PANAMA – Innovation Award 2013
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Le projet de recherche PANAMA
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Ce prix de l’innovation constitue une reconnaissance de l’Union européenne au plus haut niveau dans le domaine de la micro et la nanoélectronique. Panama a été retenu comme le plus innovant des 40 projets sélectionnés dans le programme Catrene, programme européen qui finance la coopération entre instituts de recherche, industriels des semi-conducteurs et entreprises utilisatrices.
Les applications visées par le projet sont les communications mobiles (3G/4G), les transmissions satellites, les applications avioniques et les réseaux domestiques.
Projet CATRENE PANAMA
Le projet PANAMA proposait des innovations dans les systèmes de transmission et amplificateurs de puissance afin d’améliorer leurs performances et leur rendement. Différents types de systèmes ont été étudiés (intégrés, discrets et distribués) pour les applications suivantes: téléphones cellulaires 3/4G, stations de base pour téléphonie cellulaire 3/4G, avionique, communication par Satellite et réseau domestique. Le projet a suivi une approche « top-down » afin de permettre l’évaluation des avancées de PANAMA au niveau système de transmission complet.
L’objectif principal était le gain en rendement pour chaque application:
- 20% pour les systèmes intégrés
- 30% pour les systèmes discrets
- 10% pour les systèmes distribués
Au-delà de la réalisation de ces systèmes, PANAMA devait s’appuyer sur le développement d’outils innovants pour la caractérisation, la modélisation et la simulation. Pour atteindre ces objectifs d’innovation, le projet PANAMA a rassemblé des partenaires importants des secteurs du semi-conducteur, des outils de CAO, du monde académique en provenance de France, Belgique, Pays-Bas et Espagne. Leur collaboration s’est effectuée au travers du but commun qui consistait à améliorer le rendement des chaines RF de transmission, une approche système et des architectures communes et enfin des outils communs de simulation, mesures et caractérisation. Les partenaires se sont regroupés autour de partenaires moteurs dans leur domaine d’application ainsi que l’indique la figure suivante.
Le projet PANAMA était composé de 4 sous-projets techniques en lien direct avec les innovations visées et de 2 sous-projets de gestion et dissémination. Il était géré par NXP Semiconductors France qui assurait également la coordination France. STF a pris la responsabilité du SP1, Thales celle du SP2 et du SP5. Le SP3 était géré par OMP et le SP4 par Agilent.
L’IEMN a participé aux caractérisations et design d’un certain nombre d’amplificateurs de puissance. Les réalisations émanant de ce consortium ont permis des gains en rendement en puissance ajoutée notables et cela pour des gammes de fréquences très différentes comme l’illustrent les figures ci dessous.
– Amélioration du rendement du PA Doherty PA pour Station de Base, 20% typique en utilisant du GaN, avec augmentation de la bande passante afin de supporter les systèmes de nouvelle generation
– 2 nouvelles architectures d’ADC ont été conçues (1 brevet déposé)
– Achitecture LINC innovantes avec combineur de Chiriex, PAE de environ 82% obtenue. Etude d’algorithmes de prédistorsion
– Concept innovant d’antenne à pointage vers le bas permettant de mieux cibler l’utilisateur et donc de diminuer la puissance émise
Le graphique ci-dessous présente les publications, communications et brevets réalisés lors de ce projet de trois ans.
| Plublications : – Poursuite du haut niveau de publications – Nombre important de publications communes  Invention Disclosures: – STF (1), LETI (2), STEB (3), NXP (7), ITP (1), KUL (2), Agilent (1) – Agilent (1) pending IDs |
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Quelques résultats
– 2 PAs GaN en bande L réalisés en utilisant de nouveaux modèles MHV, qui sont à l’état de l’art :
_____. Un PA 10W avec une PAE>60%
_____. Un PA 100V avec une PAE>50%
– Une nouvelle méthodologie de conception a été appliquée à 2 PAs permettant un bon accord avec les mesures
– Un gain en rendement de 40% en utilisant l’Envelope Tracking (ET), DPD plus ET permettront d’obtenir de meilleurs résultats
– Plusieurs PAs réalisés en bandes X et S utilisant de nouvelles classes d’opération, ayant entre 40% et 50% de PAE. Ces PAs sont disponibles au catalogue MACOM
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