Descrizione del progetto
Un sistema di calcolo ibrido basato su CMOS e onde di spin
Il rapido progresso compiuto nel campo dei dispositivi elettronici e in quello del calcolo sta costantemente incentivando una sempre maggiore riduzione delle dimensioni dei dispositivi. Ciononostante, la diffusione di questa tendenza è limitata dall’aumento della densità di potenza e del riscaldamento nei chip. È questo il motivo per cui si assiste al contempo a una spinta verso tecnologie di calcolo ad alte prestazioni e bassissima potenza, in grado di ottimizzare il rapporto tra queste due variabili. Alla luce di tali premesse, il progetto SPIDER, finanziato dall’UE, soddisferà questa esigenza mediante lo sviluppo di un nuovo sistema di calcolo ibrido basato su semiconduttori a metallo ossido complementari (CMOS, complementary metal-oxide-semiconductor) e onde di spin. Questa tecnologia è dotata delle potenzialità di ridurre il consumo di potenza e area nell’ambito della computazione e nei chip CMOS richiesti per il relativo funzionamento. SPIDER getterà le fondamenta per tecnologie a onde di spin migliorate e consentirà inoltre di realizzare sistemi di calcolo a potenza e area basse.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
HORIZON-CL4-2021-DIGITAL-EMERGING-01
Vedi altri progetti per questo bandoMeccanismo di finanziamento
HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsCoordinatore
3001 Leuven
Belgio