JTEC Panel report on electronic manufacturing and packaging in Japan

This report summarizes the status of electronic manufacturing and packaging technology in Japan in comparison to that in the United States, and its impact on competition in electronic manufacturing in general. In addition to electronic manufacturing technologies, the report covers technology and manufacturing infrastructure, electronics manufacturing and assembly, quality assurance and reliability in the Japanese electronics industry, and successful product realization strategies. The panel found that Japan leads the United States in almost every electronics packaging technology. Japan clearly has achieved a strategic advantage in electronics production and process technologies. Panel members believe that Japanese competitors could be leading U.S. firms by as much as a decade in some electronics process technologies

Understanding Quantum Technologies 2022

Understanding Quantum Technologies 2022 is a creative-commons ebook that provides a unique 360 degrees overview of quantum technologies from science and technology to geopolitical and societal issues. It covers quantum physics history, quantum physics 101, gate-based quantum computing, quantum computing engineering (including quantum error corrections and quantum computing energetics), quantum computing hardware (all qubit types, including quantum annealing and quantum simulation paradigms, history, science, research, implementation and vendors), quantum enabling technologies (cryogenics, control electronics, photonics, components fabs, raw materials), quantum computing algorithms, software development tools and use cases, unconventional computing (potential alternatives to quantum and classical computing), quantum telecommunications and cryptography, quantum sensing, quantum technologies around the world, quantum technologies societal impact and even quantum fake sciences. The main audience are computer science engineers, developers and IT specialists as well as quantum scientists and students who want to acquire a global view of how quantum technologies work, and particularly quantum computing. This version is an extensive update to the 2021 edition published in October 2021.Comment: 1132 pages, 920 figures, Letter forma

Studies and development of a readout ASIC for pixelated CdTe detectors for space applications

Le travail présenté dans ce manuscrit a été effectué au sein de l équipe de microélectronique de l Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l Univers (IRFU) du CEA. Il s inscrit dans le contexte de la spectro-imagerie X et gamma pour la recherche en Astrophysique. Dans ce domaine, les futures expériences embarquées à bords de satellites nécessiteront des instruments d imagerie à très hautes résolutions spatiales et énergétiques.La résolution spectrale d une gamma-camera est dégradée par l imperfection du détecteur lors de l interaction photon-matière lui-même et par le bruit électronique. Si on ne peut réduire l imprécision de conversion photon-charge du détecteur, on peut minimiser le bruit apporté par l électronique de lecture. L objectif de cette thèse est la conception d une électronique intégrée de lecture de détecteur semi-conducteurs CdTe pixélisés pour gamma-caméra(s) compacte(s) et aboutable(s) sur 4 côtés à résolution spatiale Fano limitée . Les objectifs principaux de ce circuit intégré sont: un très bas bruit pour la mesure d énergie des rayons-X, une très basse consommation, et une taille de canal de détection adaptée au pas des pixels CdTe. Pour concevoir une telle électronique, chaque paramètre contribuant au bruit doit être optimisé. L hybridation entre l électronique de lecture et le détecteur est également un paramètre clef qui fait généralement la résolution finale de l instrument : en imposant une géométrie matricielle à l ASIC adaptée au pas de 300 m des pixels de CdTe, on peut espérer, réduire d un facteur 10 la capacité parasite amenée par la connexion détecteur-électronique et améliorer d autant le bruit électronique tout en conservant une densité de puissance constante. Une bonne connaissance des propriétés du détecteur nous permet alors d extraire ses paramètres électroniques clefs pour concevoir l architecture électronique de conversion et de filtrage optimale. Dans le cadre de cette thèse j ai conçu deux circuits intégrés en technologies CMOS XFAB 0.18 m. Le premier, Caterpylar, est destiné à caractériser cette nouvelle technologie, y compris en radiation, identifier un étage d entrée pour le pixel adapté au détecteur, et valider par la mesure les résultats théoriques établis sur deux architectures de filtrage, semi gaussien et Multi-Correlated Double Sampling (MCDS), approchant l efficacité du filtrage optimal et adaptées aux applications finales. Le deuxième circuit, D2R1, est un système complet, constitué de 256 canaux de lecture de détecteur CdTe, organisés dans une matrice de 16.16 pixels. Chaque canal comprend un préamplificateur de charge adapté à des pixels de 300 m.300 m, un opérateur de filtrage de type MCDS de profondeur programmable, d un discriminateur auto-déclenché à bas seuil de détection programmable par canal. L ASIC a été caractérisé sans détecteur et est en voie d être hybridé à une matrice de CdTe très prochainement. Les résultats de caractérisations de la puce nue, en particulier en terme de produit puissance . bruit, sont excellents. La consommation de la puce est de 315 W/ canal, la charge équivalente de bruit mesurée sur tous les canaux est de 29 électrons rms. Ces résultats valident le choix d intégration d un filtrage de type MCDS, qui est, à notre connaissance une première mondiale pour la lecture de détecteurs CdTe. Par ailleurs, ils nous permettent d envisager d excellentes résolutions spectrales de l ensemble détecteur+ASIC, de l ordre de 600 eV FWHM à 60 keV.The work presented in this thesis is part of a project where a new instrument is developed: a camera for hard X-rays imaging spectroscopy. It is dedicated to fundamental research for observations in astrophysics, at wavelengths which can only be observed using space-borne instruments. In this domain the spectroscopic accuracy as well as the imaging details are of high importance. This work has been realized at CEA/IRFU (Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l Univers), which has a long-standing and successful experience in instruments for high energy physics and space physics instrumentation. The objective of this thesis is the design of the readout electronics for a pixelated CdTe detector, suitable for a stacked assembly. The principal parameters of this integrated circuit are a very low noise for reaching a good accuracy in X-ray energy measurement, very low power consumption, a critical parameter in space-borne applications, and a small dead area for the full system combining the detector and the readout electronics. In this work I have studied the limits of these three parameters in order to optimize the circuit.In terms of the spectral resolution, two categories of noise had to be distinguished to determine the final performance. The first is the Fano noise limit. related to detector interaction statistics, which cannot be eliminated. The second is the electronic noise, also unavoidable; however it can be minimized through optimization of the detection chain. Within the detector, establishing a small pixel pitch of 300 m reduces the input capacitance and the dark current. This limits the effects of the electronic noise. Also in order to limit the input capacitance the future camera is designed as a stacked assembly of the detector with the readout ASIC. This allows to reach extremely good input parameters seen by the readout electronics: a capacitance in range of 0.3 pF - 1 pF and a dark current below 5 pA.In the frame of this thesis I have designed two ASICs. The first one, Caterpylar, is a testchip, which enables the characterization of differently dimensioned CSA circuits to choose the most suitable one for the final application. It is optimized for readout of the target CdTe detector with 300 m pixel pitch and the corresponding input parameters. With this circuit I have also analyzed possible filtering methods, in particular the semi-Gaussian shaping and the Multi-Correlated Double Sampling (MCDS). Their comparison is preceded by the theoretical analysis of these shapers. The second ASIC D2R1 is a complete readout circuit, containing 256 channels to readout CdTe detector with the same number of pixels, arranged in 16.16 array. Each channel fits into a layout area of 300 m . 300 m. It is based on the MCDS processing with self-triggering capabilities. The mean electronic noise measured over all channels is 29 electrons rms when characterized without the detector. The corresponding power consumption is 315 W channel. With these results the future measurements with the detector give prospects for reaching an FWHM spectral resolution in the order of 600 eV at 60 keV.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF