Créé en 2014, l’anglais Nanusens, une société de semi-conducteurs fabless qui fournit des capteurs Mems potentiellement intégrables dans des puces complexes, affirme que la structure de ses capteurs et leur circuiterie de détection associée peuvent désormais être intégrées dans un circuit Asic au moment même de la fabrication selon un processus Cmos standard, et ce quel que soit le nœud technologique. Avec, en corollaire, la possibilité de produire des Asic dotés de plusieurs capteurs différents en leur sein.
Selon Nanusens, cette capacité à pouvoir intégrer des solutions de détection sous forme de blocs d’IP offre des réductions spectaculaires des coûts et des dimensions car l’approche permet de remplacer complètement les capteurs discrets en boîtiers. « Il s'agit d'une étape majeure pour notre entreprise, s’est réjoui Josep Montanyà, le CEO de la firme britannique. Nous avons pu créer des structures de capteurs à l'échelle nanométrique au sein de couches Cmos, ce qui permet de contourner le problème selon lequel les Mems conventionnels doivent être fabriqués sur des lignes de production personnalisées qui ont des capacités limitées. Nos capteurs en technologie Cmos sont disponibles dans des boîtiers standard au format LGA, QFN, WLCSP ou autres, mais, comme tous les autres capteurs Mems, ils nécessitent des circuits analogiques pour détecter de minuscules changements de capacité provenant des nanodéplacements. Aujourd’hui, nous avons créé une circuiterie de détection entièrement numérique qui peut être réduite selon le nœud technologique de gravure utilisé pour la structure du capteur lui-même, et le duo forme alors une solution complète capteur/détecteur. »
La capacité à réduire simultanément les dimensions de la paire ainsi constituée permet de tirer parti de tous les avantages de l'usage de géométries Cmos plus petites, aussi bien au niveau des coûts qu’au niveau de la consommation d'énergie, abaissée d’un facteur dix par rapport aux circuits de détection analogiques, assure Nanosens.
La circuiterie de détection entièrement numérique développée par la firme d’outre-Manche fournirait un temps de commutation on/off de 3 microsecondes seulement, à comparer aux 300 microsecondes – quand ce n’est pas plusieurs millisecondes – pour les circuits analogiques conventionnels. Un avantage crucial pour les applications nécessitant une très faible fréquence d'échantillonnage, telles que les applications de détection de mouvement où le capteur est généralement utilisé pour réveiller le reste de l'appareil. Si cet appareil est en mode veille la plupart du temps, l’autonomie de la batterie dépend alors fortement de la consommation de courant du détecteur de mouvement. Or, selon Nanusens, l'activation/désactivation ultrarapide du circuit de détection numérique mis au point par la société induit une consommation de courant inférieure au microampère (comme le Britannique l’a prouvé sur une puce de test gravée en 180 nm), ce qui est bien inférieur à l'état de l'art sur le marché et fait plus que doubler l’autonomie de la batterie dans ce type d’application.
« C'est une révolution pour l'industrie des capteurs, assure Josep Montanyà. Au lieu d’être implantés sous la forme de boîtiers discrets sur un circuit imprimé ou d’être mis en œuvre dans des solution multipuces, tous les capteurs requis peuvent désormais être intégrés dans un circuit Asic, comme n’importe quel bloc d’IP. Avec à la clé une réduction importante de la nomenclature, des dimensions et des besoins en énergie de nombreux appareils multicapteurs, en particulier les produits portables comme les smartphones, les écouteurs et les montres intelligentes. » Nanusens en veut pour preuve la licence de sa technologie Mems-in-Asic que la firme britannique vient d’accorder à un premier utilisateur officiel, en l’occurrence la société de semi-conducteurs Azoteq, pionnière des circuits de fusion de capteurs à gros volume utilisés dans des applications industrielles et grand public.
