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Ruée sur les mémoires magnétiques

Séverine Fontainesfontaine@industrie-technologies.com

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Ruée sur les mémoires magnétiques

L’alliance de la microélectronique et du magnétisme, ou spintronique, s’avère prometteuse. Les géants du secteur s’intéressent notamment aux mémoires magnétiques.

Les industriels de la microélectronique se lancent dans la course aux mémoires magnétiques. Samsung a annoncé dès octobre 2017 que sa production de mémoires magnétiques (MRAM) utilisant la technologie de transfert de spin (STT) débuterait fin 2018. Objectif : réaliser des puces mémoires de faible capacité pour les microcontrôleurs, dispositifs et appareils mobiles qui utilisent actuellement la mémoire flash. D’autres acteurs majeurs de la microélectronique l’ont suivi, comme TSMC, GlobalFoundries, Micron ou encore Qualcomm. En France, STMicroelectronics, qui avait fait le choix d’une autre technologie de stockage alternative, la mémoire à changement de phase, envisage également désormais d’explorer les promesses de la spintronique, qui marie électronique et magnétisme. « Nous allons très probablement collaborer avec eux, dans un futur proche, autour de l’enregistrement magnétique et de l’intégration dans les microcontrôleurs », espère Bernard Dieny, le directeur scientifique de Spintec, l’un des laboratoires français spécialisés dans la spintronique.

Il faut dire que les STT-MRAM ont de quoi séduire. Ces mémoires ont la particularité d’utiliser le moment magnétique de l’électron (le spin) au lieu de la charge. Elles n’ont donc pas besoin d’une alimentation électrique continue pour conserver l’information, utilisent peu d’énergie lorsqu’elles fonctionnent… et pas du tout à l’arrêt. Ce qui les rend attractives pour les applications ultra-basse consommation, comme les objets connectés.

Ceux-ci représentent justement un véritable casse-tête pour le secteur. Non seulement ils occasionnent une explosion des données stockées, mais leurs concepteurs, comme ceux de nombreux autres produits électroniques grand public, multiplient les exigences : la lecture et l’écriture doivent être rapides, le dispositif doit consommer peu, être intégrable sur une puce et son coût de production doit être modéré. Disques durs, clés USB, mémoires flash, RAM… Les formes de stockage ont beau être multiples, elles peinent à relever ce défi multifactoriel, d’autant plus que la loi de Moore, qui prédisait le doublement des capacités des puces tous les deux ans, tend à s’essouffler.

IBM, pionnier des applications en spintronique

La spintronique constitue donc une piste à ne pas négliger. Apparue à la fin des années 1980, elle a donné lieu à ses premières applications dès 1989, lorsqu’une équipe dirigée par Virgile Speriosa, chercheur chez IBM, a mis au point des têtes de lecture reposant sur le phénomène tout juste découvert de magnétorésistance géante. Celui-ci permet de comparer le spin d’un électron à l’orientation du champ magnétique du matériau dans lequel il se déplace. Ultrasensibles aux champs magnétiques, ces têtes ont permis de réduire la dimension des bits magnétiques, augmentant ainsi significativement la densité des mémoires des disques. « à l’époque de ces recherches, j’étais chez IBM, se remémore Bernard Dieny, sourire aux lèvres. J’ai contribué à mettre au point les capteurs à base de vanne de spin intégrés dans les têtes de lecture des disques durs. » La commercialisation du premier disque dur d’IBM a débuté en 1998. « En quittant IBM en 1992, j’ai continué à travailler sur les phénomènes de spintronique. J’ai développé des liens avec le CEA Leti pour trouver des applications avec la spintronique. Il y avait alors un véritable fossé entre la recherche et les applications. » C’est de cette réflexion qu’est né l’un des trois principaux laboratoires français travaillant sur la discipline : Spintec, à Grenoble. Les[…]

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