Publié le 26/06/2019  Dans : Actualités technologiques  Vu 186 fois

Des puces hautes performances pour l'industrie

Des puces hautes performances pour l'industrie

La technologie photonique joue un rôle important dans les économies européenne et mondiale en stimulant l’innovation dans des secteurs comme les TIC, la médecine, l’énergie, l’armée, la fabrication, l’agriculture et l’espace. À mesure que son utilisation se répand, trouver des moyens de produire en masse des dispositifs photoniques à faible coût devient plus important. Cela implique de fusionner la technologie avec des procédés de production normalisés compatibles avec les technologies de circuits intégrés électroniques de pointe. En d’autres termes, combiner des fonctionnalités photoniques et électroniques dans une puce.

Le problème réside dans des dimensions incompatibles. Alors que la mesure des puces électroniques est de l’ordre du nanomètre, celle des puces photoniques est de l’ordre du micro voire du millimètre. Le projet PLASMOfab, financé par l’UE, a relevé – et surmonté – ce défi grâce à la technologie plasmonique. Dix partenaires industriels et instituts universitaires et de recherche ont combiné leur savoir-faire et leur expertise des circuits intégrés photoniques (PIC) et de l’optoélectronique pour créer une puce plasmo-photonique. À présent achevé avec succès, le projet a permis la fabrication en série de ces composants hautes performances.

Les travaux de l’équipe PLASMOfab ont permis de faire de grands progrès dans la technologie utilisée dans les communications de données optiques et la biodétection pour les applications sur le lieu d’intervention. L’équipe a élaboré une plasmonique compatible avec la technologie CMOS (semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire) déjà utilisée en électronique et a utilisé cette technologie pour consolider les PIC avancés avec des circuits intégrés électroniques en production de masse. Des procédés CMOS standardisés ont été utilisés pour fusionner des métaux compatibles CMOS comme l’aluminium, le nitrure de titane et le cuivre, ainsi que des structures photoniques avec des composants électroniques.

Principales réalisations

Une réalisation majeure du projet a été le développement d’un nouvel émetteur plasmonique ultra-compact. L’appareil a une empreinte au sol de 90 x 5,5 µm² et transmet 0,8 TBit/s (800 Gbit/s) via 4 émetteurs individuels à 0,2 TBit/s. L’équipe du projet a également démontré qu’il était possible d’obtenir de faibles pertes de propagation en utilisant des guides d’onde plasmoniques en aluminium compatibles CMOS avec de la photonique en nitrure de silicium intégrée. Leurs résultats ont été publiés dans la revue «Scientific Reports».

«L’objectif principal de PLASMOfab consistait à répondre aux besoins sans cesse croissants en matière de production de masse de PIC haute complexité de petite taille à faible consommation d’énergie et hautes performances», a déclaré le coordinateur du projet, le professeur assistant Nikos Pleros de l’Université Aristote de Thessalonique, en Grèce, dans un communiqué de presse diffusé sur le site web de «Synopsys». «Nous y sommes parvenus en développant une plate-forme de fabrication révolutionnaire, mais compatible CMOS pour co-intégrer parfaitement la plasmonique active aux composants photoniques et électroniques».

Les partenaires prévoient que développer plus avant cette technologie permettra de démontrer les avantages marqués des systèmes plasmoniques compatibles CMOS lorsqu’ils sont appliqués aux PIC. «Lorsque le meilleur des trois mondes plasmonique, photonique et électronique se rejoindra sur une unique plate-forme d’intégration, des PIC offrant des performances et des fonctionnalités sans précédent seront réalisés, ciblant un large éventail d’applications et de besoins industriels tout en répondant aux exigences de production de masse», a expliqué le Dr Dimitris Tsiokos de l’Université Aristote, chercheur principal du projet.

PLASMOfab (une plate-forme générique compatible CMOS pour des PIC avec plasmonique/photonique/électronique co-intégrées pour la production de masse de dispositifs photoniques de petite taille à basse énergie et hautes performances) s’est achevé en décembre 2018. Ses recherches ont abouti au lancement de deux nouvelles sociétés dont les objectifs consisteront à commercialiser ces nouvelles technologies.

>> Pour aller plus loin (en anglais) : http://www.plasmofab.eu/