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Pôle AIME - Projet 2016-2020 - Renouvellement du GIP

 

I.  Carte d’identité du pôle de Toulouse:
l’Atelier Interuniversitaire de Micro-nano-Electronique.

Pôle interuniversitaire

L’Atelier Interuniversitaire de Micro-nano-Electronique (AIME),  pôle CNFM de Toulouse, a été créé en 1981 par une décision conjointe de L’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) l’Université Paul Sabatier (UPS),  l’Institut National Polytechnique (INP) et le CNRS de Toulouse. L’objectif était de mutualiser les moyens techniques et humains des établissements pour développer la formation expérimentale en microélectronique. Rapidement intégré au sein du réseau CNFM, L’AIME est vite devenu l’un des centres du CNFM à vocation nationale pour la formation en microélectronique, notamment dans le domaine des technologies de fabrication et de conception des circuits intégrés en technologie Si en salles blanches.

Thématiques centrales

La thématique centrale de l’AIME est l’électronique silicium avec les deux volets technologie et conception. Progressivement, d’autres thématiques ont été intégrées, autour des MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), des capteurs, des composants et systèmes analogiques et radiofréquences, les systèmes embarqués et les nanosciences. Durant le dernier contrat quinquennal, le périmètre thématique s’est élargi pour répondre à l’évolution des microtechnologies vers de nouvelles disciplines comme la chimie et la biologie, et de nouvelles applications dans le domaine de l’énergie (production par les cellules photovoltaïques, et stockage par les micro-super capacités) nouveaux vecteurs d’innovations. Cette évolution s’appuie sur les nouveaux besoins exprimés en formation initiale, formation par la recherche et continue en termes de compétences techniques d’ingénieurs et techniciens, dans le secteur de la microélectronique.  

Zone d’influence

Pôle principal au sud-ouest, la zone d’influence de l’AIME s’étend au-delà du site de Toulouse et de sa région. En effet, le pôle CNFM de Toulouse est un centre national du réseau CNFM et reçoit à ce titre de l’ordre de 300 étudiants extérieurs, originaires des universités d’Albi, Montpellier, Marseille, Bordeaux, Limoges, Tours, Besançon, … Toutes ces universités sont accueillies dans les mêmes conditions que les universités toulousaines grâce à la politique nationale coordonnée par le GIP CNFM. A noter que l’AIME reçoit chaque année des étudiants d’universités Espagnole et Brésilienne.

Equipements prioritaires existants

L’AIME possède des installations et un parc d’équipements qui lui permet d’adresser les différentes thématiques autour de la microélectronique et des nanotechnologies, tant du point de vue pratique et expérimental que théorique avec les outils de CAO. Au sein du réseau, et sur le site toulousain, les équipements les plus spécifiques sont, en salles blanches les outils de fabrication de circuits intégrés, tels que bâtis de dépôts, salles de photolithogravure, lithographie laser et électronique, fours de traitements thermiques, d’oxydation et de diffusion, techniques de gravure et de caractérisations physiques, optiques et électriques. L’AIME possède une plateforme spécifique pour des TPs de microscopie à force atomique et ses modes dérivés. Ces équipements qui ne peuvent être dupliqués pour des questions évidentes de coûts et de taux d’utilisation, sont ouverts à l’ensemble de la communauté universitaire et de recherche.

Environnement de recherche et économique

L’AIME est placé dans un environnement de recherche particulièrement riche en laboratoires de recherche universitaires et CNRS (LAAS, LPCNO, CEMES, LNCMI, CIRIMAT, LAPLACE, LABEX NEXT, …). Il est un des membres du réseau grand sud-ouest de plateformes technologiques regroupant les centres de Bordeaux, Limoges, Montpellier et Toulouse nouvellement constitué. Ce réseau vise à structurer la politique des plateformes. Au sein de ce réseau, l’AIME prendra en charge les aspects formations, notamment les aspects formations tout au long de la vie.

Tableau : Intégration du Pôle CNFM dans les actions du PIA et autres actions locales et nationales :

 

Pôle de Compétitivité

IDEX

LABEX

IDEFI

IRT

RTB (Rénatech)

Pôle CNFM de Grenoble

Aeropace

Valley

Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

NEXT

FINMINA

Saint Exupéry

LAAS-CNRS

CEMES-CNRS

 

NEXT : Nano mesures extrême et théorie.

LAAS - CNRS: Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes.

CEMES – CNRS : Centre d’élaboration des matériaux et d’études structurales.

Activité de formation initiale actuelle

Chaque année, près de 800 étudiants, de niveaux L2, M1, M2 et D, suivent une formation expérimentale sur les moyens technologiques, et 500 utilisent les moyens conception design.

Activité de formation continue actuelle

Actuellement, la formation continue et son catalogue est limitée. Elle concerne 30 personnes pour une durée moyenne de 2,5 jours. Elle fait l’objet d’un renouveau grâce à l’action fédératrice menée par le GIP CNFM à l’échelle nationale, mais aussi de la politique volontariste de nos tutelles INSA et INP.  Dans ce cadre, un accord a été mis en place avec la société Bruker pour la réalisation en commun de formations en microscopie en champ proche et ses modes dérivés, celles-ci étant réalisées sur le site de l’AIME. Un nouveau catalogue à la fois pour des formations en salle blanche ou en CAO est en cours de préparation avec la cellule de formation continue de l’INSA. Elle comprendra une dizaine de formations au total.

La formation continue concerne également les personnels de l’éducation nationale. En partenariat avec le rectorat, la maison de la recherche de l’Université Fédérale de Toulouse, l’AIME organise des formations spécialisées pour les enseignants du secondaire qui participent à Nanoécole (notamment en salle blanche) durant deux journées de formation (Voir ci – après).

Actions d’animation et de vulgarisation

La principale action de vulgarisation concerne l’accueil de collégiens et lycéens qui soit s’informent, soit suivent un programme pédagogique sur les « micro-nanotechnologies ».

Coordonné par C. Vieu, professeur à l’INSA de Toulouse, une action importante est menée en direction des étudiants du secondaire. Elle propose un ensemble d’outils pédagogiques pour la mise en place d’un programme intégré annuel couvrant les divers champs autour de la problématique des « micro-nanotechnologies », tant scientifiques que ceux associés aux humanités (histoire, littérature, enjeux éthiques et sociétaux, …). Une part est dédiée à la visite et l’expérimentation sur site à l’AIME. Dans ce cadre, l’AIME offre des stages de formations aux enseignants du secondaire. Cette méthodologie permet de toucher un large public, sur un nombre d’heures conséquents, et de couvrir un large territoire.  

Par ailleurs, l’AIME participe chaque année à la fête de la Science ouverte aux scolaires et au grand public, et aux journées portes ouvertes de l’INSA. Dans ces différents cadres une centaine de personnes visitent nos installations, et dont environ la moitié concerne des lycéens et collégiens qui réfléchissent à leur orientation vers des carrières scientifiques.

Concrétisation du soutien de la DGESIP

Le soutien de la DGESIP est le point d’appui de base pour le maintien et la remise à niveau des équipements, mais principalement l’acquisition de nouveaux matériels en vue d’illustrer la grande diversité des nouvelles techniques qui apparaissent et sont au cœur des nouvelles innovations. Celles-ci principalement utilisées pour la formation sont ouvertes pour des prestations aux laboratoires de recherche et aux PME ou entreprises. Stratégie du pôle : feuille de route stratégique.

Projection de l’activité :

Pour les cinq prochaines années, l’AIME souhaite poursuivre le développement de ses compétences techniques et progresser en terme d’activité à la fois en formation (mission principale) et support aux laboratoires et entreprises. La demande, à la fois, des formations et des laboratoires de recherche est forte, sur des outils toujours plus performants.

Identification des projets :

Dans le cadre de nouveaux projets, l’action sera mise sur le développement de nouveaux programmes de formation. D’abord, la découverte de nouvelles briques technologiques. Les projets immédiats concernent :

-          Technologie de microfluidique

-          Technologie sur substrat souple.

-          Technologie à l’interface avec les techniques de chimie et de la biologie/médecine.

-          Technologie de stockage électrochimique de l’énergie électrique par les micro-supercapacités.

-          Nanosciences : lithographie électronique et application à la connexion et l’étude de propriétés de conduction et optiques de composés bidimensionnel (graphène, MoS2).

De manière plus prospective, nous nous intéressons à la réalisation de substrats SOI par le procédé SMART-CUT et leur utilisation.

Sur le plan pédagogique, et jusqu’alors, les formations sont dispensés de manière séparée, soit techno, soit CAO. Pour mieux préparer les étudiants aux vrais métiers, où les deux compétences sont intriquées, nous souhaitons développer une approche de type projet, mêlant à la fois des aspects conceptions et réalisations. L’objectif est d’aller vers l’esprit d’un « FABLAB » et permettre aux étudiant de tester leurs propres solutions, amener les étudiants vers une démarche de développement et d’innovation. Premier exemple à l’échelle d’une puce : les étudiants seront ainsi amenés à fabriquer des composants élémentaires, puis concevoir et réaliser leur interconnexion finale pour répondre à un cahier des charges et produire une fonction demandée. Cette dernière interconnexion peut être réalisée grâce à des techniques de lithographie sans masque telle que la lithographie laser qui permet une large flexibilité et un prototypage rapide. Deuxième exemple, pour illustrer l’ensemble de la chaine d’innovation, à l’échelle d’un système : il s’agit d’une approche par équipe projet autour de la conception et la réalisation d’un capteur autonome communiquant par Wifi ou bluetooth intégrant un micro-controleur et une source autonome d’énergie, à la fois sur les aspects hard et soft. Ces deux projets sont portés par des filières de l’INP et de l’INSA, et seront ensuite proposés plus largement au niveau national.

Un des objectifs est la mise en place d'une offre de formation adaptée « tout au long de la vie ». La sensibilisation vers les plus jeunes (collégiens et lycéens) sera amplifiée. Mais l’objectif principal pour le prochain quinquennal sera la  formation continue. L’offre est actuellement réactualisée avec le soutien du service commun de formation continue de l’INSA et de l’INP de Toulouse. Des contacts sont établis avec les services de formation continue du CNRS. Les services communs de formation continue de l’INSA et de l’INP de Toulouse et le GIP-CNFM avec ses contacts directs avec les industriels du secteur seront les vecteurs de communications de nos formations.

Programme d’investissement associé (matériel et humain) :

La mise en place de ces nouveaux  matériels, programmes de formation et approches pédagogiques nécessitera la poursuite de la politique d’investissement pour l’acquisition de nouveaux équipements en phase avec l’évolution des compétences techniques des ingénieurs et techniciens. Un grand nombre d’équipements lourds (MEB-FEG, moyens de photolithographie, lithographie laser et électronique), ont déjà été acquis. Pour ce prochain quinquennal doivent être renforcées les moyens expérimentaux de fabrication et de caractérisation à l’interface technologie classique / chimie et biologie, ainsi que la mise en place d’une plateforme microfluidique. Durant les cinq dernières années près de 1,5 M€ ont été investis via des financements obtenus grâce à l’effet levier rendu possible par le soutien du CNFM. Le cout des nouveaux équipements est de l’ordre de 1-1,2M€ dont 400k€ seront demandés au CNFM via l’action « projets innovants ». 

Au niveau ressources humaines, du fait du fort dynamisme de notre structure, un personnel supplémentaire INSA sera recruté et affecté en salle blanche (prévu pour 2017, niveau et expertise à définir selon les besoins et possibilités de l’établissement). Une demande de personnel technique à l’INP, autre tutelle de l’AIME, a également été réalisée.

II.  Accompagnement des établissements :
objectifs prioritaires

 

Insertion dans la stratégie de formation et de recherche des établissements 

L’AIME a été fondé par l’INSA, INP, Université Paul Sabatier et CNRS de Toulouse pour permettre la mise en place d’une mutualisation de moyens techniques et humains en microélectronique afin d’offrir à leurs filières une plateforme expérimentale de haut niveau. D’importants moyens matériels et humains ont été attribués par les universités fondatrices dont 400 m2 de salles blanches et  8 personnels techniques permanents. Cette stratégie a contribué à la renommée des Ecoles et Universités de Toulouse dans le domaine des micro et nanotechnologies et d’irriguer tant au niveau local que national en thésards, ingénieurs et techniciens hautement qualifiés. Initialement orientée seulement vers la formation, la politique volontariste et soutenue par les établissements a permis de mettre en place des liens avec les laboratoires du site. Cette activité monte progressivement en puissance. Elle se fait en concertation et complémentarité avec les autres centrales toulousaines (Plateforme RENATEC du LAAS, Picolab du CEMES) et plus largement au niveau du grand sud ouest au sein du nouveau réseau de plateformes du grand sud ouest. Néanmoins, l’AIME restera et s’affirmera d’abord comme la plateforme de référence pour la formation sur le site Toulousain et plus largement le grand sud-ouest.

Justification du bon niveau de subsidiarité (Régional, National)

En dehors de la masse salariale des permanents prise en charge par les établissements, le modèle économique de l’AIME repose sur des ressources provenant de la formation, de la recherche et de projets avec financements régionaux, nationaux (via le GIP-CBFM, ANR) et européens. L’objectif pour le prochain quinquennal est de poursuivre sur la dynamique actuelle, avec un renforcement sur les activités propres de prestations aux laboratoires et entreprises, et la demande de financement d’équipements conjoints Formation/recherche.