Des scientifiques dévoilent des puces FD-SOI à très faible consommation qui améliorent l'efficacité des dispositifs d'IA

Electronique et capteurs INSIDER

Le professeur Massimo Alioto, directeur du laboratoire commun FD-fAbrICS, s'est adressé aux participants de l'industrie et de la communauté de la recherche pour partager les derniers développements des technologies FD-SOI lors d'une vitrine industrielle organisée le 3 mai. (Image :laboratoire commun FD-fAbrICS)

Des chercheurs de NUS, en collaboration avec leurs partenaires industriels Soitec et NXP Semiconductors, ont démontré une nouvelle classe de systèmes au silicium qui promet d'améliorer l'efficacité énergétique des appareils connectés à l'IA à pas de géant. Ces avancées technologiques feront progresser considérablement les capacités de l'industrie des semi-conducteurs à Singapour et au-delà.

Cette innovation a été démontrée dans la technologie silicium sur isolant entièrement appauvri (FD-SOI) et peut être appliquée à la conception et à la fabrication de composants semi-conducteurs avancés pour les applications d’IA. La nouvelle technologie de puce a le potentiel de prolonger la durée de vie de la batterie des appareils portables et des objets intelligents d'un facteur 10, de prendre en charge des charges de travail informatiques intenses pour une utilisation dans les applications de l'Internet des objets et de réduire de moitié la consommation d'énergie associée aux communications sans fil avec le cloud.

La nouvelle suite de technologies de puces révolutionnaires sera promue par le biais du Consortium industriel FD-SOI et IoT afin d'accélérer l'adoption par l'industrie en abaissant la barrière de conception à l'entrée dans les puces FD-SOI. Un atelier industriel intitulé « Systèmes FD-SOI économes en énergie de nouvelle génération » a eu lieu le 3 mai 2024 pour permettre aux participants de l'industrie et de la communauté de recherche de partager et de discuter des derniers développements des technologies FD-SOI et de présenter les nouvelles capacités avec des démonstrations de pointe.

"Les appareils IoT fonctionnent souvent avec un budget énergétique très limité et nécessitent donc une puissance moyenne extrêmement faible pour effectuer efficacement des tâches régulières telles que la surveillance des signaux physiques. Dans le même temps, des performances de pointe élevées sont requises pour traiter les événements de signal occasionnels avec des algorithmes d'IA intensifs en calcul. Notre recherche nous permet de manière unique de réduire simultanément la puissance moyenne et d'améliorer les performances de pointe", a déclaré le professeur Massimo Alioto, du département de génie électrique et informatique du NUS College of Design and Engineering et directeur du FD-fAbrICS (FD-SOI). Laboratoire commun Always-on Intelligent &Connected Systems), où la nouvelle suite de technologies a été conçue.

"Les applications sont très variées et incluent les villes intelligentes, les bâtiments intelligents, l'Industrie 4.0, les appareils portables et la logistique intelligente. Les améliorations énergétiques remarquables obtenues dans le programme FD-fAbrICS changent la donne dans le domaine des appareils d'IA alimentés par batterie, car elles nous permettent à terme de déplacer l'intelligence du cloud conventionnel vers des appareils miniaturisés intelligents", a déclaré le professeur Alioto, qui dirige également le groupe Green IC (www.green-ic.org) au Département de génie électrique et informatique.

Les recherches menées par le laboratoire commun NUS FD-fAbrICS ont montré que leur technologie de puce FD-SOI peut être déployée à grande échelle avec une productivité améliorée en matière de conception et d'intégration de systèmes pour réduire les coûts, accélérer la portée du marché et permettre une adoption rapide par l'industrie.

"Cette innovation a le potentiel d'accélérer la mise sur le marché pour les acteurs clés de l'écosystème des semi-conducteurs de Singapour", a déclaré le professeur Alioto. "Nous espérons faciliter l'adoption et le déploiement de nos technologies de conception à grande échelle grâce au Consortium industriel FD-SOI et IoT. Il s'agit d'une contribution significative à l'industrie de l'IA et des semi-conducteurs à Singapour, car elle permet un avantage concurrentiel tout en réduisant le coût global de développement des systèmes FD-SOI. "

Les avancées de recherche du laboratoire commun NUS FD-fAbrICS exploitent l'expertise et les capacités combinées du NUS dans différents domaines, tels que les circuits numériques (professeur Massimo Alioto), les communications sans fil (professeur associé Heng Chun Huat), les architectures système (professeur adjoint Trevor Carlson) et les modèles d'IA (professeur Li Haizhou). Des leaders de l'industrie tels que Soitec, NXP et Dolphin Design ont contribué aux efforts de recherche du laboratoire commun, qui sont également soutenus par l'Agence pour la science, la technologie et la recherche.

L’équipe de recherche du NUS étudie actuellement le développement de nouvelles classes de systèmes silicium intelligents et connectés qui pourraient prendre en charge des modèles d’IA de plus grande taille (grands modèles) pour les applications d’IA générative. La décentralisation qui en résulte du calcul de l'IA du cloud vers les appareils distribués préservera simultanément la confidentialité, maintiendra la latence à un minimum et évitera le déluge de données sans fil en présence simultanée d'une pléthore d'appareils.

L'atelier industriel, qui a examiné les avancées et les applications de pointe de la technologie FD-SOI, visait à favoriser un environnement de partage des connaissances ainsi qu'à catalyser les collaborations au sein et entre la communauté de recherche FD-SOI et l'industrie des semi-conducteurs de Singapour travaillant sur des systèmes de silicium intelligents et connectés.

Un autre objectif de l'atelier était de faciliter l'adoption rapide du FD-SOI et de réduire les barrières de conception à l'entrée, en partageant les résultats de la recherche du laboratoire commun FD-fAbrICS. Des intervenants de Soitec, GlobalFoundries, NXP et de l'équipe de recherche NUS FD-fAbrICS ont partagé leurs points de vue sur le développement actuel des technologies connexes (par exemple, dans la fabrication et la conception de micropuces) et les futures technologies disruptives pour les systèmes d'IA à très faible consommation de nouvelle génération.

Le consortium FD-SOI &IoT a été créé pour étendre l'impact du laboratoire commun NUS FD-fAbrICS sur l'écosystème des semi-conducteurs à Singapour. Soitec et NXP sont membres fondateurs du Consortium.

Les membres du consortium auront accès à des propriétés intellectuelles et à des méthodologies de conception FD-SOI innovantes, qui contribueront à accélérer leur cycle de prototypage et de développement de nouvelle génération avec des processus à haute efficacité énergétique, en particulier dans le domaine en croissance rapide des puces connectées à l'IA.

Le consortium FD-SOI &IoT répondra aux besoins à court terme de l’industrie en matière de cartographie technologique rapide et de cycles d’innovation accélérés. Dans le même temps, pour assurer une évolutivité et une différenciation durables entre les membres du Consortium à long terme, les technologies développées en synergie avec les partenaires industriels de FD-fAbrICS seront encore développées par certains des membres du Consortium.

Source