Conclusion

Nous pouvons constater que de nombreuses différences existent entre la démarche de conception actuellement utilisée dans le domaine de l'électronique de puissance et celle de la micro-électronique. Dans cette dernière, la mise en place de concepts, de méthodes et d'outils ont permis l'accélération et la fiabilisation de la conception et de la fabrication de systèmes intégrés sur silicium. Cependant, pouvons-nous transposer tous ces éléments à la conception de systèmes d'électronique de puissance ?

La figure suivante présente, à gauche la démarche de conception utilisée en électronique de puissance et à droite, celle de la micro-électronique.

Figure 1-24: comparaison du déroulement de conception de l'électronique de puissance et de la micro-électronique

Nous pouvons immédiatement voir une différence qui nous permet de dire que la transposition ne pourra pas se faire directement et dans sa totalité. Cette différence réside dans la technologie de fabrication. En effet, nous avons vu précédemment que l'électronique de puissance s'appuie sur une technologie variable en fonction des caractéristiques du composant souhaité, au contraire de la micro-électronique qui utilise des technologies fixes et stabilisées. Alors, quels éléments pouvons nous transposer de la démarche de conception de la micro-électronique au domaine de l'électronique de puissance et plus largement à tout système intégré sur silicium à technologie de fabrication variable ? Par ailleurs, les outils développés en micro-électronique, peuvent-il satisfaire nos besoins, doivent-ils être adaptés, comment tenter de les faire évoluer ou de les spécialiser ? Quels compléments devons nous mettre en place pour faciliter et assister durablement et efficacement la conception en électronique de puissance intégrée ?

Nous pouvons voir que la première étape consiste à établir les besoins et le cahier des charges. Ce travail indispensable reste identique pour le domaine de la micro-électronique et de l'électronique de puissance. De la bonne définition de cette partie dépend grandement les gains possibles dans la suite du problème. En effet, pour l'électronique de puissance, le cahier des charges permet de réduire considérablement le panel des filières technologiques si le choix du type de composant et l'ébauche de la filière peuvent être menés à bien. Par contre, le dimensionnement du système diffère aux niveaux des outils et des méthodes. L'électronique de puissance utilise des outils mathématiques et des simulateurs à éléments finis à chaque nouveau travail de conception ou presque, là où la micro-électronique utilise des simulateurs analytiques associés à des modèles adaptés, conçus et dédiés à une technologie mainte fois réutilisée car adaptée à un grand nombre d'applications.

Lorsque la partie conception est terminée, les masques peuvent alors être conçus. Alors que l'électronique de puissance nécessite un effort manuel régulier au niveau des dessins des masques par manque de design-kits accessibles, la micro-électronique utilise des outils de synthèses pouvant générer l'intégralité du masque (interconnexions comprises) de systèmes très complexes pouvant avoir plusieurs millions de transistors. Par un manque de travail en amont, une fois les masques terminés, le concepteur de composants de puissance peut être amené à faire des vérifications manuellement, là où la micro-électronique a défini les critères à renseigner pour utiliser les outils de vérification et d'extraction automatique. De plus, le concepteur de micro-électronique aura la possibilité de réaliser un rebouclage de vérification entre ses masques et sa conception alors que l'électronicien de puissance devra, à ce stade passer par une phase de prototypage concrète, coûteuse en temps et en argent.

Quels sont les éléments qui devront être mis en place pour que la frontière entre les deux démarches de conception se réduise ? Les éléments à mettre en place sont les suivants :

• la simulation des composants de puissance : ceci implique une modélisation adaptée et une prise en compte de la technologie avec constitution d'une banque de composants ou de cellules élémentaires

• la génération des masques : des masques devrons être associés au modèle avec constitution

d'une banque de données

• la vérification des contraintes technologiques : les variations de la technologie devront être prises en compte.

La mise en place de tous ces éléments va nous conduire à des adaptations et à la mise en place de concepts, de méthodes et d'outils spécifiques.

En effet, la technologie, point sensible de la réalisation des systèmes intégrés sur silicium, est variable dans le cas de l'électronique de puissance au contraire de la micro-électronique où elle est fixe. Nous devrons définir dans quelles conditions et à quel coût nous pouvons rendre ces filières de puissance moins flexibles pour tenter par la suite la création de modèles plus génériques. Ne pouvant pas rendre la technologie totalement fixe ne serait-ce à cause des substrats qui diffèrent tous selon le critère en tension

précisé dans le cahier des charges, nous devrons adapter ou mettre en place de nouvelles méthodes.

La partie fabrication des prototypes est partiellement différente entre le domaine de l'électronique de puissance et la micro-électronique en raison de la technologie utilisée qui doit pouvoir en certains points être "adaptable" et optimisable. Toutefois nous devrons stabiliser et caractériser les étapes technologiques afin de pouvoir les modéliser au mieux. Ces modèles permettront, à l'aide d'outils spécifiques ou déjà existant, de concevoir des cheminements technologiques rapidement et fiables au maximum.

La mise en place de tous ces éléments aboutira à une plateforme de conception assistée et de prototypage de systèmes intégrés sur silicium (CAPsis) à technologie variable.