur dans nos mains ?
