Description du projet
Systèmes multifonctions à très faible consommation d’énergie combinant la technologie des semi-conducteurs et la technologie magnétique
Le nombre de dispositifs électroniques portables dotés de circuits de plus en plus complexes et connectés à Internet est en augmentation. La réduction de la consommation d’énergie est un objectif clé de la microélectronique, au même titre que l’augmentation de la largeur de bande de communication et la diminution des coûts de traitement et d’emballage. La mémoire magnétique à accès aléatoire à couple de transfert de spin (STT-MRAM) est une nouvelle technologie de mémoire à l’état solide (non volatile) qui est plus rapide, moins coûteuse et moins énergivore que les solutions existantes. Axé sur la STT-MRAM, le projet MAGICAL, financé par le Conseil européen de la recherche, prévoit de réaliser des avancées révolutionnaires dans le domaine des systèmes multifonctions à très faible consommation d’énergie en intégrant la technologie conventionnelle des semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire à la technologie magnétique. MAGICAL résoudra les problèmes en suspens liés au développement des mémoires STT-MRAM sub-20 nm, en démontrant leur utilisation fonctionnelle et en renforçant la coopération entre les communautés des technologies magnétiques et de la microélectronique.
Objectif
Spin Transfer Torque Magnetic memories (STT-MRAM) are receiving a growing R&D effort within the microelectronic industry aiming at the replacement of DRAM or SRAM at sub-20nm nodes.
MAGICAL seeks to significantly innovate through groundbreaking advances in ultra-low power multifunctional systems based on hybrid CMOS/magnetic technology. With the development of portable electronics and of the Internet of Things (IOT), more and more functions must be embedded on chips: logic/memory, sensing, communication, etc. The current hurdles with today's technology are power consumption, communication bandwidth, processing/ packaging costs. MAGICAL will demonstrate that these limitations can be largely overcome through hybrid CMOS/magnetic technology.
The project will follow three main goals:
- Firstly, we will strengthen the STT-MRAM technology by investigating two novel ideas aiming at solving two remaining difficulties in sub-20nm STT-MRAM development: the nanostructuration of magnetic tunnel junctions and the long-term data retention. This will open the path to high density (>Gbit) STT-MRAM.
-Secondly, we will demonstrate that Digital, analog (3D magnetic field sensing for orientation sensor), RF communication functions can be realized with the same baseline technology as the one developed for STT-MRAM. As a result, these three types of functions can be homogeneously integrated in a single chip, a major improvement compared to conventional heterogeneous integration. The prime benefits expected from MAGICAL are: ultralow power thanks to MRAM non volatility and on-chip computation capability, greatly improved communication functionalities (cloud as well as intrachip communication), reduced process/packaging costs.
-Thirdly, through various actions, MAGICAL will aim at narrowing the cultural gap that still exists between magnetism and microelectronics communities.
The project could definitely help the European microelectronic systems industry improve its leadership position.
Champ scientifique
- natural sciencescomputer and information sciencesinternetinternet of things
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringautomotive engineering
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensors
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsmicroelectronics
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
75015 PARIS 15
France