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Caractérisation à basse température de mémoires émergentes pour co-optimisation CMOS et/ou pour des applications de calcul dans les mémoires

Défi technologique : Data intelligence dont Intelligence Artificielle (en savoir +)

Département : Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire : Laboratoire de Caractérisation et Test Electrique

Date de début : 01-10-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0574

Contact : niccolo.castellani@cea.fr

Récemment il a été prouvé dans la littérature scientifique que l'utilisation des technologies CMOS à température cryogéniques augmente leur vitesse opérationnelle. Leur utilisation dans l'aérospatiale mais aussi dans les secteurs des serveurs à haute performance, le quantum computing et les data centers est envisagée. En parallèle, plusieurs technologies de mémoires dites « émergentes » sont apparues comme possible remplaçantes des mémoires Flash. Elles possèdent une meilleure rapidité de programmation/lecture, une endurance supérieure et une excellente compatibilité avec le process de fabrication CMOS. Cependant l'augmentation de température dégrade ces composants et leurs performances. Dans ce contexte, l'étude de ces mémoires émergentes à température cryogénique doit être adressée pour analyser le gain de performances et de fiabilités dans ces conditions d'utilisation. Différentes futures applications pour le calcul pourraient être concernées, notamment l'in-memory computing et l'intelligence artificielle qui proposent de dépasser la limite de Von Neumann en intégrant simultanément le calcul dans la mémoire. Le sujet de cette thèse est avant-gardiste : la littérature actuelle est peu développée surtout d'un point de vue de fiabilité statistique. Le LETI est déjà bien positionné avec plusieurs composants mémoires embarquant différentes technologies émergentes. L'étudiant devra comparer les performances des différentes technologies disponibles et optimiser l'instrumentation du banc de mesure. Il poursuivra avec une analyse poussée sur la fiabilité de la technologie sélectionnée pour les basses températures. Le sujet de recherche proposé allie compréhension physique théorique des dispositifs mais a aussi pour but de développer une utilisation technologique des mémoires émergentes à températures cryogéniques.

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