L’électronique du futur : au-delà du transistor CMOS

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Depuis 40 ans, l’industrie de la microélectronique a prospéré en se basant sur la technologie de transistors CMOS en Silicium, et en connaissant une course effrénée à la miniaturisation, dite "loi de Moore". Cette course, qui semblait inexorable, connaîtra pourtant un fort ralentissement dans la prochaine décennie, car elle se heurtera à des barrières physiques incontournables. Le transistor CMOS pourrait alors se voir remplacer en partie par de nouveaux concepts ’Beyond-CMOS’, aux rangs desquels figurent : la spintronique, l’électronique moléculaire, la nanoélectronique quantique et l’information quantique.

Du 3 au 7 décembre 2007, une délégation de cinq experts français s’est rendue aux Etats-Unis, à la fois sur la côte Est et dans la Silicon Valley, pour explorer les recherches portant sur ces concepts. Les multiples visites de laboratoires publics et privés, rencontres de chercheurs, et présentations scientifiques de qualité, ont permis de dresser un panorama assez complet des recherches les plus prometteuses aux Etats-Unis.

Les groupes de recherche rencontrés font preuve d’un dynamisme évident, et de financements conséquents, provenant à la fois des agences fédérales comme de consortiums privés. Ce sont ces modes de financement et ce panorama des recherches que présente ce rapport.

Au sommaire de ce document :

1. Introduction

2. Financement de la recherche post-CMOS
2.1. Les financements fédéraux
2.2. Les initiatives locales : financements régionaux
2.3. Le rôle des associations d’industriels

3. Le CMOS ultime
3.1. Défis de la microélectronique depuis le début des années 1990
3.2. Evolution des produits phares tirant le progrès technologique
3.3. Situation de la microélectronique américaine vis-à-vis de l’international
3.4. Recherches sur le CMOS ultime

4. La spintronique
4.1. Mémoires magnétiques MRAM
4.2. Les mémoires non volatiles concurrentes des MRAMS
4.3. Le système universitaire de nanofabrication

5. L’électronique moléculaire
5.1. Columbia University
5.2. Laboratoires de recherche IBM (Yorktown et Almaden)
5.3. LAboratoires HP (Palo Alto)

6. Nanoélectronique quantique et physique mésoscopique
6.1. Introduction
6.2. L’activité aux Etats-Unis
6.3. Conclusion

7. Information quantique
7.1. Introduction élémentaire au traitement quantique de l’information
7.2. Les qubits dans le diamant
7.3. Les qubits dans des boîtes quantiques semi-conductrices
7.4. Les qubits supraconducteurs
7.5. Conclusion sur les visites

8. Conclusion

9. Annexes
9.1. Programme des visites
9.2. Photographie de groupe
9.3. Biographie des participants
9.4. Tables des illustrations
 

Auteurs : OCHOA Daniel - DELEONIBUS Simon - DUJARDIN Erik - GLATTLI Christian - MAILLY Dominique - VION Denis

Publié le 10/03/2008 - 55 pages - pdf 2 Mo

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Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….