Développement de FPGA spintronique non volatil pour applications spatiales

En microélectronique, on peut distinguer deux types de circuits intégrés. Les ASIC (Application Specific Integrated Circuit) dédié à une seule application et les FPGA (Field Programmable Gate Array) dédiés à l'électronique numérique, sur lequel nous nous concentrons pour cette thèse. Le principal avantage des FPGA est qu'ils sont reprogrammables. Ces circuits sont composés de plusieurs cellules logiques élémentaires, interconnectées entre elles via un système d'interconnexions programmable. Un FPGA est ainsi principalement composé d'éléments mémoire pour programmer les fonctionnalités du circuit, les rendant particulièrement sensibles aux rayonnements, puisqu'un défaut survenant dans la mémoire modifie le fonctionnement du FPGA de façon permanente. Les FPGA traditionnels sont basés sur des mémoires SRAM ou Flash. Le but de cette thèse est d'évaluer l'utilisation de la MRAM, avec les technologies STT (Spin Transfer Torque) et SOT (Spin Orbit Torque) qui sont aujourd'hui 2 technologies très prometteuses pour des applications de mémoires dense et/ou rapide, comme mémoire de configuration et d'interconnexion pour les FPGA et notamment comme moyen d'améliorer/simplifier la mise en œuvre des techniques de durcissement standards pour les applications spatiales tout en réduisant le coût grâce à sa densité. L'intégration de MRAM dans des FPGAs durci a été étudié sur la technologie MRAM TAS (Thermally Assisted Switching) qui aujourd'hui n'est plus du tout utilisée pour des applications de type mémoire. Le travail consistera à insérer des composants magnétiques dit jonction tunnel magnétique, à plusieurs niveau et d'en évaluer l'intérêt. Pour cela, plusieurs outils de simulation seront utilisés afin d'injecter des particules présentes dans l'espace à différents endroits du circuits et comparer les résultats avec une version classique. Ainsi, il sera possible de mesurer l'efficacité d'un tel durcissement à base de technologie magnétique.