La simulation multiphysique, un atout pour les micro et nanotechnologies

Estimé à 500 milliards d’euros en 2025, le marché des micro et nanotechnologies est en plein essor. Pour surmonter les défis d’une miniaturisation toujours plus poussée, les ingénieurs peuvent compter sur la simulation multiphysique et sa démocratisation.

 

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La simulation multiphysique, un atout pour les micro et nanotechnologies
Déformation d’un micromiroir

Les micro et nanocomposants électroniques sont partout dans notre quotidien. On les trouve dans nos téléphones mobiles, nos ordinateurs, dans l’électronique grand public et les objets connectés, dans les dispositifs médicaux, et dans bien d’autres dispositifs que l’on ne soupçonne pas comme les capteurs intégrés des conduites d’eau et de gaz et les équipements de production, les distributeurs de billet, les moyens de transports... Ils sont essentiels dans le déploiement de la RFID, de l’IoT et bientôt de la 5G. Ces 20 dernières années, le marché mondial des micro et nanotechnologies n’a cessé de croître et avoisinera sans doute les 500 milliards d’euros en 2025. L’innovation est permanente et cette course mobilise des moyens de Recherche & Développement, de conception et de fabrication gigantesques. Les défis à relever sont nombreux et la simulation numérique est un atout indispensable.

Le défi de la taille

Les circuits intégrés (microprocesseurs, mémoires, microcontrôleurs, etc.) comprennent des milliers, voire des milliards de composants. La taille des pistes électriques approche désormais la dizaine de nanomètre. À cette échelle, la consommation électrique est drastiquement réduite et les performances des composants notablement augmentées. Les risques d’échauffement sont majeurs. Les points chauds risquent d’anéantir les composants lors de leur utilisation, ou tout simplement au cours de leur long processus de fabrication. Le défi est ensuite d’intégrer toutes les physiques pertinentes et leurs couplages, ce que l’on désigne par multiphysique. Il s’agit de comprendre comment la réduction de taille modifie les phénomènes physiques, que ce soit en acoustique, en thermique, en mécanique, en optique, en fluidique et bien d’autres encore.

Des simulations multiphysiques

La simulation multiphysique et multiéchelle est essentielle pour limiter le nombre de prototypes, de tests, et optimiser les performances des composants, ce qui permet notamment de réduire le temps de mise sur le marché et de réduire les coûts de conception. Par leur prise en compte directe de la multiphysique et leur flexibilité, des logiciels comme COMSOL Multiphysics® s’avèrent des outils indispensables. La flexibilité est nécessaire dans la définition des physiques en jeu, car nous sommes ici à la frontière des connaissances scientifiques. L’utilisateur doit donc pouvoir préciser ses propres équations dans le logiciel.

Démocratiser la simulation

Une limite toutefois : le nombre de spécialistes en simulation n’est jamais assez grand pour lancer tous les calculs souhaitables. Question : comment utiliser de façon optimale l’outil qu’est la simulation multiphysique ? La démocratisation de la simulation ne pourra se faire qu’en mettant la simulation multiphysique à la disposition des non spécialistes du calcul numérique. Cela passe par la création facilitée d’interfaces utilisateurs dédiées. Celles-ci leur permettront de tester par eux-mêmes différentes hypothèses de conception des composants et produits. Il devient alors aisé de valider plus rapidement tests et prototypes dans tous les services de l’entreprise grâce à la simulation multiphysique.

Simulation d’un signal acoustique à la sortie du haut-parleur d’un téléphone mobile.

Une journée témoignage sur les bénéfices de la simulation

Participez le 14 octobre 2021 à une journée en ligne, gratuite, consacrée aux usages et bénéfices de la simulation numérique multiphysique dans le domaine des micro et nanotechnologies organisée par l’éditeur de logiciels COMSOL.

Les objectifs de cette journée ? Permettre aux participants de mieux cerner les enjeux de la simulation à travers des témoignages utilisateurs de leaders industriels du secteur comme ST Microelectronics, SOITEC, Vishay et le CEA Leti, et de chercheurs comme ceux du CETHIL. Ces spécialistes et responsables R&D et Innovation exposeront leur point de vue sur l’importance de la simulation pour leurs applications et montreront comment la modélisation et la simulation contribuent à améliorer les procédés et les produits dans le domaine des micro et nanotechnologies.

Programme et inscription => cliquez ici

Contenu proposé par COMSOL

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