CPER Sophie STIC & Ondes

Présentation

Le projet interrégional SOPHIE STIC & Ondes fédère l’ensemble des acteurs de l’enseignement supérieur et de la recherche du Grand Ouest autour d’une même ambition scientifique et d’une stratégie collective partagée dans le domaine des couches physiques pour les STIC, y compris dans leurs déclinaisons « applications industrielles ».

Présentation détaillée (objectif, moyens, …)

Dans le cadre du CPER SPOHIE-STIC & Ondes, l'objectif pour IMT Atlantique est de développer ou de compléter ses plateformes technologiques, de caractérisations et d'expérimentations spécifiques pour le développement de systèmes dans le domaine des hyperfréquences avec la volonté de monter en fréquence vers le Térahertz. Dans le projet global du CPER, les différents investissements se retrouvent à travers les trois socles communs : 

• S-NUM
• PROTO-HF : L’objectif principal du socle commun PROTO-HF est de mettre à disposition un environnement de prototypage de haute qualité pour la fabrication de dispositifs hyperfréquences.
• CARONCHIP : Le socle CARONCHIP se positionne comme une plate-forme de mesure expérimentale essentielle au développement des systèmes intégrés dans les bandes millimétriques et submillimétriques (jusqu’au TéraHertz) avec des interconnexions possibles avec des systèmes optiques.

Socle S-num

Concernant le socle S-num, en électronique, la validation de nouveaux concepts théoriques passe nécessairement par la réalisation et le test de prototypes. Ils incluent des cartes avec des FPGA récents, les éléments pour les faire fonctionner (licences logicielles, ordinateurs pour effectuer la synthèse logique et la simulation) et effectuer des mesures classiques (oscilloscopes, générateurs de signaux).
Des éléments spécifiques concernent la fabrication de puces électroniques (circuits VLSI) et leurs tests, des bancs de tests de la consommation, la conception d’électronique en matériaux souples, l’achat et la fabrication de capteurs et enfin, la métrologie pour la mise au point de systèmes de communication radio.

Carte FPGA Bittware intégrée dans un serveur hôte.

Le socle S-num comprend des cartes FPGA essentielles pour nos activités de recherche dans les systèmes de communication et traitement haut-débit. Intégrant les toutes dernières générations de circuits reconfigurables, ces cartes ont permis de valider nos expérimentations au sein du projet Cominlabs SABRE et de 4 thèses (Franck Cornevaux-Juignet, André Lalevée, Erwan Libessart et Ghouthi Boukli Hacène) jusqu’à présent. Elles sont par ailleurs irremplaçables pour notre recherche contractuelle : ces cartes nous permettent de valider nos circuits avant livraison aux clients. Parmi les résultats indirects mais notables permis par la disponibilité de ces cartes, les travaux de thèse de Franck Cornevaux-Juignet ont été récompensés par un prix du meilleur poster lors de la conférence IEEE CNS 2017 à Las Vegas et ceux de Ghouthi Boukli Hacène par le prix 2020 de la thèse de l’Association française d’Intelligence Artificielle.

L’acquisition d’équipements « radio logicielle » ont permis de développer une plateforme de mesure 10MHz-6GHz utilisable pour de nombreuses activités de recherche et de la formation.

Module X310 intégré dans un système portatif

Cet équipement a été utilisé dans le cadre du projet ANR « Spatial modulation » et dans le développement d’un sondeur de canal 5G. La plateforme a été présentée lors de la conférence IEEE International Conférence on Communications.

Socle CARONCHIP

Le socle CARONCHIP se positionne comme une plate-forme de mesure expérimentale essentielle au développement des systèmes intégrés dans les bandes millimétriques et submillimétriques (jusqu’au TéraHertz) avec des interconnexions possibles avec des systèmes optiques. Cette plateforme apporte une complémentarité entière et ainsi propose un ensemble (IETR & Lab-STICC) de moyens et une expertise complète sur la caractérisation de systèmes antennaires. Ces équipements seront aussi utilisés pour l’étude des phénomènes de propagation.

Le CPER SPOHIE-STIC & Ondes a permis d’acquérir une station sous pointe permettant d’effectuer des mesures jusqu’à 300GHz ainsi que des analyseurs de réseau vectoriel pour la caractérisation de composants hyperfréquences et de matériaux.

Station sous-point

Banc quasi-optique pour la caractérisation de matériaux

Ce projet a également permis de développer un banc de mesure spécifique à partir d’un robot dédié à la caractérisation de dispositifs RF rayonnants intégrant des fonctionnalités de beamforming dans les bandes millimétriques.

Caractérisation d’un extender WIFI 60GHz (Projet FUI OPTIMISME)

Socle Proto-HF

L’objectif principal du socle commun PROTO-HF est de mettre à disposition un environnement de prototypage de haute qualité pour la fabrication de dispositifs hyperfréquences. Les principaux équipements achetés sont des machines de report de puces pour le montage des MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuits) et FLIPCHIP, une machine de sérigraphie pour le dépôt des motifs fins. Ces équipements serviront tous pour la fabrication de dispositifs millimétriques multicouche avec la technologie LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) dont IMT Atlantique est la seule à en posséder en France.

Ces principaux investissements ont permis de mettre à niveau la plateforme technologique LTCC et de pouvoir intégrer des puces dans des modules à fort niveau d’intégration dans les bandes de fréquences submillimétriques.

Technologie LTCC

Guide d’ondes à 250GHz

Antenne DRA 60GHz LTC

Montage de puces MMIC et flipchip

60GHz RF front-end

VCO 14GHz

Financeurs

               Région Bretagne               

   Conseil départemental du Finistère
              

               Institut Mines-Télécom               

Europe - Fonds FEDER
        

Brest Métropole

Résultats

Toutes les plateformes développées dans le cadre du projet CPER Sophie-Ondes sont opérationnelles et fortement utilisées dans le cadre des activités de recherche au sein d'IMT Atlantique. Elles sont exploitées dans plusieurs thèses et dans le cadre de projets collaboratifs tels que :

• Projet FUI  OptimiSME
• Projet Labex  M5HESTIA
• Projet Labex cominlabs SABRE
• Projet H2020 Eureka Eurostar D-WAVE
• Projet ANR Astrid CircKu
• Projet ANR Spatial modulation
• Projet Labex Cominlabs T3
• Projet H2020 Sensmat