Le LIST et Intel Corporation annoncent une collaboration pour faire progresser l'électronique à ultra-basse consommation

Cofinancé par le FNR, le projet vise à réduire de 90% la consommation d'énergie des appareils électroniques.

Le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) et Intel Corporation ont uni leurs forces dans le cadre d'un projet de recherche qui vise à transformer le domaine de l'électronique à ultra-basse consommation (ou électronique à niveau de consommation d'énergie ultra-faible) avec pour objectif à long terme d'atteindre une réduction de 90% de la consommation d'énergie. Pour y parvenir, le projet, intitulé SWITCHON, étudiera l'utilisation de matériaux ferroélectriques dans les dispositifs électroniques de la prochaine génération.

Réagir au besoin pressant de réduire la consommation d'énergie

La consommation d'énergie des applications d'intelligence artificielle (IA) devrait atteindre la totalité de la production mondiale d'énergie d'ici 2040. « En réponse à ce problème pressant, SWITCHON se concentrera sur le développement d'une IA et d'une électronique durables, en s'alignant sur la priorité sociétale de réduction de la consommation d'énergie », explique le professeur Jorge Íñiguez-González, chercheur principal en R&T au LIST et chef de projet.

Les matériaux étudiés ici appartiennent à une catégorie connue sous le nom de ferroélectriques - un type de composés qui présentent une polarisation électrique spontanée. Ils possèdent un dipôle électrique permanent qui peut être réorienté en introduisant une tension externe. Cette propriété permet de construire des transistors à effet de champ efficaces, qui sont fondamentaux pour l'électronique moderne. Notre défi consiste à comprendre et à optimiser ce « contrôle de la tension » afin d'améliorer les performances des matériaux », ajoute-t-il. Le nom du projet, SWITCHON, reflète d'ailleurs cette volonté de comprendre le contrôle de la tension dans les matériaux ferroélectriques. Il s'agit d'une analogie avec la « mise en marche » de ces matériaux, ou la manipulation de leurs dipôles électriques, par l'application d'une tension.

« SWITCHON s'appuiera sur des méthodes de simulation quantique avancées qui nous permettront d'étudier des modèles informatiques réalistes de nanomatériaux ferroélectriques et de comprendre ainsi - à un niveau atomistique - les principaux facteurs qui contrôlent (et peuvent nous permettre d'améliorer) les performances du matériau dans les dispositifs électroniques réels », explique le professeur Íñiguez-González. « Les méthodes de simulation quantique, telles que développées et appliquées par les chercheurs du LIST, sont un outil essentiel dans la recherche moderne en nanosciences et nanotechnologies, car elles offrent des perspectives qui ne peuvent pas être atteintes expérimentalement à l'heure actuelle. »

Une collaboration à fort impact

L'implication d'Intel dans le projet découle de son intérêt pour la réduction de 90 % de la consommation globale d'énergie des appareils électroniques. « Intel produit un nombre stupéfiant de 10 milliards de transistors par seconde. Une augmentation de 90 % de l'efficacité énergétique du fonctionnement des transistors pourrait entraîner une réduction substantielle de la consommation mondiale d'énergie », ajoute M. Íñiguez-González.
« Compte tenu de ce potentiel d'économie d'énergie, l'impact qui en résulterait pourrait être très important ».

SWITCHON mènera donc des recherches avec un objectif technologique clair, jetant les bases de futures percées technologiques. L'objectif final est d'améliorer les performances et de réduire la consommation d'énergie, conformément à l'engagement d'Intel en matière de durabilité et d'efficacité.

Dirigé par le professeur Íñiguez-González du LIST et le docteur Raseong Kim d'Intel, SWITCHON durera trois ans. Le projet est cofinancé par Intel, le LIST et le FNR (Fonds national de la recherche luxembourgeoise) dans le cadre du programme BRIDGES, qui soutient les collaborations industrielles entre les institutions publiques de recherche au Luxembourg et les entreprises nationales ou internationales.

Dr Bianca Rita Pistillo, Lead Business Development Officer du LIST, a déclaré : « Les technologies de l'information économes et durables jouent un rôle crucial dans le développement continu d'une société numérique. Ces défis doivent être relevés grâce à des concepts informatiques innovants qui reposent sur le contrôle des propriétés des matériaux à l'aide de signaux électroniques à très faible consommation d'énergie. Nous sommes heureux de voir des entreprises mondiales telles qu'Intel apporter leur expertise pour soutenir de tels efforts de recherche au Luxembourg. »

« La réduction significative des exigences actuelles en matière de consommation d'énergie est essentielle pour amener l'IA partout et poursuivre la progression de la loi de Moore », déclare Sanjay Natarajan, vice-président senior d'Intel et directeur général de la recherche technologique. « Ce projet de recherche collaboratif cofinancé par le FNR et Intel et dirigé par le professeur Íñiguez-González contribuera à ouvrir la voie à un matériel informatique au-delà du CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor) super économe en énergie et basé sur des dispositifs à faible tension de commutation. »