À l'horizon 2030, les prévisions estiment que le monde numérique sera responsable de 20 à 30 % de la consommation mondiale d'électricité, avec un impact environnemental conséquent appelant un changement de paradigme. Il devient en effet indispensable de placer la frugalité énergétique des futurs dispositifs électroniques comme un critère majeur de performance, au même titre que la puissance de calcul, la vitesse, la miniaturisation ou le coût.
En tant que véritable percée conceptuelle, la spintronique est porteuse de solutions disruptives pour adresser ce problème majeur du numérique de demain. Car elle offre des fonctionnalités accrues par rapport à l'électronique traditionnelle, en exploitant le spin de l'électron en plus de sa charge, ainsi qu'une faible consommation d'énergie grâce à la nature non-volatile du magnétisme. Cette discipline émergente, qui a déjà révolutionné le stockage des données et les technologies de capteurs, propose aujourd'hui plusieurs voies pour le développement de nouveaux composants, pour des dispositifs très peu énergivores, reconfigurables et intégrables.
Dans ce contexte, l'État via son plan France 2030 a décidé d'investir 38,13 millions d'euros sur huit ans dans le programme équipement prioritaire de recherche (PEPR) exploratoire SPIN. Piloté par le CEA et le CNRS, il associera notamment les Universités Grenoble-Alpes, Paris-Saclay et Lorraine afin de structurer et dynamiser la communauté spintronique française, ainsi que des industriels et des start-up. Du fait de son fort potentiel dans de nombreux domaines du numérique, le PEPR SPIN nouera d'étroites collaborations avec le PEPR Électronique démarré en 2022, et aussi avec les PEPR Technologies quantiques, Réseaux du futur, Matériaux émergents et Intelligence artificielle.
Le PEPR SPIN s'organisera autour de cinq objectifs :
- soutenir des projets collaboratifs phares et des appels à projets spécifiques dont cinq ont déjà été lancés en novembre 2023 (Chirex, Toast, Swing, Spincom et Adage) ;
- renforcer un réseau d'infrastructures de recherche accessibles à tous, à travers trois plateformes dédiées aux matériaux avancés (Spinmat), à la caractérisation avancée (Spincharac) ainsi qu'à la théorie et à la modélisation multi-échelle (Spintheory).
- attirer des talents par le financement de projets « Jeune scientifique » ;
- étoffer le volet formation pour préparer aux métiers de demain en spintronique et dans les technologies attenantes ;
- favoriser les synergies européennes, notamment dans le cadre du réseau Spintronic Factory initié en 2016 par deux entités du CEA et du CNRS (Spintec et Laboratoire Albert Fert) pour consolider la communauté et augmenter l'impact industriel des applications spintroniques dans l'Union européenne.
Les résultats et développements prévus au sein du PEPR SPIN pourront s'inscrire dans la stratégie nationale sur les composants, systèmes et infrastructures numériques, ainsi que dans celle des nouvelles agences annoncées par le Président de la République le 7 décembre dernier. Au-delà, à l'échelle européenne, ils pourront apporter de nouvelles opportunités dans le cadre du programme European Chip Act, qui vise à retrouver la compétitivité et la résilience dans les technologies et applications des semi-conducteurs.
« Grâce au PEPR SPIN, la forte dynamique de la spintronique ouvrira des perspectives entièrement nouvelles dans les domaines du calcul, de l'Internet des objets (IoT), des télécommunications, de la logique reprogrammable et des composants IA ; domaines répondant à des enjeux forts de souveraineté en technologie de l'information, de la sécurité, de l'énergie et de la santé, ou bien sur les marchés de la défense, du nucléaire ou encore de l'aérospatial », ont indiqué les directeurs du programme, Lucian Prejbeanu et Vincent Cros, respectivement du CEA-Irig et de CNRS Physique.