Des cartes graphiques... pour faire de la simulation en nano-électronique

Y. M. Niquet (CEA/INAC), F. Triozon (CEA/LETI) et C. Delerue (CNRS/IEMN Dept ISEN) ont reçu cette année le troisième prix au concours Bull-Fourier, qui récompense des travaux dans le domaine de la parallélisation des applications de simulation numérique. Dans le cadre du projet ANR P2N « Quasanova », cette équipe a développé un code de « fonctions de Green hors-équilibre » permettant la simulation quantique des transistors de prochaine génération, et l'a porté sur cartes graphiques (« GPUs »).

Les cartes graphiques – d'ordinaire utilisées pour gérer l'affichage sur les micro-ordinateurs – se révèlent aussi être de puissants auxiliaires de calcul qui permettent d'accélérer les simulations d'un facteur 15 à 20, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour la modélisation en micro- et nano-électronique. En effet, les dimensions caractéristiques des transistors ne cessent de diminuer et devraient atteindre ~10 nanomètres à l'horizon 2020. A cette échelle, les transistors montrent des propriétés caractéristiques de la mécanique « quantique » qui régit l'infiniment petit. Le développement d'outils de simulation adaptés, capables de rendre compte de cette physique complexe, est donc devenu un véritable enjeu pour les nano-technologies. Ils doivent permettre de comprendre, concevoir et optimiser les prochaines générations de dispositifs. C'est l'un de ces outils, développé au sein de l'ANR Quasanova, qui a été récompensé par ce prix pour ses performances sur les calculateurs massivement parallèles du GENCI.

Illustration : Caractéristique courant-tension de grille et cartographie du potentiel et de la densité électronique dans un transistor à nanofils.