guillaume.prenat

Vendredi 26/03/2021 à 14h00 Guillaume Prenat (SPINTEC) soutiendra son HDR intitulée :

Conception de circuits hybrides CMOS/Magnétiques

Lieu : CEA Salle 334 – bâtiment 1005 (non ouverte au public) et en visioconférence: https://grenoble-inp.zoom.us/j/3741741553 Code secret : HDR2021

Résumé: Le travail de recherche présenté au cours de cette soutenance concerne la conception de circuits intégrés hybrides CMOS/Magnétiques. La spintronique est une discipline qui consiste à utiliser des dispositifs magnétiques pour la microélectronique, avec de nombreux avantages permettant de contribuer à repousser les barrières qui limitent actuellement la miniaturisation des circuits intégrés.

Après une introduction sur la spintronique et ses bénéfices dans l’évolution de la microélectronique d’aujourd’hui, nous présenterons deux axes de recherche principaux :

• L’adaptation du flot de conception de la microélectronique, du dispositif au système, pour y intégrer la technologie et les dispositifs spintroniques. Nous présenterons notamment le développement de modèles compacts de dispositifs magnétiques pour simulations électriques, le développement de Process Design Kits pour la technologie magnétique ainsi que l’intégration de fonctions élémentaires dans le flot de conception numérique.
• La conception de circuits innovants dont l’architecture tient compte des spécificités de la spintronique et des besoins des applications. Nous aborderons notamment la conception de cellules standards de type bascules, de matrices mémoires, de circuits reconfigurables de type FPGA ou de circuits logiques combinatoires combinant intrinsèquement les fonctions logiques et mémoire dans une approche « logique en mémoire ».
  Dans la dernière partie, nous proposerons un projet de recherche visant à poursuivre ces travaux, suivant trois directions principales : utilisation des nouvelles générations de dispositifs spintroniques, exploration de nouvelles architectures adaptées aux nouveaux paradigmes de calculs et standardisation du flot de conception suivant les standards industriels.

Abstract : The research work presented during this defense concerns the design of hybrid CMOS/Magnetic integrated circuits. Spintronics is a discipline that consists in using magnetic devices for microelectronics, with many advantages to help push back the barriers that currently limit the miniaturization of integrated circuits.
After an introduction about spintronics and its benefits in the evolution of microelectronics today, we will present two main research axes:

• The adaptation of the microelectronics design flow, from device to system, to integrate spintronic technology and devices. In particular, we will present the development of compact models of magnetic devices for electrical simulations, the development of Process Design Kits for magnetic technology as well as the integration of elementary functions in the digital design flow.
• The design of innovative circuits whose architecture takes into account the specificities of spintronics as well as the needs of applications. In particular, we will address the design of standard flip-flop cells, memory arrays, reconfigurable FPGA-type circuits or combinational logic circuits that intrinsically combine logic and memory functions in a “logic in memory” approach.
  In the last part, we will propose a research project aiming at continuing this work, following three main directions: use of new generations of spintronic devices, exploration of new architectures adapted to new computing paradigms and standardization of the design flow according to industrial standards.

Jury :
Madame Cristell Maneux, rapporteur
Monsieur Ian O’Connor, rapporteur
Monsieur Joo-Von Kim, rapporteur
Monsieur Lionel Torres, examinateur
Monsieur Skandar Basrour, examinateur
Monsieur Filippo Marinelli, invité