NanoXplore et STMicroelectronics annoncent le lancement d’un FPGA européen nouvelle génération, conçu pour le spatial

NanoXplore, leader européen de la conception de SoC FPGA¹ et de technologies FPGA durcies aux radiations, et STMicroelectronics, un leader mondial des semi-conducteurs dont les clients couvrent toute la gamme des applications électroniques, annoncent la qualification du NG-ULTRA pour les applications spatiales. Ce SoC FPGA durci aux radiations a été conçu spécifiquement pour les applications spatiales, incluant les constellations en orbite basse et moyenne, et sera intégré dans de nombreux équipements satellitaires, notamment pour des missions phares telles que Galileo, Copernicus et potentiellement IRIS².

« La qualification ESCC 9030 du NG-ULTRA est une étape historique. Elle prouve que l’Europe maîtrise désormais l’ensemble de la chaîne de production de composants numériques de pointe adaptés aux exigences tant de l’espace lointain (« Deep Space ») que des constellations du « New Space ». Grâce au soutien de l’ESA, du CNES et de la Commission européenne (via la DG-DEFIS), NanoXplore et STMicroelectronics garantissent l’autonomie stratégique de l’Union européenne tout en rendant les satellites européens plus compétitifs que jamais », déclare Édouard Lepape, PDG de NanoXplore.

« Les applications spatiales exigent une chaîne d’approvisionnement souveraine et robuste, ainsi que des puces durcies aux radiations et optimisées en termes de coûts. ST met à profit son expertise des plateformes GEO et LEO avec sa technologie éprouvée FD-SOI, son savoir-faire en durcissement de composants, sa fabrication, ses technologies d’assemblage avancées et son environnement d’assurance qualité en Europe pour ouvrir le marché du New Space au NG-ULTRA de NanoXplore », ajoute Thomas Goust, Directeur Général de la Division Espace, sous-groupe RF & Communications Optiques, STMicroelectronics.

Premier produit certifié ESCC 9030 pour l’industrie européenne du New Space
Cette qualification marque un jalon industriel et technologique majeur pour l’écosystème spatial européen : le NG-ULTRA est le premier produit qualifié ESCC 9030, une nouvelle norme européenne dédiée aux microcircuits haute performance en boîtier flip-chip sur substrat organique ou plastique. Cette norme garantit la fiabilité requise pour les applications spatiales tout en permettant de s’affranchir des solutions traditionnelles en boîtier céramique, adaptées à l’espace lointain mais plus lourdes et plus coûteuses, marquant ainsi une avancée clé pour les constellations et les missions à fort volume.

La dynamique du « New Space » (constellations, orbites basses et moyennes, volumes plus importants) transforme les spécifications des équipements numériques embarqués et impose un changement d’échelle : il existe un besoin simultané d’une puissance de calcul accrue, d’une consommation d’énergie maîtrisée et de coûts contenus compatibles avec des déploiements à grande échelle. Le NG-ULTRA relève ce défi en permettant de traiter davantage de données directement en orbite (edge computing), limitant ainsi les goulots d’étranglement de la transmission entre l’espace et le sol.

Le NG-ULTRA cible des fonctions stratégiques telles que : les ordinateurs de bord, la gestion et le routage des données entre sous-systèmes, le traitement d’image et vidéo (compression et encodage en temps réel), la radio logicielle (SDR), permettant l’évolution à distance des modes de communication, et l’autonomie embarquée (détection, reconnaissance, supervision).

Une chaîne d’approvisionnement européenne et sécurisée
Au-delà de la performance, ce programme incarne une ambition stratégique : sécuriser une chaîne d’approvisionnement européenne souveraine et durable pour les missions de longue durée en réduisant les dépendances critiques. Pour le NG-ULTRA, le cadre industriel combine des capacités de conception, de fabrication, d’assemblage et de test réparties sur des sites européens, dans le but de concilier compétitivité, production en volume et fiabilité de classe spatiale.

En plus de ses propres centres de R&D et de conception à Paris, Grenoble et Montpellier, NanoXplore utilise diverses installations de STMicroelectronics en Europe, notamment le centre de R&D et de conception de Grenoble, l’usine de fabrication de plaquettes 300 mm de Crolles (France), le site d’assemblage spécialisé pour le spatial de Rennes (France), les sites de test et de fiabilité de Grenoble (France) et d’Agrate (Italie), ainsi que d’autres sites qualifiés en Europe.

Spécifications techniques
Doté d’une architecture SoC (System on Chip) « tout-en-un » conçue spécifiquement pour les applications de plateforme et de calcul embarqué, le NG-ULTRA combine un processeur multicœur avec du matériel programmable sur une seule puce. Cette architecture permet une plus grande agilité de conception, réduit la complexité des cartes électroniques et le nombre de composants, et optimise la latence, la masse et la consommation d’énergie.

Le NG-ULTRA est basé sur la plateforme technologique numérique FD-SOI 28 nm de STMicroelectronics, reconnue pour ses avantages en matière d’efficacité énergétique, de résistance aux radiations spatiales et de fonctionnalités architecturales avancées. Combiné à une technologie unique de durcissement aux radiations, le NG-ULTRA est conçu pour résister aux cycles thermiques, aux chocs et aux vibrations du lancement et de la vie orbitale à long terme, garantissant ainsi les meilleures performances et une durabilité optimale dans un environnement spatial hostile tout au long de la mission.

Le NG-ULTRA a été conçu pour fonctionner de manière fiable dans des environnements radiatifs sévères, offrant une tolérance à la dose ionisante totale (TID) allant jusqu’à 50 krad (Si) pour assurer des performances à long terme. Il démontre également une forte résilience aux effets singuliers (Single Event Effects), avec une immunité au latch-up (SEL) testée jusqu’à 65 MeV·cm²/mg et une immunité aux aléas logiques (SEU) validée pour des niveaux de transfert d’énergie linéaire (LET) dépassant 60 MeV·cm²/mg.

Le NG-ULTRA intègre un SoC complet basé sur un quadruple cœur Arm® Cortex®-R52 et offre une capacité de calcul élevée (537k LUTs + 32 Mb de RAM) pour répondre aux exigences les plus complexes des ordinateurs de bord.

Son architecture optimisée réduit considérablement la complexité de la carte électronique et la masse du système : deux des contraintes les plus critiques dans la conception spatiale. En réduisant le nombre de composants, le NG-ULTRA réduit simultanément la consommation totale d’énergie et les coûts du projet, tout en augmentant la fiabilité globale du système.

De plus, l’architecture basée sur la SRAM du NG-ULTRA permet une approche matérielle adaptative, autorisant une reconfiguration illimitée en orbite. Cette flexibilité « hardware-as-software » permet aux opérateurs de mettre à jour les fonctionnalités après le lancement, de s’adapter à l’évolution des normes de communication ou d’optimiser la puce pour différentes phases de la mission. Le NG-ULTRA fournit ainsi une plateforme pérenne qui prolonge la pertinence opérationnelle des actifs bien après qu’ils ont quitté le pas de tir.

Pour faciliter son adoption, le NG-ULTRA est également disponible sous forme de kit d’évaluation, une plateforme de prototypage complète qui permet de valider rapidement les performances et les interfaces, de réduire les risques d’intégration et d’accélérer le développement logiciel avant la production des modèles de vol.

À propos de NanoXplore
NanoXplore est une entreprise française fabless qui conçoit des composants FPGA durcis aux radiations pour des environnements de haute fiabilité, spécifiquement pour l’espace et l’avionique. L’entreprise a récemment lancé le NG-ULTRA, le SoC FPGA durci aux radiations le plus avancé au monde. Avec une présence internationale, NanoXplore est le leader européen de la conception et du développement de technologies SoC FPGA et un partenaire clé des principaux acteurs du secteur aérospatial.

À propos de STMicroelectronics
Chez ST, nous sommes 50 000 créateurs et fabricants de technologies de semiconducteurs et maîtrisons la chaîne d’approvisionnement des semiconducteurs avec des sites de fabrication de pointe. En tant que fabricant de dispositifs intégrés, nous collaborons avec plus de 200 000 clients et des milliers de partenaires pour concevoir et créer des produits, des solutions et des écosystèmes qui répondent à leurs défis et opportunités, ainsi qu’à la nécessité de soutenir un monde plus durable. Nos technologies permettent une mobilité plus intelligente, une gestion plus efficace de l’énergie et de la puissance, ainsi que le déploiement à grande échelle d’objets autonomes connectés au cloud. Nous sommes en bonne voie pour atteindre la neutralité carbone pour toutes les émissions directes et indirectes (scopes 1 et 2), le transport des produits, les voyages d’affaires et les déplacements des employés (notre objectif scope 3), et pour atteindre notre objectif de 100 % d’approvisionnement en électricité renouvelable d’ici la fin de 2027. Pour plus d’informations, visitez www.st.com.

[1]Les FPGA (Field Programmable Gate Arrays) sont des circuits intégrés dotés d’une structure matérielle programmable.