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Thèse soutenue

Composant virtuel et ses processeurs de simulation

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Auteur / Autrice : Andy Catalin Negoi
Direction : Jacques Zimmermann
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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L'objectif de ce travail est d'elaborer un simulateur de composant microelectronique autonome a l'aide de circuits integres specialises. C'est toujours l'evolution technologique de ces dernieres annees en terme de densite des circuits integres numeriques qui a rendu possible une telle approche. Ce simulateur, que nous appellerions composant virtuel, peut avoir deux types d'utilisation possibles : soit faire des simulations physiques de composant grace a un concept permettant des vitesses de calcul tres elevees, soit comme outil pedagogique. La methode de simulation par la technique de monte-carlo doit son succes a sa grande simplicite conceptuelle et a sa capacite a simuler n'importe quel type de composants realises sur n'importe quel materiau. Son utilisation dans les logiciels de simulation commerciaux est preuve de sa robustesse. Cette methode etant appliquee depuis plus de vingt ans, elle peut etre consideree comme bien maitrisee. Le principal obstacle a la democratisation de cette methode a ete le fait qu'elle necessite des calculs intensifs. L'algorithme trace la trajectoire de chaque particule impliquee dans le transport. La quantite d'information qui peut etre extraite est tres grande. Pour en deduire des valeurs observables physiquement dans les manipulations (tels que des courants et des potentiels) nous devons faire des statistiques sur toutes les particules simulees. Nous pouvons aussi etudier les fluctuations, et ceci a une echelle de temps aussi fine que l'on veut. Les programmes de simulation sont utilises souvent sur des super-ordinateurs, des machines paralleles a plusieurs dizaines de processeurs. Le nombre de particules impliquees dans la physique du transport de charge dans les composants modernes s'eleve a quelques dizaines ou centaines de particules. L'originalite de notre travail est le transfert logiciel-materiel et l'emploi du parallelisme massif a base de circuits dedies.