Laboratoire commun LN2 - ST Microelectronics
Le Laboratoire Commun avec STMicroelectronics a été fondé en 2012, bâtissant sur une collaboration débutée en 2008 entre la France et le Canada. Cette alliance a permis la réalisation de plusieurs projets collaboratifs et la poursuite de thèses CIFRE, contribuant au développement de recherches innovantes dans des domaines tels que les mémoires non-volatiles pour l’intelligence artificielle, les capteurs optiques, et l’informatique quantique. En 2024, ce partenariat sera renforcé avec un format tripartite incluant également l’INL, ce qui permettra d’accroître les synergies entre les institutions et d’explorer de nouveaux axes de recherche communs.
La collaboration entre le LN2 et STMicroelectronics s’étend à des projets de grande envergure, comme l’étude de circuits neuromorphiques et le calcul en mémoire. Ces travaux visent à intégrer les dernières technologies en microélectronique tout en répondant aux contraintes industrielles, comme la compatibilité des matériaux et des procédés de fabrication. La plateforme cryogénique de l’Institut Quantique et les capacités de micro-fabrication du 3IT viennent enrichir cette recherche, permettant des avancées significatives dans des secteurs tels que l’aérospatial et l’informatique quantique. Des échanges réguliers et la participation de STMicroelectronics aux colloques du LN2 garantissent le maintien d’une collaboration dynamique et fructueuse.
Objectifs
Les travaux visent à étudier et évaluer des approches originales mises de l’avant par les équipes de chercheurs, prenant avantage des technologies à l’état de l’art en microélectronique issues de ST. En conséquence, les travaux menés dans le Laboratoire Commun dépassent le contexte académique traditionnel pour inclure des contraintes provenant de la réalité industrielle, telles que les matériaux et la compatibilité des procédés pour l’intégration des nouvelles approches avec les technologies industrielles.
Par exemple, des tranches de 300 mm avec circuits CMOS implémentant le noeud technologique le plus avancé de ST Microelectronics furent fournies par STMicroelectronics pour le développement des procédés de nanofabrication des transistors à un électron en BEOL (backend of line) et leur interconnexion au CMOS. Cette approche collaborative donne un accès unique aux technologies de pointe par les chercheurs du LN2, tout en mettant à profit les infrastructures / expertises clef du LN2 via l’accès au 3IT et au C2MI pour le développement de nouvelles technologies commercialisables.
Axes de recherche
Les travaux du laboratoire commun se declinent en 4 axes:
- Fonctions innovantes en BEOL sur circuits CMOS
- Développement de capteurs intégrables dans le BEOL de puces CMOS (3D monolithique) (Conjoint et porté par l’INL)
- Mémoires intégrées dans le BEOL du CMOS (Conjoint avec INL, porté par LN2)
- Utilisation de mémoires analogiques BEOL pour des applications neuromorphiques
- Systèmes Photoniques
- Biocapteurs (Conjoint avec INL, porté par LN2)
- Wafer-level testing de composantes photoniques
- Gyroscope (Conjoint INL, porté par LN2)
- Thermique et Énergétique sur puce
- Gestion thermique par changement de phase pour assemblages compact
- Récupération d’énergie photovoltaïque sur puce
- Sujets exploratoires : Récupérateur thermiques laminés pour IoT; Électronique de puissance sur GaN
- Informatique Quantique à base de FDSOI
- Validation des performances cryogénique du FDSOI
- Démonstration de Qubits de spin sur FDSOI 28 nm
- Première investigation d’Opérateurs de contrôle
- Évaluation des approches de packaging cryogénique