III-V Lab - Opticsvalley

III
III--V Lab
De la recherche amont aux composants – quelles
opportunités pour le Réseau Opticsvalley
présentation III-V Lab
Francois LUC
5 Juin 2014
5 Juin 2014
III
III--V Lab ?
► Un laboratoire de R&D partagé par Thales, AlcatelLucent et le CEA/Leti
Environ 120p., dont ~20 étudiants en thèse
Organisé en GIE (groupement d ’intérêts
économiques)
2 sites en région Parisienne: Palaiseau et Marcoussis
présentation III-V Lab
► R&T dédiée au développement des technologies
des semi-conducteurs III-V et de leur intégration
avec des circuits ou micro-systèmes Si
Thales (TRT Fr)
40%
Alcatel Lucent Bell
Labs Fr.
40%
CEA Leti
20%
Contrats R&D
~ 25 ETP
5 Juin 2014
III
IV
V
B
C
N
Al
Si
P
Ga
Ge
As
In
Sn
Sb
Tl
Pb
Bi
Leti
Plates-formes
technologiques
(Grenoble)
Stratégie de valorisation
► Missions :
présentation III-V Lab
Amener les technologies à un niveau de maturité suffisant pour transférer à
des partenaires et passer à la phase d’industrialisation / production
Démontrer la fabrication en ligne pilote et en petite quantité, si besoin, avant
transfert
Permettre les démonstrations système grâce à la mise à disposition de
composants innovants donnant un avantage compétitif
Générer de la propriété intellectuelle pour permettre une valorisation via des
licences, royalties, transfert des technologies
► Applications :
Alcatel Lucent : Télécom sur fibres optiques et « wireless » à très haut débit
Thales : Défense, sécurité, espace, …
CEA/Leti : développement pour des applications de grand volume pour
valorisation
5 Juin 2014
Applications duales
Thales
► Hyperfréquence
Radars, guerre électronique
Télécoms satellites …
Alcatel-Lucent
► Télécom fibres optiques
► Sources laser pour applis
optroniques
lasers, photodiodes,
modulateurs, …
Amplis, drivers
Mux/Demux, …
Protection DIRCOM
Détection gaz, explosifs
Traitement de signal
opto-hyper, …
► Wireless très haut débit
► Imagerie infrarouge
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Vision nocturne et bas niveau
de lumière
Imagerie active ….
5 Juin 2014
CEA/Leti
Datacoms très haut débit
Electronique de puissance
Contrôle environnement, qualité de
l’air …
Imagerie, micro-displays
Un laboratoire industriel, innovant et ouvert
Research
TRL 3
Development
► R&D en coopération:
Commercialisation
TRL 5
Closed
R&D model
Market
Open
Innovation
Market
New revenues
présentation III-V Lab
Products in / out
Spin in Spin out
External ideas
& technologies
17 ANR et 20 FP7 en
cours
FUI,RAPID …
En équipe avec les labos
de nos maisons-mères
(TRT, Bell Labs, Leti)
► Ventes et services:
R&D bilatérale
Transfert technologique
Vente de composants
et plaques épitaxiées
(ISO 9001:2008)
►Essaimage
5 Juin 2014
Epitaxie des semiconducteurs III
III--V
► 3 réacteurs MBE / GS-MBE
QWIP, QCL
Lasers InP , lasers QD , HBT InP
► 9 réacteurs MO-CVD
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Lasers et modulateurs InP
Lasers de pompe GaAs
Diffusion Zn, photodiodes InGaAs
HEMTs AlGaN/GaN & AlInN/GaN
Aixtron CCS - MOCVD
MO-CVD
Aixtron 200RF
5 Juin 2014
MBE Riber 49
GS-MBE VG V100
Salles blanches
► 2200 m2 de salles blanches III-V cl. 100-10000
Lithographie haute-résolution par faisceau d’électrons et
photo-répéteur
Microélectronique HBT InP HBT et GaN HEMT
QCLs, diodes laser, photodiodes et circuits intégrés
photoniques
► Accès aux salles blanches Silicium du LETI
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(200-300mm, 8000m², opération 24-7)
5 Juin 2014
Conception, simulation et mesure
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Modelisation des circuits microélectroniques et optiques
Conception et simulation des circuits électroniques rapides et micro-ondes.
Conception de transistors de
puissance et HPA MMIC
Circuits intégrés
HBT InP
> 40Gb/s
Modelisation EM et thermique
5 Juin 2014
Demonstrateurs
Circuits intégrés photoniques;
Capteurs d’imagerie IR;
Circuits et amplificateurs HF ...
Module laser T03
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Capteur InGaAs SWIR
10x10 Gb/s
Circuit Integré Photonique
5 Juin 2014
Circuit RF hybride GaN
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Réalisations récentes
5 Juin 2014
Composants OptoOpto-hyper
-20
2 lasers en battement hetero-dyne
Photodiodes rapides
Accordabilité démontrée de 10 à 110 GHz
► Communications optiques et
radio sur fibre
-30
Electrical Power (dBm)
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► Oscillateur Opto-hyper
-40
-50
-60
-70
-80
0
5 Juin 2014
20
40
60
80
Frequency (GHz)
100
120
Photonique sur silicium pour télécoms
0
-10
Power (dBm)
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-20
-30
-40
-50
-60
-70
Laser ‘ajustable’ en longueur d’onde :
-80
1520
1530
1540
1550
1560
1570
1580
Composant actif III-V (milieu à gain du laser)
Wavelength (nm)
Composants passifs sur Si : guides d’onde, résonateurs en anneau, réflecteurs de Bragg
5 Juin 2014
présentation III-V Lab
Transfert d’activité à SOFRADIR
Transfert des technologies QWIP et InGaAs à SOFRADIR fin 2012
Implication continue aux cotés de SOFRADIR dans le support à la
production et la R&D
5 Juin 2014
Lasers à cascade quantique (QCL)
Transitions inter-bandes
(BV/BC)
Diodes laser ‘classiques’
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Transitions intra-bande
(BC)
Popt > 2W
4.6µm, CW, RT
5 Juin 2014
QCL : spectromètre intégré
Puce Mux
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QCL
► Spectromètre intégré QCL bas coût (contrôle environnement, qualité de l’air, …)
Barrette QCLs multi-longueur d’onde (III-V) et multiplexeur et guides (SiGe),
► Start Up en cours d’essaimage
5 Juin 2014
présentation III-V Lab
Quelles opportunités pour le Réseau
Opticsvalley ?
5 Juin 2014
Pourquoi le IIIIII-V lab ?
présentation III-V Lab
► Un partenaire de choix pour la R&D microélectronique et photonique
(bilatérale ou en projets coopératifs H2020, ECSEL, ANR, FUI, RAPID ...)
Un laboratoire à l’état de l’art au niveau mondial
Travaillant en lien entre les milieux Universitaires et les Entreprises
Capacité à fédérer des partenariats
► Une capacité d’amorçage de production et de transfert de technologie
► Coopération effective avec de nombreuses PMEs et ETIs Françaises et
Européennes, par exemple dans le cadre d’ Opticsvalley:
5 Juin 2014
III
III--V lab pour quoi faire ?
Développons ensemble les cœurs de systèmes !
Packaging
Intégration
Process
Matériau
Electronique
de proximité
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Logiciel
Exemple de sous-système: Récepteur cohérent 100
Gbit/s développé dans le cadre du projet 100GRIA
5 Juin 2014
présentation III-V Lab
Questions ?
5 Juin 2014