Monitoring in situ du vieillissement des circuits amplificateurs de puissance RF pour une écoconception et une durée de vie étendue // In-situ Monitoring of RF Power Amplifier Circuits Aging for Eco-design and Extended Lifetime

L'industrie des semi-conducteurs, et en particulier celle des circuits radiofréquences (RF), fait face à des défis critiques liés à l'écoconception et à l'éco-innovation. Ces enjeux incluent la nécessité de prolonger la durée de vie des circuits tout en répondant aux attentes des marchés émergents tels que la 5G et la future 6G. Parmi ces circuits, les amplificateurs de puissance (PA) occupent une place centrale, étant à la fois des composants critiques en termes de performance énergétique et des cibles privilégiées pour l'amélioration de leur robustesse face au vieillissement et à leur éventuelle réutilisation.

Le monitoring in situ du vieillissement des PA représente une voie prometteuse pour développer des solutions à la fois innovantes et durables. A ce titre, ce sujet s'inscrit pleinement dans les stratégies d'écoconception en exploitant des plateformes technologiques avancées telles que les technologies CMOS SOI actuelles et futures, tout en intégrant les contraintes industrielles à travers des collaborations stratégiques existantes avec des partenaires majeurs du CEA Leti.

Cette thèse vise à concevoir une solution innovante de monitoring in situ pour évaluer et compenser le vieillissement des amplificateurs de puissance, prolongeant ainsi leur durée de vie grâce à des stratégies de réutilisation et d’autocorrection. Pour ce faire, elle reposera sur des méthodologies et des circuits adaptés à des cas concrets. Ainsi, l’ambition sera de développer une nouvelle génération de circuits robustes et durables, intégrant des mécanismes intelligents de gestion du vieillissement. En adoptant une approche d’écoconception, ce travail aura pour but de répondre aux défis environnementaux tout en renforçant la compétitivité industrielle des technologies CMOS SOI.
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The semiconductor industry, and more specifically the radio-frequency (RF) circuit sector, is facing critical challenges related to eco-design and eco-innovation. These challenges include the need to extend the lifetime of circuits while meeting the growing demands of emerging markets such as 5G and the future 6G. Among these circuits, power amplifiers (PA) play a central role, being both critical components in terms of energy efficiency and key targets for improving robustness against aging and enabling potential reuse.

In this context, in-situ aging monitoring of PAs appears to be a promising approach for developing innovative and sustainable solutions. This research topic is therefore fully aligned with eco-design strategies, leveraging advanced technological platforms such as current and future CMOS SOI technologies, while integrating industrial constraints through existing strategic collaborations with major partners of CEA Leti.

This thesis aims to design an innovative in-situ monitoring solution to evaluate and compensate for the aging of power amplifiers, thereby extending their lifetime through reuse and self-correction strategies. To achieve this, it will rely on methodologies and circuits specifically adapted to practical use cases. The ambition is thus to develop a new generation of robust and durable circuits, integrating intelligent aging management mechanisms. By adopting an eco-design approach, this work aims to address environmental challenges while enhancing the industrial competitiveness of CMOS SOI technologies.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Systèmes (LETI)
Service : Service Technologies Sans Fils
Laboratoire : Laboratoire Architectures Intégrées Radiofréquences
Date de début souhaitée : 01-09-2025
Ecole doctorale : Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Directeur de thèse : MORCHE Dominique
Organisme : CEA
Laboratoire : DRT/DSYS/STSF/LAIR
URL : https://www.linkedin.com/in/dominique-morche-07b4723a/?originalSubdomain=fr
URL : https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti
URL : https://sites.uclouvain.be/RF-SOI-group/team/jeanpierreraskin/

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Systèmes (LETI)
Service : Service Technologies Sans Fils

Ecole d'ingénieur ou master 2