Direction scientifique
Transfert de connaissances vers l'industrie

Nos Thèses par thème

Optimisation de l'insertion de contre mesure pour la sécurité des Circuits Intégrés

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Calcul Embarqué

Master Recherche (M2) Recherche opérationnelle / Optimisation combinatoire

01-10-2019

SL-DRT-19-0681

lilia.zaourar@cea.fr

Les Chevaux de Troie Matériels (CTM) sont des blocs malicieux insérés dans les Systèmes sur Puce (SoC) à l'insu du concepteur. Un SoC contaminé représente une menace sérieuse puisqu'il peut avoir un comportement non désiré allant de la fuite d'informations confidentielles au déni de service. Des méthodes de conception existent pour contrer ces CTMs, mais elles modifient l'architecture du SoC avec un impact important sur ses caractéristiques et performances. Le projet ANR MOOSIC (Multi-Objective Optimised Synthesis to Improve Cybersecurity) propose de prendre en compte la lutte contre les CTMs au même titre que les autres caractéristiques lors de la conception, afin d'obtenir un bon compromis entre la sécurité et les performances. Pour cela, il est envisagé tout d'abord d'établir et d'évaluer des propriétés de sécurité, puis de les intégrer dans l'étape de synthèse au moyen de techniques d'optimisation multi-objectif. Le SoC ainsi conçu permettra de lutter contre la cybercriminalité, sans surcoût important. Le candidat devra proposer une modélisation mathématique complète du problème qui prend en charge l'ensemble des contraintes et objectifs (sécurité, surface, fréquence, consommation). Il devra ensuite proposer des algorithmes d'optimisation pour résoudre efficacement le problème d'insertion des contres mesures sur les critères conventionnels (temps, surface, consommation). Enfin, une validation de la méthodologie sur des premiers exemples simples est envisagée. Le stage se déroulera au LIP6/Sorbonne Université à Paris et sera co-encadré avec le CEA LIST. Une poursuite en thèse est envisagée. Elle permettra d'approfondir la résolution du problème et d'effectuer des tests sur des exemples réels issus de partenaire industriel du projet

Élaboration et caractérisation de couches ferroélectriques pour la fabrication de transistors FeFET

Département Technologies Silicium (LETI)

Autre laboratoire

Master2; Ingénieur physique du solide, surfaces et interfaces

01-02-2019

SL-DRT-19-0682

nicolas.vaxelaire@cea.fr

L'évolution permanente des dispositifs électroniques exige que leurs constituants soient sans cesse adaptés. Les mémoires actuelles se basent sur des architectures dites à changement de phase ou PCM (Phase Change Memory), mais elles nécessitent des courants élevés pour fonctionner. L'introduction des matériaux ferroélectriques permettrait de créer des mémoires fonctionnant avec des tensions d'opération moindres et seraient donc plus adaptées aux technologies nécessitant une faible consommation (applications mobiles par exemple). La particularité principale de ces matériaux est leur capacité à conserver une polarisation rémanente à champ nul. Cette polarisation peut être renversée sous l'effet d'un champ électrique externe. Il est donc possible d'associer les deux états de polarisation aux deux états logiques d'un transistor (« passant » et « bloquant »), élément de base des mémoires. Cette thèse a pour objectif d'étudier ces matériaux ferroélectriques afin de les introduire dans les mémoires des futures générations. Une étude bibliographique permettra l'établissement d'un plan d'expérience pour élaborer des couches par dépôt de couches atomiques (ou ALD pour Atomic Layer Deposition). Ensuite, ces dépôts seront caractérisés en fonction de plusieurs facteurs comme la ferroélectricité, la structure cristalline ou encore la composition. De cette analyse seront déduites les conditions optimales pour satisfaire une polarisation élevée du matériau. L'intégration des couches dans les transistors associés marquera une deuxième étape de la thèse. Celle-ci servira principalement à valider la bonne fonctionnalité de ces transistors dits FeFET, mais aussi à étudier l'interface entre l'oxyde ferroélectrique et le canal du transistor. Cette étude de l'interface, supportée par des simulations thermodynamiques et cinétiques, veillera à ce que les charges ne viennent pas s'accumuler à ce niveau, ce qui impacterait le bon fonctionnement du transistor.

Détection de contraintes mécaniques sur des lignes de transmission par ajout de matériaux sensibles

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Fiabilité et Intégration Capteur

Electromagnétisme et traitement du signal

01-09-2019

SL-DRT-19-0683

nicolas.gregis@cea.fr

La réflectométrie est une technique qui remonte aux origines de l'électromagnétisme et dont le principe est similaire à celui du radar. Depuis le début des années 2000, le CEA LIST a développé des technologies permettant d'utiliser la réflectométrie pour le diagnostic de câbles électriques, en s'appuyant notamment sur des architectures électroniques embarquées, tel des FPGA ou des SoC. Aujourd'hui, les avancées de ces technologies permettent d'étendre les champs applicatifs de la réflectométrie, en particulier ajouter au câble une fonctionnalité supplémentaire de capteur de contraintes. Pour ce faire, il est possible de tirer parti de nouveaux matériaux, comme les dépôts souples magnétostrictifs, qui génèrent des effets électromagnétiques sous contraintes mécaniques, et inversement. Des premiers travaux dans ce sens ont montrés des résultats prometteurs et l'objectif de cette thèse est de proposer un nouveau design de câble intégrant ces matériaux qui, combinés à la réflectométrie, permettra de mesurer les contraintes mécaniques que lui et le système dans lequel il repose subissent. Le travail portera sur le choix du matériau le plus adapté à ce but, l'adaptation de la réflectométrie au contexte cité, notamment par la création de nouvelles techniques de traitement du signal, pour enfin proposer et tester un nouveau design de câble instrumenté. Pour accomplir le travail demandé dans cette thèse, l'étudiant devra posséder de solides bases en électromagnétique pour bien appréhender à la fois le domaine de la réflectométrie et celui de la magnétostriction, les deux technologies au c?ur du sujet. Des bonnes connaissances en traitement du signal faciliteront l'exploitation des mesures issues des modèles et des tests, et aideront à orienter les travaux de la thèse dans une démarche pour un potentiel transfert technologique. Une attention particulière devra être portée sur la mise en place de bancs d'essais. Il est donc attendu que l'étudiant propose une démarche expérimentale construite et méthodique à partir des ressources mobilisées au cours des trois années de travail.

Etude des interactions origami d' ADN - surface pour application en lithographie

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

M2 physique des materiaux, microelectronique

01-09-2019

SL-DRT-19-0684

raluca.tiron@cea.fr

Cadre et contexte: Les technologies de l'information de demain vont avoir besoin de structures de plus en plus complexes qui, dans une démarche logique de miniaturisation, combinent à la fois la haute résolution, la haute densité ainsi que le design complexe (formes arrondies, empilement 3D, etc.). Dans ce contexte et pour répondre aux futures exigences des technologies, des nouvelles techniques de nano-structuration devront être envisagées. De par son gabarit nanométrique (diamètre de 2nm), sa propension à l'auto-assemblage, sa diversité structurale et les possibilités de fonctionnalisation, l'ADN constitue une brique de choix. Il offre notamment la possibilité de réaliser des architectures en 2D et en 3D, définies au nanomètre près Travail demandé : cette thèse a pour objectif de démontrer la faisabilité de nano-structurer la surface d'un substrat en utilisant un masque en origami d'ADN. Il vise une résolution ultime de quelques nanomètres, une densité de motifs compatible avec des applications microélectroniques par exemple, mais aussi la réalisation de structures complexes auto-alignées. La partie technologique sera focalisée sur le positionnement déterministe des origamis et les procédés de gravure associés

Techniques de test pour des critères de couverture avancés

Département Ingénierie Logiciels et Systèmes (LIST)

Laboratoire pour la Sûreté du Logiciel

Master 2 Recherche ou diplôme d'ingénieur en Informatique

01-02-2018

SL-DRT-19-0701

virgile.prevosto@cea.fr

L'univers des logiciels modernes se caractérise par une complexité croissante et un besoin de validation rigoureuse dans de nombreux domaines. Le test reste la principale technique pour trouver des erreurs dans les logiciels aujourd'hui. Différents critères de couverture de test (instructions, décisions, MCDC, critères flots de donnée, etc.) ont été proposés dans la littérature pour guider la génération de données de test et évaluer le niveau de couverture d'une suite de tests donnée. Cependant, leur support dans les outils existants et leur utilisation dans l'industrie reste très partiels. Ce sujet vise à proposer des méthodes innovantes de gestion de critères de test avancés (spécification des critères, génération guidée par les objectifs, calcul du taux de couverture, prise en compte des objectifs infaisables et redondants). Une première réponse à ce problème a été apportée récemment par le formalisme des labels et son extension à base d'hyperlabels aux critères avancés (tels que critères flot de donnée, MCDC, etc.). Cependant, le support des hyperlabels dans LTest est actuellement très partiel. Le premier objectif technique de la thèse concerne la génération de test pour les hyperlabels, en visant notamment des critères importants incluant des hyperpropriétés (comme MCDC) et flots de donnée (comme all-use, all-def). Cela va nécessiter de concevoir et développer de nouveaux algorithmes de génération de test en utilisant des techniques d'exécution symbolique dynamique. Une deuxième direction consiste à proposer des techniques de détection d'objectifs de test polluants (e.g. infaisables ou redondants). Le méchanisme de spécification des hyperlabels sera appliqué pour spécifier de nouveaux critères important dans la pratique industrielle, et éventuellement étendu. Enfin, d'autres services de test seront proposés ou améliorés, notamment pour l'évaluation de la couverture. Les techniques développées seront évaluées sur des logiciels réels, open-source ou fournis par des partenaires industriels. La thèse sera effectuée au laboratoire Surete de Logiciels du List sous la direction de Nikolai Kosmatov et co-encadrée par Virgile Prevosto. Le candidat aura un Master 2 Recherche ou diplôme d'ingénieur en Informatique en ingénierie logicielle et aura des compétences en exécution symbolique, analyse statique et/ou vérification déductive.

Développement de supercondensateurs hybrides au potassium

Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN)

Laboratoire Prototypage et Procédés Composants

Electrochimie - Matériaux - Physico-Chimie

01-10-2019

SL-DRT-19-0703

benoit.chavillon@cea.fr

Dans le cadre des développements de nouvelles technologies de batterie effectués au sein du Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN), un nouveau système de supercondensateur "hybride" a été développé. Ce type de supercondensateur est assemblé à partir d'une électrode standard de supercondensateur et d'une électrode de batterie. Ainsi, les supercondensateurs hybrides utilisant le potassium comme ion de transport de charge ont été développés au CEA, ces études aboutissants à un système viable et fonctionnel dont les performances initiales sont très intéressantes. Cependant, le système montre plusieurs verrous au niveau de son fonctionnement qui ne peuvent être levés que via la compréhension fine des phénomènes physiques, chimiques et électrochimiques qui ont lieu pendant les cyclages de ce système. Pour ces études, différents moyens d'analyses seront utilisés, autant pour des caractérisations électrochimiques que des caractérisations fines des matériaux mis en ?uvre tels que des analyses de spectroscopie XPS ou Raman, par microscopie ou encore par diffraction des rayons X. Simultanément à ce travail d'analyse, une partie de la thèse sera dédiée à l'optimisation des matériaux utilisés et au travail de la formulation et de l'équilibrage des électrodes afin d'améliorer les performances des matériaux. La thèse pourra aussi mener en fonction des avancements de compréhension à des optimisations du système par la gelification de l'électrolyte ou l'étude de systèmes bipolaires.

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