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PRESENTATION DU PARCOURS
"MICROELECTRONIQUE"DE LA PHYSIQUE AU SYSTÈME
Master Physique – Sciences pour l’IngénieurEcole nationale Supérieure de Physique de Strasbourg
1A & 2A : TRONC COMMUN
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 2
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
2A & 3A : SPECIALISATION
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 3
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
2A & 3A : SPÉCIALISATION
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 4
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
MICROELECTRONIQUETROISIÈME ANNÉE - MASTER M.N.E.
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
TPE
2A & 3A : SPÉCIALISATION
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 5Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 5
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
MIC
ROEL
EC.
3A E
T M
ASTE
R
TRONC COMMU
N
PHYS. COMPO.
AVANCÉES
TECHNOLOGIE
SYSTÈME SUR PUCE
C.A.O.MICROELEC
TPE
DANS LE DETAIL …
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 6
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
MICROELECTRONIQUETROISIÈME ANNÉE - MASTER M.N.E.
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
5CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
TPE
EXEMPLES DE PARCOURS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 7Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 7
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
MIC
ROEL
EC.
3A E
T M
ASTE
R
TRONC COMMU
N
PHYS. COMPO.
AVANCÉES
TECHNOLOGIE
& TCADSYSTÈME SUR PUCE
C.A.O.MICROELEC
TPE
EXEMPLES DE PARCOURS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 8Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 8
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
MIC
ROEL
EC.
3A E
T M
ASTE
R
TRONC COMMU
N
PHYS. COMPO.
AVANCÉES
TECHNOLOGIE
& TCADSYSTÈME SUR PUCE
C.A.O.MICROELEC
TPE
EXEMPLES DE PARCOURS 2A
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 9Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 9
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
MIC
ROEL
EC.
3A E
T M
ASTE
R
TRONC COMMU
N
PHYS. COMPO.
AVANCÉES
TECHNOLOGIE
& TCADSYSTÈME SUR PUCE
C.A.O.MICROELEC.
TPE
EXEMPLES DE PARCOURS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 10Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 10
PHYSIQUE FONDAMENTALE ET EXPÉRIMENTALE
PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS
ELECTRONIQUE ANALOGIQUE ET NUMÉRIQUE
PHYSIQUE
SYSTÈME
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE EXPÉRIMENTALE
CIRCUITS ET SYSTÈMES
RÉSEAU DE CAPTEURS COMMUNICANTS
PHYSIQUE
SYSTÈMES
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
CONCEPTION DE CIRCUITS INTÉGRÉS
MIC
ROEL
EC.
3A E
T M
ASTE
R
TRONC COMMU
N
PHYS. COMPO.
AVANCÉES
TECHNOLOGIE
& TCADSYSTÈME SUR PUCE
C.A.O.MICROELEC
+ UE orienté « Software » (TIC ou « UNIX-TS » de PCS)
TPE
DÉBOUCHES
Secteurs industriels concernés Micro-électronique (« process » et « Design ») Informatique / Electronique (professionnel & grand public) Télécommunications Automobiles (25 à 40% d’électronique dans les voitures) Aéronautique / spatial Médical / Santé: Imagerie, assistance thérapeutique, etc …
Types de métiers R&D Industrialisation Technico-commercial Production
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 11
PHYSIQUE ET PHOTONIQUE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 12Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 12
CONTENU HEURES INTERV.NANOSCIENCES 1) Techniques de croissance et de synthèse de nano-objets, 2) Panorama des nouvelles microscopies à champ proche ou à champ lointain 3) Perspectives d’application de ces objets en optique, magnétisme, biologie, photovoltaïque.
12,25 h CM P. Gillot
PHYSIQUE DES LASERS 1) Rappels d’optiques et d’électromagnétisme 2) Faisceaux laser. Les modes transverses / longitudinaux 3) Interaction rayonnement / matière 4) Amplification de lumière . Caractéristiques des lasers
18 h CM J. Fontaine
PHYSIQUE EXPÉRIMENTALE 3 TP des 7 heures sur les thématiques suivantes : lumière, physique atomique et physique de la matière, physique et techniques du vide, techniques de mesure.
21 h TPD. VukisevicM. Torzyncki
J. Labed
Responsable de l’UE : Anne-Sophie CORDAN RETOUR
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 13
CONTENU HEURES INTERV.
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS 1) Technologie des composants semi-conducteurs 2) Jonction PN, hétéro-jonction 3) Composants photoniques et photovoltaïques 4) Transistor bipolaire et composants dérivés 5) Transistors MOSFET et composants dérivés
21 h CM T. Heiser
PHYSIQUE DES MICROSYSTÈMES ET MICRO-SOURCES D’ÉNERGIE 1) Architecture et applications des microsystèmes 2) Capteurs et micro-sources d’énergie 3) Technologie des microsystèmes 4) Vers la conception d’un microsystème (aspects physiques)
14 h CM T. HeiserF. Pregaldiny
SIMULATION AVANCÉE DE NANO-DISPOSITIFS (TCAD) 1) Les bases de la TCAD (simulation en 2D) 2) Définition et maillage d’une structure de dispositif 3) Choisir les modèles physiques et empitiques de simulations 4) Méthode de résolution numérique 5) Exploitation et analyse des résultats
7 h CM8 h TP F. Pregaldiny
Responsable de l’UE : Thomas HEISER RETOURTECHNO. EMERGENTES
CONCEPTION C.I.
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 14
CONTENU HEURES INTERV.
MÉTHODOLOGIE C.A.O. 1) Concept généraux de la C.A.O. 2) Méthodologie et flot de conception pour les circuits mixtes 3) Langages et outils.
3,5 h CM M. Madec
CONCEPTION DE CIRCUITS NUMÉRIQUES 1) Flot de conception pour les CI numériques 2) Le langage VHDL 3) Synthèse logique
3,5 h CM M. Madec
CONCEPTION DE CIRCUITS ANALOGIQUES Architectures analogiques de base : transistor MOS, paire différentielle, miroir de courant, amplificateur et filtres …
10,5 h CM L. Hébrard
CONCEPTION PRATIQUE D’UN CIRCUIT MIXTE Conception d’un convertisseur analogique-numérique sous l’environnement de C.A.O. Cadence
36 h TP A. BozierM. Madec
Responsable de l’UE : Morgan MADEC RETOUR
CIRCUITS ET SYSTÈMES
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 15
CONTENU HEURES INTERV.TECHNOLOGIE DES CIRCUITS NUMÉRIQUES ET MIXTES 1) Technologies des circuits et les règles de conception 2) Technologie des mémoires 3) Composants programmables 4) Convertisseurs Ana./Num. et Num./Ana.
7 h CM8 h TP
M. MadecY. Hervé
CIRCUITS & SYSTÈMES ANALOGIQUES 1) Etude de circuits et systèmes analogiques : PLL, oscillateurs, filtres à capacité commutés, sources de courants, … 2) Composants optoélectroniques et applications : LED, photodiodes, capteurs APS, …
15,75 h CM3,5 h TD4 h TP
J. ZallatF. GeorgesW. Uhring
INTÉGRATION CIRCUITS ET SYSTÈMES 1) Electronique de puissance : convertisseurs DC-DC, AC-DC, régulation et alimentation à découpage. 2) Conception d’un circuit imprimé : conception du circuit, validation, préparation à la réalisation physique, empreintes physiques, conception de la carte, placement, routage, règles de dessins, bibliothèques intégrées, etc.
12,75 h CM W. UhringJ.-B. Kammerer
Responsable de l’UE : Morgan MADEC et Wilfired UHRING RETOUR
RÉSEAU DE CAPTEURS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 16
CONTENU HEURES INTERV.
MICROSYSTÈMES HÉTÉROGÈNES 1) Introduction MEMS et MOEMS. Applications 2) Récupération et gestion d’énergies environnantes 3) Architectures des WSN et problématiques associées
10,5 h CM C. Lallement
SYSTÈMES EMBARQUES 1) Plateforme matériel : architectures générale des systèmes embarqués, problématiques associés 2) Aspect logiciel : programmation des systèmes embarqués, contraintes associés 3) Protocoles de communication : USB, IEEE 1394, Bluetooth, ZigBee, WiFi, … 4) Aspect pratique
21 h CM8 h TP
W. UhringP. Graebling
B. SérioE. Schaffer
MODÉLISATION DE SYSTÈMES HÉTÉROGÈNES ET SYSTEMC-AMS Introduction théorique et pratique au langage SystemC-AMS pour la modélisation de systèmes hétérogènes.
3,5 h CM8 h TP
F. PécheuxM. Madec
Responsable de l’UE : Wilfried UHRING RETOURW.S.N.
BIOSYSTÈMES
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 17
CONTENU HEURES INTERV.
INTRODUCTION AUX BIOSYSTÈMES ET A LA CONCEPTION DE SYSTÈMES BIOLOGIQUES SYNTHÉTIQUES 1) Introduction « La bio pour les nuls » : - Mécanismes biologiques élémentaires - Vocabulaire et terminologie - Principe de la biologie synthétique - Exemple de biosystèmes 2) Flots de conception - Rappel des méthodes de conceptions électroniques - Ouverture vers la conception de biosystèmes 3) Biosystèmes et des systèmes micro-fluidiques 4) Aspect pratique : modélisation haut-niveau d’un biosystème en vue de sa synthèse Projet en collaboration avec une équipe de l’ESBS dans le cadre du concours annuel iGEM (MIT). Poursuite du projet en 3A.
Option commune avec l’ESBS
21 h CM32 h TP
C. LallementJ. Haiech
M. Madec
Responsable de l’UE : Christophe LALLEMENT RETOUR
T.P.E. 2A
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 18Responsable du T.P.E. : Morgan MADEC RETOUR
Photodiode
Télécommande IR Kit FPAA
Kit FPGA
Résistancechauffante
Servo-moteur
TROISIÈME ANNÉE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 19Responsable de la 3e année : Christophe LALLEMENT RETOUR
19
MICRO-NANO-ELECTRONIQUE ET CAO101 h (dont 70% commun avec la master) -TP Salle Blanche Minatec (Grenoble)
MICRO-NANO-ELECTRONIQUE ET CAO101 h (dont 70% commun avec la master) -TP Salle Blanche Minatec (Grenoble)
Mise en œuvre des outils de CAO - 20 h commun avec le M2 – Salle MigrestMise en œuvre des outils de CAO - 20 h commun avec le M2 – Salle Migrest
ELECTRONIQUE RAPIDE
70h
ELECTRONIQUE RAPIDE
70h
NANOTECHNOLOGIES70h
NANOTECHNOLOGIES70h
C.A.O. MICREOÉLEC.
55h + 15h Master
C.A.O. MICREOÉLEC.
55h + 15h Master
TP CadenceSalle MigrestTP Cadence
Salle Migrest
CONCEPTION DE SYSTÈMES
SUR PUCE
55h + 15h Master
CONCEPTION DE SYSTÈMES
SUR PUCE
55h + 15h Master
TP CadenceSalle MigrestTP Cadence
Salle Migrest
TECHNOLOGIES & MATÉRIAUX
POUR LES COMPOSANTS
55h + 15h Master
TECHNOLOGIES & MATÉRIAUX
POUR LES COMPOSANTS
55h + 15h Master
TP SilvacoSalle Migrest
TP SilvacoSalle Migrest
PHYSIQUE DES COMPOSANTS
AVANCÉS
55h + 15h Master
PHYSIQUE DES COMPOSANTS
AVANCÉS
55h + 15h Master
TP SilvacoSalle Migrest
TP SilvacoSalle Migrest
Tronc commun (ENSPS + M2)
COLORATION « TECHNO » COLORATION « CONCEPTION »
BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE
70h
BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE
70h
TRONC COMMUN 3A
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 20
CONTENU HEURES INTERV.
PHYSIQUE DES DISPOSITIFS SUBMICRONIQUES 12 h CM A.-S. Cordan
CONCEPTION DE SYSTÈMES COMPLEXES 16 h CM16 h TP Y. Hervé
TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS PASSIFS 12 h CM C. Lallement
COMPATIBILITÉ ELECTROMAGNÉTIQUE 12 h CM P. Raymond
ARCHITECTURES DE BASE EN MICROÉLECTRONIQUE 25 h CM L. HébrardF. Anstotz
PHYSIQUE DES COMPOSANTS ET MODÈLES COMPACT 20 h CM C. Lallement
TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS INTÉGRÉS ET MEMS 15 h CM C. Lallement
Responsable de la 3e année : Christophe LALLEMENT RETOURMEMS
NANOTECHNOLOGIES
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 21
CONTENU HEURES INTERV.
INTRODUCTION AUX NANOTECHNOLOGIES ET AUX OUTILS 15 h CM T. Heiser
PROCÉDÉS DE MISE EN ŒUVRE POUR NANOCOMPOSANTS 22 h CM G. Schlatter
S. Begin
NANOMATÉRIAUX POUR L’OPTOÉLECTRONIQUE 12 h CM A. SlaouiT. Heiser
NANOTECHNOLOGIES ET SPINTRONIQUE 15 h CM A. Dinias
Responsable de l’UE : Thomas HEISER RETOURNANOTECHNOLOGIES
ELECTRONIQUE RAPIDE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 22
CONTENU HEURES INTERV.
CHAÎNE DE TRANSMISSION OPTIQUE 12 h CM P. Pfeiffer
CIRCUITS POUR L’ELECTRONIQUE RAPIDE 12 h CM C. Lallement
TECHNIQUES DE MODULATION ANALOGIQUES ET NUMÉRIQUES 20 h CM F. Georges
ELECTRONIQUE HAUTE FRÉQUENCE 20 h CM W. Uhring
Responsable de l’UE : Christophe LALLEMENT RETOUR
BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 23
CONTENU HEURES INTERV.
FLOT DE CONCEPTION SYSTÈMES MICROELECTRONIQUE 10 h CM8 h TP
C. LallementM. Madec
CONCEPTION DE SYSTEMES EN MICROFLUIDIQUE 6 h CM28 h TP
J. HaiechM. Madec
C. Lallement
CONCEPTION ET ASSEMBLAGE DE BIOBRIQUES 12 h CM12 h TP
J. HaiechM. Madec
C. Lallement
Responsable de l’UE : Christophe LALLEMENT et Jacques HAIECH RETOUR
U.E. Commune avec l’option « Biologie Synthétique » de 3e année E.S.B.S.
PHYSIQUE DES COMPOSANTS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 24
CONTENU HEURES INTERV.
NANOCOMPOSANTS 10 h CM F. Pregaldiny
COMPOSANTS OPTOÉLECTRONIQUES 20 h CM A. Slaoui
COMPOSANTS ORGANIQUES 25 h CM T. Heiser
Responsable de l’UE : Thomas HEISER RETOURFINALITE
TECHNOLOGIE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 25
CONTENU HEURES INTERV.
BASES PHYSIQUES ET MODÉLISATION 35 h CM D. Mathiot
CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX ET DES COMPOSANTS 20 h CM P. Lévèque
Responsable de l’UE : Daniel MATHIOT RETOURFINALITE3D
SYSTÈMES SUR PUCE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 26
CONTENU HEURES INTERV.
ADÉQUATION ALGORITHMES / ARCHITECTURES 20 h CM H. Berviller
ARCHITECTURES ANALOGIQUES FAIBLE TENSION / FAIBLE BRUIT 15 h CM L. Hébrard
C.A.O. MULTI-DOMAINES 20 h CM J. MichelC. Lallement
Responsable de l’UE : Luc HEBRARD RETOURFINALITE
CAO MICROÉLECTRONIQUE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 27
CONTENU HEURES INTERV.
CONCEPTION HAUT-NIVEAU 24 h CM J.-B. Kammerer
PROJET C.A.O. 31 h CM J.-B. KammererA. Bozier
Responsable de l’UE : Jean-Baptiste KAMMERER RETOURFINALITE
PHYSIQUE DES COMPOSANTS
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 28RETOUR
????!!!Ça se complique !!!!!
Etude des nouveaux composants: Composants nanoélectronique, organiques, photovoltaïque, etc …
TECHNOLOGIES
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 29RETOUR
Axé sur les métiers pour la Fonderie
CAO en Salle MIGREST- Simulateur de process- Simulateur de dispositif
C.A.O. ET SYSTÈMES SUR PUCE
Promo 2011 Electronique Automobile - Morgan MADEC 30RETOUR
???
- Méthodologie- Modélisation- Simulation * Top-Down * Bottom-Up
Outils CAO
Technologie
CAO en Salle MIGREST: Cadence
NANOTECHNOLOGIES
31RETOUR
Fort investissement en France par exemple: Minatec (Grenoble)Crolles 2 (Grenoble) Plus grand centre de R&D en microélectronique en Europe, et l’un des plus grands au monde
Répartition des projets labellisés par domaine
Beaucoup des futures créations d’emploi en Micro-Nano-électronique concerneront la R&D1http://www.minatec.com
M.E.M.S.
32
O P T ICA L E L E CT R IC A L
M E C H A NIC A L
OptoMechanical
MEMS
Opto
Electronics
MOEMS
Intégration sur une même puce de capteurs/actionneurs sensibles à une très grande variété d’effets physiques:
Applications:
Effet Hall, force de Lorentz, effet Peltier, effet piézoélectrique, effet piezorésistif, effet Seebeck, effet pyroélectrique, etc ...
Aéronautique, automobile, biomédical, biométrie, biotechnologie, aérospatiale, fluidique, chimique …
M.E.M.S.
33
M.E.M.S.
34
CondensateurCondensateurAccumulateurAccumulateur
CapteursCapteurs
ASIC de ASIC de contrôlecontrôle
Micro gMicro géénnéérateurrateurde puissancede puissance
ModuleModule RFRF
AntenneAntenne
Contrôleur Contrôleur dd’’alimentationalimentation
Système sur puce monolithique
Eléments rapportés ou intégrés
CondensateurCondensateurAccumulateurAccumulateur
Energie environnementaleEnergie environnementale
RETOUR
TECHNOLOGIES EMERGENTES
35
TECHNOLOGIES EMERGENTES
RETOUR
INTÉGRATION 3D
37
INTÉGRATION 3D
RETOUR
Systèmes multi-niveaux
Niveaux (strates) spécialisés
Capteurs (biochimiques …)
MEMS
RF, CAN et CNA
Composants passifs
W.S.N.
W.S.N.
W.S.N.
RETOUR