{"id":120417,"date":"2013-06-05T13:04:50","date_gmt":"2013-06-05T16:04:50","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=120417"},"modified":"2013-06-06T12:22:38","modified_gmt":"2013-06-06T15:22:38","slug":"memoires-du-futur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/memoires-du-futur\/","title":{"rendered":"M\u00e9moires du futur"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9 en novembre 2008<\/em><\/p>\n

\"Galettes

EDUARDO CESAR<\/span>Galettes de silicium, semi-conducteur \u00e0 la base de la puce de m\u00e9moireEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Une m\u00e9moire \u00e9lectronique qui conserve l\u2019information m\u00eame quand elle n\u2019est pas branch\u00e9e \u00e0 une source d\u2019\u00e9nergie, utilis\u00e9e sur des cartes \u00e0 puces intelligentes (smart cards), des tickets de transport public, des t\u00e9l\u00e9phones portables, la TV num\u00e9rique et les transactions bancaires, sera produite dans une nouvelle usine qui sera construite \u00e0 partir de 2009 dans la ville de S\u00e3o Carlos (\u00e9tat de S\u00e3o Paulo). La pr\u00e9sence dans la r\u00e9gion du Centre Multidisciplinaire pour le D\u00e9veloppement de Mat\u00e9riaux C\u00e9ramiques \u2013 un des Centres de Recherche, Innovation et Diffusion (Cepid) de la FAPESP, qui travaille en collaboration avec l\u2019Universit\u00e9 d\u2019\u00e9tat de S\u00e3o Paulo (Unesp) d\u2019Araraquara et de l\u2019Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de S\u00e3o Carlos (UFSCar) \u2013, a \u00e9t\u00e9 d\u00e9cisive dans le choix de la ville qui recevra l\u2019usine de semi-conducteurs ferro\u00e9lectriques. Partenaire du projet, le centre sur les mat\u00e9riaux c\u00e9ramiques a d\u00e9j\u00e0 form\u00e9 25 docteurs et 17 titulaires d\u2019un master en mat\u00e9riaux ferro\u00e9lectriques depuis 2000, date de la cr\u00e9ation de ce Cepid. Plusieurs de ces professionnels ou \u00e9tudiants en fin de formation pourront travailler dans l\u2019usine br\u00e9silienne.<\/p>\n

Au d\u00e9part, la m\u00e9moire \u00e0 acc\u00e8s al\u00e9atoire ferro\u00e9lectrique (FRAM), \u00e9galement connue sous le nom de m\u00e9moire non-volatile, sera produite au moyen d\u2019une technologie d\u00e9velopp\u00e9e par l\u2019entreprise nord-am\u00e9ricaine Symetrix, cr\u00e9\u00e9e aux \u00c9tats-Unis il y a 18 ans par le Br\u00e9silien Carlos Paz de Ara\u00fajo, professeur d\u2019ing\u00e9nierie \u00e9lectrique \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 du Colorado. Le centre participera \u00e9galement de mani\u00e8re active au d\u00e9veloppement de nouvelles m\u00e9moires ferro\u00e9lectriques et de nouveaux mat\u00e9riaux. Jos\u00e9 Arana Varela, physicien, professeur de l\u2019Institut de Chimie d\u2019Araraquara, recteur adjoint en charge de la recherche de l\u2019Unesp et responsable du secteur innovation du Cepid, observe : \u00ab Nous allons orienter la recherche appliqu\u00e9e vers de nouveaux mat\u00e9riaux ferro\u00e9lectriques, sans pour autant laisser de c\u00f4t\u00e9 la recherche de base \u00bb.<\/p>\n

D\u00e9velopp\u00e9 par le centre sur les c\u00e9ramiques selon une nouvelle m\u00e9thode, assez simple et bon march\u00e9, un film mince ferro\u00e9lectrique \u2013 constitu\u00e9 de couches tr\u00e8s fines de mat\u00e9riau semi-conducteur \u2013 a de grandes chances d\u2019\u00eatre choisi pour \u00eatre utilis\u00e9 post\u00e9rieurement dans les puces de m\u00e9moire fabriqu\u00e9es dans l\u2019usine de S\u00e3o Carlos. \u00ab Nous avons r\u00e9ussi \u00e0 obtenir de nouveaux mat\u00e9riaux dot\u00e9s d\u2019une capacit\u00e9 de stockage 250 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle des m\u00e9moires conventionnelles \u00bb, d\u00e9clare le chimiste Elson Longo, \u00e9galement directeur g\u00e9n\u00e9ral du Centre Multidisciplinaire pour le D\u00e9veloppement de Mat\u00e9riaux C\u00e9ramiques (CMDMC). Ces nouveaux mat\u00e9riaux sont produits \u00e0 partir d\u2019une solution organique obtenue par le m\u00e9lange d\u2019acides citriques pr\u00e9sents dans des fruits tels que l\u2019orange et le citron (cf. Recherche FAPESP n\u00ba 52) et de baryum, plomb et titane. Varela explique que \u00ab le compos\u00e9 est chauff\u00e9 dans un four simple \u00e0 300\u00baC afin d\u2019en extraire certains \u00e9l\u00e9ments organiques comme le carbone \u00bb. Puis on proc\u00e8de \u00e0 la cristallisation du mat\u00e9riau dans un micro-onde domestique pour obtenir un film mince de titanate de baryum et de plomb. Et Varela de poursuivre : \u00ab Au d\u00e9but, nous allons utiliser le proc\u00e9d\u00e9 de l\u2019entreprise nord-am\u00e9ricaine. Plus tard, nous pourrons travailler avec d\u2019autres mat\u00e9riaux que ceux d\u00e9j\u00e0 d\u00e9velopp\u00e9s pour fabriquer des films (couches tr\u00e8s fines de mat\u00e9riau semi-conducteur) moins \u00e9pais \u00bb. Plus le film est mince, plus l\u2019int\u00e9gration dans le syst\u00e8me semi-conducteur sera grande et moins le co\u00fbt final sera \u00e9lev\u00e9. Compar\u00e9s aux c\u00e9ramiques magn\u00e9tiques utilis\u00e9es pour la m\u00e9moire, les films minces ferro\u00e9lectriques utilis\u00e9s dans la pr\u00e9paration des dispositifs \u00e9lectroniques ont l\u2019avantage d\u2019\u00eatre plus petits, moins lourds, plus rapides en termes d\u2019\u00e9criture et de lecture et ne requi\u00e8rent qu\u2019un faible voltage.<\/p>\n

Les mat\u00e9riaux ferro\u00e9lectriques permettent de construire des m\u00e9moires \u00e9lectroniques qui n\u2019ont besoin d\u2019aucune \u00e9nergie pour fonctionner. D\u2019apr\u00e8s Longo, \u00ab la capacit\u00e9 de stockage des informations est li\u00e9e \u00e0 la disposition de ses atomes \u00bb. Chaque cellule de m\u00e9moire consiste en un unique transistor d\u2019acc\u00e8s branch\u00e9 \u00e0 un condensateur ferro\u00e9lectrique, un dispositif qui stocke l\u2019\u00e9nergie dans un champ \u00e9lectrique. Le transistor agit comme un interrupteur, permettant au circuit de contr\u00f4le de lire ou d\u2019\u00e9crire les signaux 0 et 1 du syst\u00e8me binaire qui seront stock\u00e9s dans le condensateur. Le principe utilis\u00e9 est le m\u00eame que celui des semi-conducteurs magn\u00e9tiques des cartes de cr\u00e9dit ordinaires et des tickets de transport. \u00ab La diff\u00e9rence, signale Longo, c\u2019est que les cartes magn\u00e9tiques ont besoin d\u2019\u00eatre plac\u00e9es devant un lecteur pour transmettre l\u2019information, tandis que les cartes ferro\u00e9lectriques peuvent \u00eatre lues jusqu\u2019\u00e0 six m\u00e8tres de distance \u00bb. La lecture est faite par radiofr\u00e9quence. D\u2019une taille et d\u2019une \u00e9paisseur d\u2019environ deux millim\u00e8tres carr\u00e9s, la puce n\u2019est pas apparente. Int\u00e9gr\u00e9e dans les cartes ou les t\u00e9l\u00e9phones portables par exemple, elle poss\u00e8de un syst\u00e8me de protection contre le piratage.<\/p>\n

\"La

EDUARDO CESAR <\/span>La puce de m\u00e9moire ferro\u00e9lectrique peut \u00eatre lue jusqu\u00b4\u00e0 six m\u00e8tres de distanceEDUARDO CESAR <\/span><\/p><\/div>\n

Au Japon, o\u00f9 la technologie d\u00e9velopp\u00e9e par Ara\u00fajo et son \u00e9quipe a \u00e9t\u00e9 brevet\u00e9e par l\u2019entreprise Panasonic, elle est utilis\u00e9e sur les cartes de m\u00e9tro, de train et sur les permis de conduire. Il est aussi possible de payer ses achats via le t\u00e9l\u00e9phone portable, sans recourir aux cartes de cr\u00e9dit. Au Br\u00e9sil, d\u00e8s l\u2019annonce de l\u2019installation de l\u2019usine de nombreuses entreprises ont fait part de leur int\u00e9r\u00eat pour la technologie. Elles veulent remplacer les cartes magn\u00e9tiques par les ferro\u00e9lectriques dans diverses applications. Selon Varela, \u00ab une grande banque br\u00e9silienne, qui ne souhaite pas importer la technologie pour des raisons de s\u00e9curit\u00e9, nous a contact\u00e9s pour produire des cartes \u00bb. Varela pr\u00e9f\u00e8re ne pas citer le nom de l\u2019institution financi\u00e8re, car les n\u00e9gociations sont encore en cours. Pour le secteur automobile par exemple, un syst\u00e8me anti-collision brevet\u00e9 par Symetrix sera d\u00e9velopp\u00e9. \u00ab Avec cette m\u00e9moire, il est possible d\u2019installer un syst\u00e8me de s\u00e9curit\u00e9 sur la voiture avec des capteurs infrarouges, qui fonctionneront comme des cam\u00e9ras de vision nocturne pour d\u00e9tecter la pr\u00e9sence de personnes, d\u2019animaux ou de voitures \u00e0 l\u2019arr\u00eat, \u00e0 une distance de 100 \u00e0 200 m\u00e8tres devant le v\u00e9hicule \u00bb.<\/p>\n

Contr\u00f4le int\u00e9gr\u00e9<\/strong>
\nDans les supermarch\u00e9s, l\u2019utilisation de la m\u00e9moire ferro\u00e9lectrique \u00e0 la place des codes-barres permettra un contr\u00f4le int\u00e9gr\u00e9 des produits. Des informations telles que la date de validit\u00e9 du produit, le nom du fabricant, le prix, le stock et la quantit\u00e9 achet\u00e9e seront plac\u00e9es sur un dispositif de la taille d\u2019une pointe d\u2019aiguille. \u00ab Ce n\u2019est pas seulement un code-barres, mais une m\u00e9moire intelligente \u00bb, observe Longo. \u00ab Chaque \u00e9tiquette dot\u00e9e d\u2019une puce co\u00fbtera moins de 0,01 r\u00e9ais \u00bb, ajoute pour sa part Varela. L\u2019acheteur saura \u00e0 l\u2019avance combien il a d\u00e9pens\u00e9 en passant \u00e0 une distance de trois ou quatre m\u00e8tres d\u2019un panneau. S\u2019il d\u00e9cide de conclure l\u2019achat, le d\u00e9bit sera fait sur la carte de cr\u00e9dit situ\u00e9e dans sa poche. D\u2019apr\u00e8s Varela, \u00ab alors qu\u2019une carte magn\u00e9tique (comme les cartes de cr\u00e9dit) dure de quatre \u00e0 cinq ans, la carte ferro\u00e9lectrique peut \u00eatre utilis\u00e9e jusqu\u2019\u00e0 un trillion de fois au niveau des fonctions de lecture et d\u2019\u00e9criture magn\u00e9tique (la fa\u00e7on dont les informations sont enregistr\u00e9es sur la m\u00e9moire ferro\u00e9lectrique), ce qui \u00e9quivaut \u00e0 une dur\u00e9e de vie utile moyenne de 2 000 ans \u00bb. La dur\u00e9e de vie utile des cartes magn\u00e9tiques est notamment plus faible \u00e0 cause de la n\u00e9cessit\u00e9 du contact direct avec le lecteur.<\/p>\n

Les chercheurs du groupe qui a cr\u00e9\u00e9 le CMDMC ont commenc\u00e9 \u00e0 \u00e9tudier les mat\u00e9riaux ferro\u00e9lectriques en 1992. Les r\u00e9sultats obtenus ont donn\u00e9 lieu \u00e0 la publication de 112 articles scientifiques dans des revues br\u00e9siliennes et internationales. \u00ab Nous avons commenc\u00e9 les recherches \u00e0 la m\u00eame \u00e9poque que Carlos Ara\u00fajo \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 du Colorado \u00bb, observe Longo. \u00ab Nous avons depuis travaill\u00e9 sur les m\u00eames compos\u00e9s, mais de son c\u00f4t\u00e9 il a brevet\u00e9 le proc\u00e9d\u00e9 mis au point par son \u00e9quipe et a cr\u00e9\u00e9 une entreprise \u00bb. Professeur d\u2019ing\u00e9nierie \u00e9lectrique, Ara\u00fajo a cr\u00e9\u00e9 l\u2019entreprise Symetrix avec les ressources du Small Business Innovation Research (SBIR), un programme nord-am\u00e9ricain de soutien aux petites entreprises innovatrices. C\u2019est ce programme qui a inspir\u00e9 la mise en place du programme de recherche Innovation Technologique dans les Petites et Micro-entreprises (PIPE) de la FAPESP. Aujourd\u2019hui, l\u2019entreprise poss\u00e8de plus de 200 brevets internationaux.<\/p>\n

Le partenariat avec les chercheurs br\u00e9siliens a d\u00e9but\u00e9 lors d\u2019un congr\u00e8s sur les mat\u00e9riaux semi-conducteurs ferro\u00e9lectriques qui s\u2019est tenu au Portugal \u00e0 la fin de l\u2019ann\u00e9e 2006. \u00c0 cette occasion, Ara\u00fajo a fait part \u00e0 Varela de son souhait de se rendre au Br\u00e9sil pour parler de son exp\u00e9rience. Peu de temps apr\u00e8s, les chercheurs du centre de c\u00e9ramiques ont organis\u00e9 un symposium \u00e0 Natal, dans l\u2019\u00e9tat du Rio Grande do Norte \u2013 ville o\u00f9 est n\u00e9 Ara\u00fajo et o\u00f9 il a pass\u00e9 ses dix-sept premi\u00e8res ann\u00e9es, avant de partir aux \u00c9tats-Unis \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1960 dans le cadre d\u2019un programme d\u2019\u00e9change \u00e9tudiant. \u00ab C\u2019est \u00e0 partir de la rencontre au Portugal qu\u2019est n\u00e9e l\u2019id\u00e9e de faire venir une usine de semi-conducteurs ferro\u00e9lectriques au Br\u00e9sil \u00bb, raconte Longo. En plus de l\u2019\u00e9tat de S\u00e3o Paulo, les \u00e9tats du Pernambuco et de Rio de Janeiro avaient pos\u00e9 leur candidature. Finalement c\u2019est S\u00e3o Carlos qui a \u00e9t\u00e9 choisi en raison des r\u00e9sultats obtenus par le groupe de Longo et de Varela apr\u00e8s plusieurs ann\u00e9es de recherche. Symetrix, qui poss\u00e8de des brevets au Japon, en Cor\u00e9e du Sud, en Europe et aux \u00c9tats-Unis, a \u00e9tabli au Br\u00e9sil un partenariat commercial avec le groupe br\u00e9silien Emcalso-Damba, un conglom\u00e9rat d\u2019entreprises de construction lourde et de projets immobiliers existant depuis plus de 40 ans et intervenant dans plusieurs secteurs. D\u2019apr\u00e8s Longo, \u00ab le consortium international viabilise la production pour le march\u00e9 interne et l\u2019exportation \u00bb. L\u2019entreprise d\u2019Ara\u00fajo poss\u00e8de trois secteurs : Symetrix Devices, pour le d\u00e9veloppement des syst\u00e8mes et des m\u00e9moires ; Symetrix Systems, pour les cartes et les \u00e9tiquettes intelligentes ; Symetrix Development, pour la recherche, le d\u00e9veloppement et l\u2019innovation, ainsi que l\u2019agr\u00e9ment des technologies de l\u2019entreprise.<\/p>\n

Projet allemand
\n<\/strong>Le Br\u00e9sil importe chaque ann\u00e9e pr\u00e8s de 100 millions de dollars en puces, mais aucune d\u2019entre elles avec une m\u00e9moire ferro\u00e9lectrique. La participation br\u00e9silienne repr\u00e9sente environ 2 % du march\u00e9 mondial, soit l\u2019\u00e9quivalent de 52 millions de dollars. Les objectifs du consortium sont dans un premier temps de r\u00e9pondre \u00e0 toute la demande du march\u00e9 interne. La technologie de l\u2019entreprise Symetrix est en comp\u00e9tition avec d\u2019autres types de m\u00e9moire non-volatiles telle que la m\u00e9moire Flash, surtout utilis\u00e9e dans des cartes de m\u00e9moires pour appareils photos, cl\u00e9s USB, lecteurs MP3 et t\u00e9l\u00e9phones portables. L\u2019investissement initial pour l\u2019installation de l\u2019usine \u2013 qui d\u00e9butera en 2009 pour s\u2019achever en 2011 \u2013 est de 250 millions de dollars. Actuellement, les associ\u00e9s sont en train de structurer le plan d\u2019affaires. \u00ab Vu que la taille de l\u2019usine est d\u00e9j\u00e0 d\u00e9finie, une entreprise allemande a \u00e9t\u00e9 engag\u00e9e pour s\u2019occuper du projet \u00bb, signale Varela. La fabrication des puces \u00e0 m\u00e9moire ferro\u00e9lectrique demande un environnement tr\u00e8s propre et des professionnels capables de d\u00e9poser les films minces. \u00ab Nous avons un personnel qualifi\u00e9 en mati\u00e8re de d\u00e9p\u00f4t chimique et de traitement thermique n\u00e9cessaires pour la fabrication des puces \u00bb.<\/p>\n

Les films minces peuvent \u00eatre faits aussi bien par d\u00e9p\u00f4t physique que chimique. La technologie brevet\u00e9e par Symetrix pour le Japon et qui sera employ\u00e9e dans la production de S\u00e3o Carlos utilise un proc\u00e9d\u00e9 chimique moins cher car il peut \u00eatre utilis\u00e9 sur de grands volumes de mat\u00e9riau. Varela explique que \u00ab la solution chimique est d\u00e9pos\u00e9e goutte apr\u00e8s goutte sur des galettes de silicium, le semi-conducteur \u00e0 la base de la puce de m\u00e9moire. La taille du film d\u00e9pend de la viscosit\u00e9 de la goutte \u00bb. Plusieurs types de films aux propri\u00e9t\u00e9s isolantes, ferro\u00e9lectriques et conductrices, responsables de la fonctionnalit\u00e9 du dispositif, sont d\u00e9pos\u00e9s sur les galettes de silicium, ou wafers. \u00ab Pour chaque type d\u2019utilisation est cr\u00e9\u00e9e une architecture sur mesure du mat\u00e9riau \u00bb, observe Longo. La communication entre les mat\u00e9riaux composant la puce de m\u00e9moire est simultan\u00e9e \u00bb. Et Longo de compl\u00e9ter : \u00ab Plus la conductivit\u00e9 du mat\u00e9riau est grande, plus la r\u00e9ponse est rapide \u00bb.<\/p>\n

Le Projet<\/strong> M\u00e9moires ferro\u00e9lectriques Modalit\u00e9<\/strong> Centres de Recherche, Innovation et Diffusion (Cepid) Coordonnateur<\/strong> Elson Longo \u2013 Centre Multidisciplinaire pour le D\u00e9veloppement de Mat\u00e9riaux C\u00e9ramiques Investissement <\/strong>1 200 000, 00 r\u00e9ais par an pour tout le CMDMC (FAPESP)<\/p>\n

Articles scientifiques<\/em>
\n1. Costa, C.E.F. et alii. Influence of strontium concentration on the structural, morphological, and electrical properties of lead zirconate titanate thin films. Applied Physics A: Materials Science & Processing.<\/strong> v. 79, n. 3, pp. 593-597, ao\u00fbt 2004.
\n2. Sim\u00f5es, A.Z. et alii. Electromechanical properties of calcium bismuth titanate films: A potential candidate for lead-free thin-film piezoelectrics. Applied Physics Letters (publication on-line).<\/strong> 17 f\u00e9v. 2006.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"M\u00e9moires du futur","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1194],"tags":[],"coauthors":[115],"class_list":["post-120417","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-technologie"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/120417","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=120417"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/120417\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=120417"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=120417"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=120417"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=120417"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}