Trois chercheurs de l’UNS récompensés du prestigieux Jack Kilby Award

Des chercheurs de l'UNS travaillent sur les réseaux sans fil à haut débit de demain . Associés à une équipe de chercheurs de l'Université de Berkeley, Cyril Luxey, Diane Titz et Fabien Ferrero ont reçu le pretigieux Award Jack Kilby décerné dans le cadre de la conférence de référence dans le domaine de la Microélectronique.
Trois chercheurs de l’UNS récompensés du prestigieux Jack Kilby Award

Fabien Ferrero, Cyril Luxey, Diane Titz

Cyril Luxey est Professeur des Universités, enseignant à l'IUT en Réseau et Télécom et chercheur, co-directeur de l'URE EPOC (Electronique pour Objets Connectés). Fabien Ferrero, est Maitre de conférence, enseignant à Polytech, chercheur au LEAT et futur directeur-adjoint du Crémant.

Diane Titz est docteur, professeur agrégée en sciences physique au Lycée Jules Ferry Cannes. Ils ont tous trois été récompensés par le prestigieux Jack Kilby Award of the IEEE Solid-State Circuits Society pour leur collaboration à l’article «"A Digitally Modulated mm-Wave Cartesian Beamforming Transmitter with Quadrature Spatial Combining"

 

C’est l’Université de Berkeley qui est à l’origine du projet. Les réseaux actuels de communications sans fils fonctionnent sur des fréquences variant de 900 MHz à 5GHz. Les débits de données sont limités et les besoins exponentiels des utilisateurs entrainent une saturation des réseaux qui est inéluctable. De nombreux travaux de recherche s’intéressent donc à la mise en œuvre de solutions pour augmenter ces débits de données. Au sein de l’équipe EpOC, on explore une bande de fréquences qui se situe aux alentours de 60 GHz. Cette partie du spectre électromagnétique est très intéressante pour tous les acteurs industriels du domaine car elle est libre d’accès : cela veut dire que les opérateurs n’auront pas à payer de droit d’entrée pour pouvoir utiliser ces fréquences comme cela avait été le cas pour la 3G et la 4G.  Inconvénient : comme il s’agit de très hautes fréquences, ces ondes électromagnétiques subissent de très fortes atténuations lorsqu’elles se propagent et elles ne sont donc pas utilisable pour les télécommunications mobiles en extérieur mais seulement en intérieur comme c’est le cas pour le Wifi. Cette bande de fréquence permet cependant de faire le dernier lien entre la « box » et les appareils connectés (smartphones, tablettes, PC, caméras, appareils photos, TV, périphériques d’ordinateurs etc…). Cette bande de fréquence est ainsi très intéressante car très large en terme de spectre et elle permet donc des débits de données entre dix et cinquante fois supérieurs à la 4G.

 

Les recherches se sont dans un premier temps axés sur la conception des circuits micro-électroniques. Nous sommes aujourd’hui à maturité avec des technologies CMOS accessibles à des tarifs très compétitifs mais la consommation reste encore problématique. La deuxième étape a consisté à concevoir des systèmes complets. Mais la partie antennaire est complexe car à 60 GHz, la longueur d’onde est de 5mm. Sachant que la taille d’une antenne est approximativement de l’ordre de grandeur d’une longueur d’onde, elle doit donc avoir une taille comprise entre 1 et 5mm. Ces antennes sont aujourd’hui fabricables mais difficilement à faible coût. C’est la Société ST Microelectronics qui a réussi la première à mettre au point un package (module) économiquement accessible.

 

Le Package (Module) mis au point par ST Microelectronics

 

La collaboration sur ce projet de recherche touche trois entités : l’UNS d’une part, la société ST Microelectronics d’autre part et l’Université de Berkeley qui a travaillé sur le circuit microélectronique. Les chercheurs de Berkeley arrivaient avec une idée qui a permis de réduire considérablement la consommation de tels circuits. La particularité de ces circuits est de générer deux signaux différents dits I et Q qui doivent être combinés. Cette combinaison est très consommatrice en énergie et elle est de plus très pénalisante en termes de diaphonie (signaux parasites). Ce problème étant quasiment insoluble au niveau des circuits, l’équipe de Berkeley a eu l’idée géniale de déporter cette combinaison de signaux au niveau antennaire minimisant ainsi de façon considérable la consommation d’énergie.

 

L’Université de Berkeley a sollicité pour ce projet les chercheurs de l’Université Nice Sophia Antipolis pour optimiser le module complet et pour faire la démonstration de leur idée. L’UNS dispose de compétences en circuits et en antennes mais surtout en mesures. Ils étaient ici capables de caractériser leurs antennes grâce au banc de mesure 3D d’antennes millimétriques[1] co-detenu par CIM-PACA/UNS/Orange/Agilent  et installé à la Turbie dans le cadre du CREMANT[2]. Le système complet conçu est à ce jour le transceiver CMOS WiGig à formation de faisceau rayonné le plus efficace au monde à 60 GHz.

 

Le Jack Kilby Award est un award prestigieux obtenu à ISSCC[3], la meilleure conférence du domaine de la Microélectronique (3000 participants) avec un taux d'acceptation de papiers très bas (20%).

 



[1] Le banc de mesure 3D d’antennes millimétriques alimentées sous pointes est décrit en détail sur ce site : http://users.polytech.unice.fr/~ferrero/Banc3D/

[2] Le CREMANT est le Centre de REcherche Mutualisé sur les ANTennes. Il s’agit d’un Laboratoire commun entre l'Université Nice Sophia Antipolis, le CNRS et Orange Labs La Turbie, un centre de R&D de France Télécom-Orange

[3] http://isscc.org/ Depuis l'invention du transistor en 1947, il y a eu un intérêt croissant pour concevoir des circuits intégrés. En 1954, la première conférence sur les "circuits à transistors" fut créée. Depuis, les circuits à transistors ont évolués vers les circuits intégrés et cette technologie a changé le monde comme aucune autre technologie ne l'avait fait auparavant. ISSCC est une conférence qui existe depuis plus de 60 ans. ISSCC est le forum mondial de référence dans ce domaine ou les meilleures innovations en termes de circuits intégrés sont présentées. De nombreuses sous-thématiques telles que les microprocesseurs; les transceivers, les capteurs, les mémoires, les convertisseurs, les afficheurs, les imageurs y sont notamment abordées. Les industriels majeurs du domaine profitent notamment de cette conférence pour présenter leur meilleures innovations en termes de recherche et développement.