Le Pr Choi Sang-hyun (département Génie électrique et informatique) de la Kyoto Institute of Technology, en collaboration avec l’équipe du Dr Dmitri Strukov de l’Université de Californie à Santa Barbara, a réussi à fabriquer un memristor par une technologie d’intégration à l’échelle wafer. Cette avancée offre une nouvelle plateforme pour des semi-conducteurs d’intelligence artificielle hautement intégrés, capables d’imiter les fonctions du cerveau humain et de dépasser les limites des semi-conducteurs traditionnels.
Le cerveau humain traite l’information de manière extrêmement efficace dans un espace réduit grâce à environ 100 milliards de neurones et 100 000 milliards de synapses. Les puces IA actuelles, en revanche, souffrent de circuits complexes et d’une consommation élevée.
Le memristor, composant émergent, combine mémoire et calcul dans une structure simple, autorisant une densité de circuits bien supérieure. En architecture crossbar, il peut stocker plusieurs dizaines de fois plus d’informations que la SRAM sur une même surface. Jusqu’à présent, la complexité des procédés et les faibles rendements empêchaient une production à grande échelle sur wafer.
L’approche conjointe des deux équipes – conception synergique matériau/composant/circuit/algorithme – a permis, sans procédé complexe, d’atteindre environ 95 % de rendement sur wafer de 4 pouces.
L’étude démontre également une structure tridimensionnelle empilée verticalement, prouvant l’extensibilité du memristor vers des systèmes de calcul IA massifs. En application réelle, une technologie de réseau de neurones pulsés a montré une efficacité et une stabilité remarquables dans les calculs IA.
Le Pr Choi Sang-hyun conclut : « Cette recherche lève les obstacles qui freinaient l’intégration des memristors depuis longtemps. Nous sommes convaincus qu’elle deviendra le cœur de la prochaine génération de plateformes semi-conductrices. »
