- Piloté par le CEA et le CNRS, le programme national de recherche SPIN porte sur les innovations spintroniques afin de favoriser le développement de technologies numériques plus frugales et durables.
- Associant l’électronique et le magnétisme, la spintronique est mise en oeuvre dans de nombreux composants numériques tels que les mémoires MRAM. Elle exploite le spin (moment magnétique) des électrons pour les manipuler dans les circuits électroniques. Elle présente notamment la particularité d’être frugale en termes de consommation d’énergie.
- Lancé à Grenoble le 29 janvier 2024 et doté d’un financement de 38,13 millions d’euros sur huit ans, ce programme s’appuiera sur un écosystème de partenaires universitaires et industriels, et favorisera les synergies européennes.
- L’objectif est de contribuer à la compétitivité et à la souveraineté de l’Europe dans les nouvelles technologies de la transition numérique.
Le monde numérique présente un important coût environnemental. A l’horizon 2030, il pourrait être responsable de 20 à 30 % de la consommation mondiale d’électricité. La frugalité énergétique va devenir un critère de performance pour les futurs dispositifs électroniques, au même titre que la puissance de calcul, la vitesse, la miniaturisation ou le coût.
La spintronique vise à répondre cet enjeu majeur. Elle ambitionne d’offrir davantage de fonctionnalités par rapport à l’électronique traditionnelle, en exploitant le spin de l’électron en plus de sa charge, associée à une faible consommation d’énergie grâce à la nature non volatile du magnétisme.
La spintronique propose aujourd’hui plusieurs voies pour le développement de nouveaux composants, pour des dispositifs très peu énergivores, reconfigurables et intégrables. Par exemple, les systèmes hybrides spintroniques-CMOS et les capteurs spintroniques s’intègrent désormais dans des domaines tels que l’Internet des objets (IoT), l’intelligence artificielle (IA), le stockage dans le cloud ou encore la communication dans les réseaux du futur.
Pour soutenir ces perspectives impactantes, l’Etat a décidé d’investir 38,13 millions d’euros sur 8 ans dans le programme équipement prioritaire de recherche (PEPR) exploratoire SPIN de France 2030. Piloté par le CEA et le CNRS, il associera notamment les Universités partenaires Grenoble-Alpes, Paris-Saclay et Lorraine afin de structurer et dynamiser la communauté spintronique française, ainsi que des industriels et des start-up. Le PEPR SPIN nouera d’étroites collaborations avec le PEPR Electronique démarré en 2022, et aussi avec les PEPR Technologies quantiques, Réseaux du futur, Matériaux émergents et Intelligence artificielle.
Les résultats et développements prévus dans le cadre du PEPR SPIN pourront s’inscrire dans la stratégie nationale sur les composants, systèmes et infrastructures numériques, ainsi que dans celui des nouvelles agences annoncées par le Président de la République le 7 décembre dernier. Au-delà, à l’échelle européenne, ils pourront apporter de nouvelles opportunités dans le cadre du programme European Chip Act, qui vise à retrouver la compétitivité et la résilience dans les technologies et applications des semi-conducteurs.
Le PEPR SPIN consistera à soutenir des projets collaboratifs phares et des appels à projets spécifiques ouvert ; attirer des talents par le financement de projets « Jeune scientifique » ; étoffer le volet formation pour préparer aux métiers de demain en spintronique et dans les technologies attenantes ; favoriser les synergies européennes, notamment dans le cadre du réseau Spintronic Factory initié en 2016 par deux entités du CEA et du CNRS (Spintec et Laboratoire Albert Fert) pour consolider la communauté et augmenter l’impact industriel des applications spintroniques dans l’Union européenne.
Cinq projets ont déjà été lancés en novembre 2023 :
- CHIREX : Au-delà du CMOS avec des textures chirales
- TOAST : Vers une technologie THz basée sur le spin
- SWING : Ondes de spin pour le traitement avancé de signaux
- SPINCOM : Spintronique radiofréquence pour des solutions de communication intelligente
- ADAGE : Détection magnétique de nouvelle génération
Leur mise en œuvre s’appuiera sur un réseau d’infrastructures de recherche, accessibles à toute la communauté, que le PEPR SPIN contribuera à renforcer dans trois projets transverses :
- SPINMAT : Matériaux avancés pour la spintronique
- SPINCHARAC : Equipement de caractérisation avancée
- SPINTHEORY : Théorie et modélisation muti-échelle
