Projektbeschreibung
Hybrider komplementärer Spinwellen-Metalloxid-Halbleiter für Rechensysteme
Die rasante Entwicklung von elektronischen Geräten und Computern führt dazu, dass immer kleinere Geräte benötigt werden. Die Verbreitung dieses Trends wird jedoch durch die erhöhte Leistungsdichte und die Erwärmung der Chips begrenzt. Aus diesem Grund werden zudem Technologien für Hochleistungsrechner mit extrem niedrigem Stromverbrauch gefördert, die das Verhältnis zwischen Leistung und Energieverbrauch optimieren. In diesem Zusammenhang wird das EU-finanzierte Projekt SPIDER diesen Bedarf durch die Entwicklung eines neuartigen hybriden Spinwellen- und komplementären Metalloxid-Halbleiter-Rechnersystems decken. Diese Technologie birgt das Potenzial, den Strom- und Flächenverbrauch bei der Datenverarbeitung sowie die für ihren Betrieb erforderlichen komplementären Metalloxid-Halbleiter-Chips zu reduzieren. Sie wird die Grundlage für verbesserte Spinwellen-Technologien bilden und außerdem für eine strom- und flächensparende Datenverarbeitung sorgen.
Ziel
In the future, the miniaturisation of electronic devices– epitomised by Moore’s law – will be progressively limited by increasing power densities and the associated chip heating. Moreover, autonomous microelectronic applications, for example for the Internet of Things, demand high performance at ultralow power. Therefore, much research has recently focused on disruptive computing technologies that limit power consumption and optimise performance per circuit area. Spin wave computing is a disruptive spintronic technology that uses the interference of spin waves for computation and has considerable potential for power and area reduction per computing throughput. Despite much recent progress in the realisation of spin wave logic gates, no concept for a complete computing system exists today that is based only on spin waves. Thus, to advance from devices to systems, spin wave devices need to be complemented by CMOS in a hybrid spin wave–CMOS system. Using an interdisciplinary approach joining partners with expertise in materials science, physics, device manufacturing, electrical engineering, circuit design, and packaging, SPIDER targets the demonstration of a complete operational hybrid spin wave–CMOS computing system. To date, complex spin wave circuits are yet to be realised. SPIDER targets to fill this gap by developing spin wave logic circuits based on majority gates. To embed these circuits into a CMOS environment, SPIDER will design mixed signal CMOS chips that can drive spin wave circuits and read out computation results. The spin wave and CMOS chips will then be combined on an interposer to obtain the final hybrid system. This work will pave the way towards viable spin wave chips and provide a first benchmark of spin wave computing at the system level. Based on the results, SPIDER will then develop a roadmap to advance spin wave technology to compete with CMOS in technology nodes below 1 nm.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-CL4-2021-DIGITAL-EMERGING-01
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
3001 Leuven
Belgien