Ferrofutures

Le projet Ferrofutures vise à positionner les dispositifs mémoires ferroélectriques dans les domaines applicatifs émergents à l’horizon de 2030.

Ferrofutures est financé par le plan d'investissement France 2030, dans le cadre du PEPR électronique.

Objectifs

L’Internet des objets (IoT) requiert le déploiement d’une intelligence artificielle (IA) de proximité, l’IAe, qui devra répondre aux exigences en termes de très faible consommation, de faible latence, de traitement temps réel, et de confidentialité. La technologie ferroélectrique possède un potentiel inégalé notamment en termes de consommation d’énergie permettant d’accéder à des fonctionnalités non-volatiles à un coût très bas et une efficacité surpassant celle des technologies concurrentes.

Sur la base des travaux pionniers sur la fabrication de mémoires ferroélectriques HZO (HfZrO2) bien plus respectueuses de l’environnement que ses prédécesseurs à base de plomb PZT (PbZrTiO3), le projet FerroFutures propose une approche de co-optimisation entre la technologie, le circuit et le système qui sera mise en œuvre selon deux axes :

• l’optimisation d’un composant ferroélectrique (FeMFET) à basse tension, avec une endurance supérieure à 1012 cycles, une lecture non destructive, et son intégration en circuits innovants pour le calcul embarqué à base de microcontrôleurs 
• la conception de circuits et d’architectures en rupture pour la réalisation d’un système de calcul (vectoriel) de type data logger haut débit (≥ 100Mo/s) sur la plateforme du CEA MAD200 dont le démonstrateur donnera lieu à une puce de test.

Impact

Les résultats scientifiques attendus se déclinent tout au long de la chaine de valeur de la nanoélectronique : au niveau composant, au niveau circuit et système. Au-delà de la stratégie classique de diffusion des résultats scientifiques, le consortium veillera à des actions de communications locales, nationales et internationales pour promouvoir la filière ferroélectrique à base d’hafnium, en insistant sur son faible impact environnemental comparativement à des technologies à base de plomb, mais aussi sur son efficacité énergétique remarquable pour l’électronique de demain.

Contribution d'amU

Aix Marseille Université participe au projet à travers l'implication de l’Institut Matériaux Microélectronique Nanoscience de Provence (IM2NP), une grande unité de recherche pluridisciplinaire d’environ 300 personnes située aux confluents de la physique, de la chimie et de la micro-électronique. Depuis sa création, l’IM2NP n’a cessé d’affirmer son rayonnement scientifique dans des sujets très variés allant des nanosciences aux matériaux avancés, jusqu’à l’électronique intégrée, aux circuits et systèmes.

Possédant un large spectre de compétences lui permettant de relier de nombreux aspects fondamentaux aux applications, avec un fort potentiel d’innovation que le laboratoire accompagne au travers de plusieurs plateformes technologiques et de la création de start-up, c’est aujourd’hui une unité de recherche solidement établie dans le paysage local, national et international, avec une identité propre et des spécificités, expertises et savoir-faire scientifiques forts, un laboratoire relevant de grands défis sociétaux auxquels nous sommes tous confrontés, ancré dans la société.