Antaios développe une technologie de mémoire disruptive, le SOT (Spin Orbit Transfer), afin de réduire la consommation énergétique des processeurs

Face à l’urgence climatique, de nombreuses réponses apparaissent, valorisant les bienfaits de l’IoT et des Smartgrid. Toutefois, le numérique, qui a pris une place inédite dans nos vies, a lui aussi une empreinte écologique, générant une consommation électrique accrue. On estime aujourd’hui que le stockage de données représentera 1/5ème de la consommation mondiale d’énergie d’ici à 2025. Réduire la consommation énergétique est donc devenu un enjeu majeur pour les industriels de la micro-électronique. Dans cette optique, la startup deeptech du Tarmac, Antaios, développe une technologie de mémoire disruptive SOT-MRAM, non volatile et peu énergivore, qui pourrait remplacer progressivement les mémoires Flash et SRAM, notamment dans les systèmes embarqués et les processeurs.

Jean-Pierre Nozières, physicien et entrepreneur spécialisé dans le développement de technologies relevant de la spintronique

Incubée au Tarmac à Montbonnot-St-Martin, Antaios est une jeune start-up cofondée en 2017 par Jean-Pierre Nozières, expert en spintronique (une technique qui exploite la propriété quantique du spin des électrons dans le but de stocker des informations) dont les recherches portent sur les mémoires magnétiques (MRAM) et Jean-Pascal Bost, ex CEO d’Evaderis. Antaios développe une nouvelle génération de mémoire qui devrait devenir une alternative à fort potentiel par ses caractéristiques.

Les technologies de mémoires non volatiles magnétiques prennent enfin leur essor

En développement depuis les années 1990, la mémoire MRAM (Magnetic Random Access Memory) non volatile de type magnétique, n’a jusqu’à présent jamais été commercialisée à grande échelle. Pour l’heure, elle ne parvient pas à concurrencer les SRAM (mémoire statique, apparues dans les années 60), DRAM (mémoire dynamique) et Flash (un modèle de mémoire effaçable électriquement et à écriture rapide, développé dans les années 80). Si les technologies se sont miniaturisées, le marché de la mémoire a connu peu d’innovation de rupture sur les dernières décennies.

Or, leur remplacement devient un enjeu phare pour l’industrie microélectronique, qui doit faire face à des demandes de miniaturisation extrême, de réduction des amplitudes, des durées des courants d’écriture et de lecture des données. IBM, Toshiba, Samsung, Sony… Les industriels de la microélectronique se sont lancés, depuis la fin 2018, dans la course aux mémoires magnétiques (MRAM), utilisant la technologie STT (Spin-Transfer Torque), notamment pour remplacer la Flash dont le coût devient prohibitif à 28 nanomètres et en dessous.

La SOT MRAM est 3 à 5 fois plus petite que la STT MRAM

La STT-MRAM est en effet capable de fonctionner à grande vitesse et consomme très peu d’énergie, car elle conserve les données même lorsque l’alimentation est coupée. Grâce à ces caractéristiques, elle devient de plus en plus populaire en tant que technologie de nouvelle génération pour des applications telles que les objets connectés.

Si la STT MRAM semble bien placée pour remplacer les mémoires Flash sur les marchés de l’IoT et de l’automobile, qui nécessitent de l’endurance (durabilité), il reste néanmoins des opportunités à saisir pour remplacer la SRAM. Ainsi on peut utiliser une technologie unique, le SOT (Spin-Orbit Torque), pour remplacer la SRAM et la Flash. Avec une vitesse 10 fois supérieure à celle des STT MRAM et une endurance infinie, la SOT MRAM est à ce jour la seule technologie permettant le remplacement des mémoires caches SRAM. Avec une taille de cellule 2 fois plus petite que celle d’une mémoire SRAM, on peut s’attendre à des tailles de puce [et donc à des coûts] au moins deux fois inférieures dans les puces contenant de grandes quantités de mémoire SRAM. Enfin, grâce à la non-volatilité et à la capacité d’offrir une durée de conservation supérieure à 10 ans sans compromettre les performances, les puces basées sur SOT éliminent la problématique des courants de fuites de la mémoire vive statique, tout en garantissant la sécurité des données.

Une technologie prometteuse combinant endurance, densité, facilité d’incrémentation et non-volatilité

Cette approche du couple spin-orbite (SOT) surmonte en effet les limites actuelles des mémoires en séparant les chemins de lecture et d’écriture. Bien que novatrices dans leurs principes sous-jacents, les mémoires SOT reposent sur des technologies de base (matériaux, processus) similaires à celles de la STT MRAM, en cours de déploiement dans les principales fonderies et IDM.

Très prometteuse, la technologie Antaios combine très haute vitesse, endurance, densité, facilité d’incrémentation et non-volatilité, c’est-à-dire la capacité de préserver les données lorsque l’appareil est mis hors tension. Actuellement, Antaios concède sa technologie sous licence aux fabricants de puces à semi-conducteurs, les aidant ainsi à résoudre le problème crucial de l’explosion des demandes d’énergie pour l’informatique avancée, des PC aux serveurs, en passant par les smartphones, les tablettes et autres appareils mobiles.

Avec sa technologie SOT MRAM, Antaios vise les marchés du Mobile qui recherche en particulier l’efficacité énergétique, du Stockage avec sa capacité de faire du Edge Computing, de l’Intelligence Artificielle qui nécessite des mémoires à accès rapide, et des serveurs HPC (High Performance Computing) avec des exigences de puissance massive pour les calculs.