Nanusens affirme pouvoir créer des Asic avec capteurs Mems intégrés

Désormais, un capteur Mems et son circuit de contrôle peuvent être fabriqués simultanément en tant que blocs IP à partir d’un procédé Cmos standard afin de créer des Asic avec plusieurs capteurs intégrés. Il en résulte une réduction de la taille, de la consommation et des coûts des systèmes à base de capteurs Mems.

La jeune entreprise britannique Nanusens annonce avoir créé une conception de circuit entièrement numérique pour mesurer la capacité de ses nanocapteurs Mems. Cela signifie que la structure d’un capteur Mems et de son circuit de détection peuvent être réalisés en même temps, sur une seule puce, à l’aide d’un procédé Cmos standard, et potentiellement sur n’importe quel nœud de gravure (pour l’instant, Nanusens privilégie le 180 nm).

Ainsi, il est désormais possible, selon Nanusens, de fabriquer des Asic avec plusieurs capteurs Mems intégrés en leur sein. Cette avancée dans l’intégration de solutions de capteurs Mems sous forme de blocs IP offre des réductions spectaculaires des coûts et de la taille des solutions de capteurs Mems car elle remplace complètement la solution actuelle à base de capteurs discrets, assure la société britannique.

© Nanusens

« Il s’agit d’une nouvelle étape majeure pour l’entreprise, s’enthousiasme Josep Montanyà, Pdg de Nanusens. La première a consisté à créer des structures de capteurs Mems uniques, à l’échelle nanométrique, dans les couches Cmos, ce qui permet de s’affranchir de l’un des principaux problèmes des Mems conventionnels, à savoir le fait qu’ils doivent être fabriqués sur des lignes de production personnalisées qui ont des capacités de production limitées. Grâce à notre technologie, il est désormais possible de fabriquer un nombre presque illimité de capteurs Mems dans des usines Cmos standard, disponibles dans des boîtiers standard type LGA, QFN, WLCSP, etc. Mais, comme tous les autres capteurs Mems, ils nécessitent des circuits analogiques pour détecter les minuscules changements de capacité provenant de nano-déplacements des appareils en fonctionnement. Et c’est là qu’intervient la seconde avancée majeure que nous proposons aujourd’hui : la création d’un circuit de détection entièrement numérique qui peut être fabriqué à partir du même nœud de gravure que celui utilisé pour la fabrication du capteur Mems, de manière à former une solution complète regroupant capteur et circuit de détection sur la même puce. »

Un tel procédé permet de tirer parti de tous les avantages de l’utilisation de géométries Cmos plus petites, tels que des coûts plus faibles et, surtout, une consommation d’énergie réduite d’un facteur dix, voire davantage, par rapport à celle des circuits de détection analogiques, selon Nanusens. Ce qui est impossible pour des solutions de capteurs Mems traditionnels car leurs structures ne peuvent pas être rétrécies, pas plus que leurs circuits analogiques car les transistors qu’ils contiennent ont besoin d’une grande surface pour maintenir les faibles niveaux de bruit requis.

Le circuit de détection entièrement numérique fournit une commutation marche/arrêt très rapide de 3 µs, à comparer aux 300 µs, ou même aux millisecondes, des circuits analogiques conventionnels. Cela constitue un avantage significatif dans le cadre d’applications nécessitant une très faible fréquence d’échantillonnage, telles que les applications de détection de mouvement où le capteur de mouvement est généralement utilisé pour réveiller le reste de l’appareil.

Si l’appareil est en mode veille la plupart du temps, la durée de vie de la batterie dépend fortement de la consommation du détecteur de mouvement. L’activation/désactivation ultrarapide du nouveau circuit de détection numérique entraîne une consommation de courant inférieure au micro-ampère sur la puce de test réalisée selon un procédé 180 nm, bien inférieure à l’état de l’art sur le marché, avec pour conséquence un doublement de la durée de vie de la batterie dans ces applications.

« Le mot est souvent galvaudé mais ici, on peut vraiment parler de révolution pour l’industrie des capteurs, insiste Josep Montanyà. Au lieu d’être sous la forme de composants discrets sur un circuit imprimé ou d’une solution multi-puces, tous les capteurs Mems peuvent être intégrés dans un Asic, tout comme un autre bloc IP. Cela permettra une réduction majeure de la nomenclature, de la taille et des besoins en énergie de nombreux appareils multi-capteurs sur batterie, en particulier les appareils portables tels que les smartphones, les écouteurs et les montres intelligentes. »

Nanusens est actuellement en discussion avec des entreprises qui souhaitent utiliser cette technologie.