​Le WP4 transverse au projet est piloté par l’ONERA-DPHY et implique également TIMA, le CEA-LSOSP et le CEA-CESTI. Il a pour objectif de simuler les mécanismes de création de fautes dans les circuits intégrés ainsi que l’effet des contre-mesures pour détecter les attaques.

​Objectif:

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  L'objectif sera de mieux comprendre les mécanismes de création de fautes dans les circuits intégrés en se basant sur des modélisations décrivant l'échelle du transistor et/ou de la cellule de bibliothèque constituant les portes logiques de la logique aléatoire. Ces travaux s'appuieront sur la plateforme MUSCA SEP3 dont le principe repose sur une modélisation multi-physique des effets des particules dans les semi-conducteurs. Ce WP aura pour premier objectif d'intégrer un modèle d'interaction rayon X - matière dans le flot de simulation multi-physiques et multi-niveaux (interaction des X, transport dans le semi-conducteur et impacts au niveau du semi-conducteur). Le second objectif sera d'adapter le flot de simulation dans le but d'étudier la sensibilité des circuits MITIX sous faisceaux X. Enfin, la simulation sera utilisée pour l'aide à l'évaluation de contre-mesures au niveau topologique.  Le WP4 sera en forte interaction avec les autres WPs, il est subdivisé en quatre sous-tâches.
  
  Tâche 4.1 : modèle d'interaction des faisceaux X dans les semi-conducteurs
  
  Comme mentionné dans l'état de l'art, la plateforme MUSCA SEP3 intègre actuellement des modèles d'interaction pour les particules (ion, proton, neutron, électron et muon) ainsi que pour les impulsions laser (voir le projet ANR LIESSE). Ces modèles prennent en compte deux propriétés essentielles dans la modélisation des échelles nanométriques : la répartition spatiale des dépôts ainsi que les dynamiques de génération (laser).
  
  Cette première tâche consistera donc à développer un modèle d'interaction pour les rayons X dans les semi-conducteurs. Ce modèle intégrera la description de la répartition 3D des dépôts d'énergie dans la partie fonctionnelle du transistor ainsi que l'impact des couches de métallisation dans le renforcement de ce dépôt. Ces modèles seront basés sur des résultats de simulations réalisés avec un code de transport (GEANT4). Les paramètres d'entrée de ce nouveau modèle seront l'énergie, la durée d'impulsion, le flux et la taille spot.
  
  Tâche 4.2 : plateforme de modélisation aux niveaux transistor, cellules et circuits
  
  Cette tâche a pour principal objectif d'adapter le flot de simulation à la problématique spécifique des rayons X. La plateforme MUSCA SEP3, développée depuis 2007 à l'ONERA/DPHY, repose sur une approche Monte-Carlo couplée avec des modèles ou bases de données physiques. Outre l'aspect interaction décrit dans la sous-tâche 4.1, un modèle physique calculant le ou les courants transitoires induits par les dépôts de charges permet l'étude des propagations des courants transitoires (SET) au niveau des cellules élémentaires ou des circuits. Ces modèles ont été validés jusqu'à des nœuds d'intégration 14 nm et adresse les technologies planar bulk, FDSOI et FinFET. A noter que les technologies 22 nm FDSOI, 28 nm, 45 nm, 90 nm et 350 nm visées par le projet MITIX font parties du périmètre de validité des modèles.
  
  Pour modéliser l'effet du circuit, une plateforme d'injection basée sur l'outil commercial CADENCE est utilisée pour évaluer la conséquence fonctionnelle du ou des courants transitoires induits sur la cellule ou le circuit. L'injection des courants physiques dans le circuit doit permettre d'établir un catalogue de fautes conjuguant les dynamiques de la perturbation et les probabilités d'occurrence selon la location de l'agression X, l'énergie, la taille du spot, etc. Les entrées doivent utiliser la méthode à plusieurs niveaux sont le fichier GDS (données topologiques) et le kit de conception de la technologie.
  
  Il est bien plus complexe de développer un modèle physique relatif à l'effet des pièges dans les oxydes, en particulier pour la prise en compte de l'impact des photons X sur les mémoires Flash. Un modèle comportemental et paramétrique basé sur les données de la littérature sera utilisé dans le cas spécifique des Flashs.
  
  Ainsi, ces éléments fournissent un flot de simulation basé sur des modèles physiques d'interaction et de transport dans le semi-conducteur pour simuler l'effet des faisceaux de rayons X ciblant les circuits construits à partir des technologies MITIX.
  
  Tâche 4.3 : Etude par simulation de la sensibilité des circuits MITIX sous faisceaux X
  
  Cette tâche aura pour objectif d'étudier par simulation la sensibilité des circuits MITIX sous faisceaux X et de les comparer aux résultats expérimentaux. Il s'agira de reproduire les conditions expérimentales, en particulier le positionnement du faisceau X vis-à-vis du circuit. Les mesures issues de la spectrométrie gamma permettront de décrire le spectre en énergie avant que le rayonnement interagisse dans le composant. Une seconde étape consistera à enrichir les analyses parcellaires menées du circuit (quelques positions choisies) et de dresser des cartographies de sensibilités étendues à une zone plus large de la topologie.
  
  Tâche 4.4 : Aide à l'évaluation de contre-mesures au niveau topologique
  
  La plupart des techniques d'implémentation physique des solutions de durcissement ou de contre-mesures au niveau circuit sont inopérantes pour les technologies à l'échelle nanométrique. En effet, ces solutions sont basées sur une description purement circuit, et considère que la particule perturbe un unique transistor. Or, il est avéré que pour les échelles nanométriques, plusieurs transistors sont simultanément impactés.
  
  Ainsi, cette sous-tâche consiste à utiliser la méthodologie multi-physique pour étudier et optimiser la disposition des cellules au niveau layout/routage. Un point important est que cette approche devra intégrer une approche récursive couplant les étapes de conception et les calculs multi-niveaux.