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Le d\u00e9fi pos\u00e9 par l’informatique quantique (QC) que ce projet cherche \u00e0 relever est le contr\u00f4le efficace des qubits qui ne fonctionneront qu’\u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques, typiquement autour de 4K, dans l’enceinte d’un cryostat. L’\u00e9lectronique de contr\u00f4le n\u00e9cessaire pour manipuler les qubits est souvent situ\u00e9e \u00e0 l’ext\u00e9rieur du cryostat et ne peut actuellement fonctionner qu’\u00e0 une temp\u00e9rature proche de la temp\u00e9rature ambiante. En effet, les puces en silicium ne sont sp\u00e9cifi\u00e9es que pour fonctionner de -40\u00b0C \u00e0 125\u00b0C (233\u00b0K \u00e0 398\u00b0K). La connexion des deux n\u00e9cessite un c\u00e2blage co\u00fbteux et volumineux, et la quantit\u00e9 de c\u00e2blage requise pour tous les qubits pr\u00e9sente un obstacle fondamental \u00e0 la mise \u00e0 l’\u00e9chelle QC en dehors de l’impact inh\u00e9rent sur la latence.<\/p>\n
Si l’informatique quantique veut atteindre son potentiel, il est essentiel d’augmenter le nombre de qubits. La seule solution est de co-localiser l’\u00e9lectronique de contr\u00f4le avec les qubits dans le cryostat. Cependant, \u00e9tant donn\u00e9 la plage de temp\u00e9rature restreinte des puces de silicium actuelles, ce n’est actuellement pas une option. L’objectif de ce projet est de comprendre et de mod\u00e9liser les changements de comportement des transistors \u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques, de produire une suite de mod\u00e8les de transistors requalifi\u00e9s, puis de les utiliser pour concevoir un portefeuille de CryoCMOS IP afin de faciliter le d\u00e9veloppement de puces personnalis\u00e9es pouvant s’interfacer directement avec les qubits \u00e0 l’int\u00e9rieur du cryostat \u00e0 des temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques.
\nL’un des param\u00e8tres cl\u00e9s des transistors affect\u00e9s par la chute des temp\u00e9ratures est la tension de seuil (Vt). Lorsque la temp\u00e9rature est abaiss\u00e9e, le Vt augmente consid\u00e9rablement, poussant la s\u00e9lection des transistors vers des variantes \u00e0 Vt bas et tr\u00e8s bas (LVt\/SLVt). Afin de faciliter davantage ce d\u00e9fi de conception, le n\u0153ud de processus GLOBALFOUNDRIES 22nm FDSOI (22FDX) a \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9 pour ce projet. FDSOI est un choix technologique id\u00e9al qui permet une conception cryog\u00e9nique optimale en permettant d’ajuster la tension de seuil en modifiant la polarisation inverse.
\n\u00ab\u00a0La cl\u00e9 pour obtenir des mod\u00e8les de transistors cryog\u00e9niques pr\u00e9cis \u00e9tait la s\u00e9lection d’un partenaire capable d’effectuer des mesures de transistors individuels. Nous avons choisi Incize car c’est l’une des rares soci\u00e9t\u00e9s commerciales sp\u00e9cialis\u00e9es dans les mesures pr\u00e9cises de transistors cryog\u00e9niques dans les conditions difficiles d’un cryostat. Vous ne pouvez pas simplement r\u00e9organiser les sondes sur puce \u00e0 volont\u00e9 dans un cryostat 4K. Nous sommes vraiment satisfaits de la qualit\u00e9 des donn\u00e9es de mesure que nous avons re\u00e7ues d’Incize.\u00a0\u00bb d\u00e9clare Paul Wells, PDG de SureCore, soci\u00e9t\u00e9 qui utilise cette technologie pour d\u00e9velopper une IP de base cl\u00e9 pour la conception d’ASIC de cryo-contr\u00f4le utilisable dans l’espace informatique quantique.
\nMostafa Emam, PDG d’Incize, a d\u00e9clar\u00e9 : \u00ab Ce fut un plaisir de travailler avec sureCore et SemiWise sur ce projet pour fournir nos services de caract\u00e9risation pour les temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques. Incize propose une large gamme de services d’activation technologique, y compris la caract\u00e9risation et la mod\u00e9lisation pour une large gamme d’applications et l’optimisation des processus de fabrication vers des dispositifs \u00e0 semi-conducteurs hautes performances.\u00a0\u00bb.<\/p>\n
Les donn\u00e9es de mesure ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es par SemiWise pour d\u00e9velopper de nouveaux mod\u00e8les de transistors, y compris des transistors typiques-typiques (TT) ainsi que des coins (lent-lent, SS et rapide-rapide, FF) qui permettront une conception de circuit fiable pour une utilisation \u00e0 4K et 77K. Le professeur Asen Asenov, PDG de SemiWise explique : \u00ab Le CMOS standard se caract\u00e9rise par les param\u00e8tres de performance habituels de -40\u00b0C \u00e0 +125\u00b0C. Ainsi, ramener le CMOS standard \u00e0 4K ou -270 \u00b0 C est une \u00e9tape majeure vers un nouveau territoire o\u00f9 les caract\u00e9ristiques de fonctionnement des transistors changent consid\u00e9rablement. Une combinaison de donn\u00e9es de mesure et de simulation est utilis\u00e9e par SemiWise pour recentrer les mod\u00e8les SPICE de transistor de fonderie pour les temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques afin que le n\u0153ud 22FDX puisse \u00eatre utilis\u00e9 pour une conception de circuit cryog\u00e9nique fiable. La technologie de recentrage SemiWise brevet\u00e9e permet le d\u00e9veloppement de mod\u00e8les de transistors typiques et d’angle ainsi que de mod\u00e8les statistiques de discordance, tous essentiels au processus de conception de SRAM. Sur la base de ces mod\u00e8les de transistors cryog\u00e9niques recentr\u00e9s, SureCore exploite son expertise en mati\u00e8re de conception basse consommation pour d\u00e9velopper une suite d’IP de base \u00e0 puissance optimis\u00e9e comprenant des cellules standard, SRAM, ROM et des fichiers de registre. La faible consommation d’\u00e9nergie est un crit\u00e8re de conception essentiel pour l’espace QC, car la consommation d’\u00e9nergie se traduit par des effets de chauffage ind\u00e9sirables qui imposent des charges de refroidissement suppl\u00e9mentaires au cryostat.\u00a0\u00bb.
\nInnovate UK a accord\u00e9 une subvention de 6,5 millions de livres sterling au consortium CryoCMOS. Ce projet contribuera \u00e0 mettre la cryo-IP \u00e0 la disposition de toutes les entreprises britanniques de contr\u00f4le qualit\u00e9 afin qu’elles soient acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es dans la course pour fournir des solutions de contr\u00f4le qualit\u00e9 et permettre au Royaume-Uni d’\u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un centre d’excellence pour le contr\u00f4le qualit\u00e9. En formant une \u00e9quipe de leaders britanniques cl\u00e9s dans le domaine du CQ, le projet esp\u00e8re pouvoir obtenir des r\u00e9sultats en moins de trois ans au lieu des nombreuses ann\u00e9es qu’il faudrait pour travailler en tant qu’individus.<\/p>\n
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SureCore, le sp\u00e9cialiste de la m\u00e9moire embarqu\u00e9e ultrabasse consommation, est l’innovateur basse consommation qui permet \u00e0 la communaut\u00e9 de conception de circuits int\u00e9gr\u00e9s de respecter des budgets d’alimentation agressifs gr\u00e2ce \u00e0 un portefeuille de services de conception de m\u00e9moire ultrabasse consommation et de produits IP standard. Les m\u00e9thodologies d’ing\u00e9nierie basse consommation et les flux de conception de SureCore r\u00e9pondent aux besoins de m\u00e9moire les plus exigeants avec un portefeuille complet de produits et de services de conception qui cr\u00e9ent une diff\u00e9renciation claire sur le march\u00e9 pour les clients. La gamme de produits basse consommation de la soci\u00e9t\u00e9 comprend une gamme de SRAM IP proches du seuil, \u00e9prouv\u00e9es en silicium et ind\u00e9pendantes des processus.<\/p>\n
www.sure-core.com<\/a><\/p>\n <\/p>\n Incize est une centrale de caract\u00e9risation et de mod\u00e9lisation des mat\u00e9riaux et dispositifs semi-conducteurs. Les services offerts par Incize couvrent un large \u00e9ventail de technologies telles que le silicium, le III-V, le pi\u00e9zo, les di\u00e9lectriques et les mat\u00e9riaux 2D. Incize prend en charge les clients pour les signaux analogiques\/mixtes et RF, l’informatique quantique, les applications basse et haute puissance. Incize est fier de servir les clients des fabricants de plaquettes, des entreprises sans usine et des fonderies. Les services de caract\u00e9risation et de mod\u00e9lisation fournis par Incize sont bas\u00e9s sur plus d’une d\u00e9cennie de R&D avanc\u00e9e pour fournir la plus haute pr\u00e9cision et l’activation de la technologie de pointe.<\/p>\n www.incize.com<\/a><\/p>\n <\/p>\n SemiWise d\u00e9veloppe une IP innovante au niveau des transistors CMOS basse consommation qui am\u00e9liore les performances et la variabilit\u00e9, et r\u00e9duit consid\u00e9rablement la consommation d’\u00e9nergie. SemiWise propose \u00e9galement des services de simulation et de conseil \u00e0 l’industrie des semi-conducteurs, y compris les acteurs du fabless, de l’IEDM et de la fonderie. Le PDG de SemiWise, le professeur Asenov a \u00e9t\u00e9 le fondateur de Gold Standard Simulations (GSS), une start-up de l’Universit\u00e9 de Glasgow qui a d\u00e9velopp\u00e9 en 2010 la premi\u00e8re cha\u00eene d’outils Design-Technology Co Optimization (DTCO) bas\u00e9e sur TCAD. Apr\u00e8s l’acquisition de GSS par Synopsys en 2016, la technologie TCAD-to-Spice d\u00e9velopp\u00e9e \u00e0 l’origine par GSS fait d\u00e9sormais partie de l’offre Synopsys TCAD dans le flux dit TCAD-to-Spice et continue d’\u00eatre d\u00e9velopp\u00e9e par la division R&D de Synopsys \u00e0 Glasgow.<\/p>\n www.synopsys.com\/silicon\/tcad.html<\/a><\/p>\nIncize<\/h3>\n
SemiWise<\/h3>\n