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Les convertisseurs analogique/numérique (CAN, ou codeurs) supraconducteurs tirent parti des avantages spécifiques au comportement quantique des matériaux supraconducteurs : très faible dissipation de puissance, grande rapidité et surtout quantification du flux magnétique permettant d’obtenir une linéarité supérieure à celle des CAN semi-conducteurs. Leurs performances répondent aux exigences des domaines RADAR et télécommunications.
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Caractéristiques et performances du codage numérique
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6. Conclusion
Les codeurs à SQUID ont démontré des performances exceptionnelles grâce aux propriétés uniques de l’état supraconducteur : quantification du flux, temps de réponse très court et faible dissipation. En particulier, leur résolution et leur rapidité ont déjà surpassé toutes les autres réalisations ; l’existence du quantum de flux permet d’envisager des circuits à très grande linéarité et très grande dynamique. Cela n’aurait pas été possible sans refroidir les circuits qui sont limités par le bruit thermique (en ce qui concerne les CAN à 14 bits et plus), ou par le temps de porte (CAN de moins de 14 bits). L’amélioration des CAN semi-conducteurs est d’un bit et demi sur 8 ans, ce qui par extrapolation donnerait 15 ans d’avance à la technologie supraconductrice.
L’introduction de la technologie supraconductrice à haute température critique permettrait de travailler à des températures de l’ordre de 30 K, avec un taux d’erreurs compatible avec les applications en RADAR et télécommunications, tout en améliorant encore la rapidité des circuits (temps de porte de l’ordre de 0,1 ps).
Le nombre restreint de composants pour réaliser un CAN, ainsi que la très faible dissipation de puissance, sont des facteurs importants pour l’intégration, la distribution des horloges et le rendement de fabrication.
Il est clair que cela représente une rupture technologique importante, au point d’aborder en pionnier plusieurs problématiques non fondamentalement spécifiques aux supraconducteurs. Toutefois, les équipes concernées par ces développements restent de taille très réduites par rapport aux équipes impliquées dans les technologies semi-conductrices. Dans ces conditions, il est remarquable qu’on ait pu réaliser des prototypes supraconducteurs dont les performances dépassent déjà celles des CAN semi-conducteurs. Il y aurait certainement encore une marge non négligeable à gagner si l’expertise des concepteurs de CAN semi-conducteurs pouvait bénéficier à l’optimisation des CAN supraconducteurs.
À court et moyen terme, la stratégie la plus adaptée consiste à hybrider des circuits supraconducteurs avec des semi-conducteurs uniquement là où la supraconductivité permet de lever un verrou. Cela permet de laisser les problèmes liés au système pour une étape ultérieure, à condition de réaliser...
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BIBLIOGRAPHIE
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