Le CEA-Leti a présenté le projet Resolve, destiné à la microélectronique, à plusieurs reprises ces derniers mois, notamment le 27 septembre dernier à Dresde (Allemagne) à l'occasion du G7 Semiconductor. A quoi correspond ce projet et à quel enjeu répond-il ?
Cet ambitieux projet Resolve, à l’initiative du CEA, a pour objectif d’améliorer d’un facteur 1000 l’efficacité énergétique des puces et des systèmes électroniques d’ici à 2032. En effet, le poids énergétique des systèmes d’information et de communication ne cesse de grossir, à cause de technologies de plus en plus gourmandes qui ne passent pas à l’échelle : si on remplace un moteur de recherche sur Internet par ChatGPT, les réseaux électriques de la planète ne le supporteraient pas. Par exemple, selon l’Agence internationale de l’énergie, les datacenters en Irlande vont s’accaparer 28% de la consommation électrique totale du pays en 2026.
Ce mur de la consommation énergétique se conjugue au mur économique – le coût énergétique grandit de même que le coût des composants pour l’IA – et au mur de la mémoire : celle-ci n’est plus assez rapide et les unités de calcul tournent à vide la plupart du temps. S’y ajoute le volet de la durabilité, qui est une préoccupation transversale. L’électronique exploitant beaucoup d’eau et de minerais rares et difficiles à extraire, il faut se soucier des ressources planétaires et trouver des matériaux alternatifs, par exemple au germanium, dont l’approvisionnement est sous tension.
Multiplier par 1000 l’efficacité énergétique paraît un défi énorme. Comment allez-vous vous y prendre ?
Nous allons innover à trois niveaux technologiques, chacun contribuant d’un facteur 10 environ : les technologies des semi-conducteurs ; les circuits et les architectures de puces en rupture avec l’existant ; les aspects systèmes, les algorithmes et les outils de conception électronique (EDA, ndlr). Si on travaillait sur un seul niveau, on ne pourrait pas endiguer le déluge de données qui se prépare.
Cet ensemble représente 15 technologies. On compte développer de nouveaux types de mémoire, le copackaging optique, des capteurs intelligents opérant en périphérie (edge), explorer de nouveaux paradigmes de calcul, comme le neuromorphique, le bio-inspiré et le quantique, ou encore trouver des alternatives aux architectures conventionnelles de Von Neumann, pour minimiser le déplacement des données entre unités de calcul et mémoire.
Quel rôle va jouer l’Europe ?
Nous avons présenté cette initiative à la Commission européenne en février et en juin dernier. Et nous le referons d’ici à la fin de l’année sous la forme d’un consortium. On souhaite apporter des idées de projets intéressantes pour le Chips Act 2, qui serviront à réviser le premier Chips Act. Le but est que l’impact industriel et économique en Europe soit le plus élevé possible.
Qui seront vos partenaires dans ce consortium ?
Des partenaires académiques, pour développer les 15 briques technologiques mentionnées, sont nécessaires. Mais il faut aussi un fort soutien de partenaires industriels pour adapter ces technologies à des marchés verticaux. Les besoins de Siemens, de Nokia, de ST Microelectronics ou d’Infineon ne sont pas les mêmes.
On va adopter un mode « lab2fab » : la R&D sera basée sur les spécifications fournies par les partenaires industriels. Petit à petit, en fonction de la maturité de ces technologies, les résultats seront transférés au tissu industriel pour que celui-ci se les approprie. On s’appuiera sur les lignes-pilotes financées en Europe, comme Fames (efficacité énergétique), NanoIC (nœuds techno à 2 nanomètres et moins), Apecs (intégration hétérogène), WBG (semi-conducteurs à large bande) ou encore PixEurope (photonique sur silicium).
Quels moyens le CEA-Leti va-t-il engager ?
Le projet Resolve impliquera de 300 à 400 personnes par an d’ici à 2032, ce qui représente un quart des effectifs du CEA-Leti. Nous travaillons déjà sur ces 15 thématiques et nous accélérerons dès que nous obtiendrons les financements du Chips Act 2. Normalement, un appel à projet sera lancé fin 2026 et les projets de recherche commenceront fin 2027 ou début 2028. Ceux-ci seront co-construits avec nos partenaires académiques comme industriels. Si on veut aller vite, on doit mutualiser les expertises, mobiliser les meilleurs centres de recherche technologique et anticiper les besoins industriels.
