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Les solutions de laboratoires pédagogiques pour semi-conducteurs de Keysight sont conçues pour aider les universités à faire le lien entre la théorie des semi-conducteurs et la pratique des mesures. La gamme comprend trois parcours d’apprentissage ciblés : UU101LAB « Conception et mesure de base », UU102LAB « Test paramétrique et mesure sur plaquette » et UU103LAB « Mesure des circuits intégrés photoniques ». Ensemble, ils permettent aux étudiants d’acquérir une expérience pratique grâce à des instruments de semi-conducteurs de niveau professionnel, des logiciels, des exercices de laboratoire guidés et des flux de travail utilisés dans des environnements réels de recherche, de développement et de fabrication de semi-conducteurs.

Le contenu exact dépend du laboratoire choisi :

• Le cours UU101LAB « Conception et mesures de base » est axé sur les principes fondamentaux de la mesure des dispositifs à semi-conducteurs et de la conception en radiofréquence (RF). Il comprend 12 heures de travaux pratiques structurés, des plans de test et des fiches de travaux pratiques pré-configurés dans la Digital Learning Suite (DLS), des projets Advanced System (ADS), l’accès à une unité de mesure et de source de précision (SMU), ainsi que des activités pédagogiques portant sur les diodes électroluminescentes (LED), les transistors bipolaires à jonction (BJT), les transistors à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET), la conception de mélangeurs et la conception d’amplificateurs à transistors à effet de champ (FET).

• Le module UU102LAB « Tests paramétriques et mesures sur plaquette » est axé sur la caractérisation des dispositifs et les mesures au niveau de la plaquette. Il comprend une station de test à sondes, un analyseur de paramètres, des dispositifs sous test (DUT) et 13 heures d’exercices pratiques structurés répartis sur sept séances de laboratoire guidées. Les étudiants apprennent la mesure courant-tension (I-V), l'analyse capacité-tension (C-V), l'extraction de la tension de seuil, la mesure à très faible courant, la caractérisation des fuites, les mesures pulsées, l'atténuation de l'auto-échauffement et l'interprétation des données.

• Le module UU103LAB « Mesure des circuits intégrés photoniques » est consacré à la mesure des circuits intégrés photoniques (PIC) et au couplage optique. Il comprend une station de test, une source laser accordable, un analyseur de composants, une unité de mesure de source, un synthétiseur de polarisation, un wattmètre optique, trois unités de test (DUT) pour circuits intégrés photoniques, le logiciel de mesure Lambdascan, ainsi que 18 heures d'exercices pratiques structurés répartis sur six séances de travaux dirigés.

Choisissez le module pratique en fonction des acquis que vous souhaitez que les étudiants acquièrent.

• Optez pour le module UU101LAB « Conception et mesures de base » si votre cours doit aborder les mesures des dispositifs à semi-conducteurs et les principes fondamentaux de la conception RF. Ce module convient particulièrement aux cours qui établissent un lien entre le comportement de base des dispositifs et la conception, la simulation et l'optimisation de circuits à l'aide d'outils professionnels tels que DLS, ADS et des SMU de précision.

• Optez pour le module « UU102LAB : Tests paramétriques et mesures sur plaquette » si votre cours doit aborder la caractérisation des dispositifs semi-conducteurs, le test par sondes sur plaquette, les mesures à faible courant, les courbes I-V, les courbes C-V, les tests par impulsions et l'analyse pratique des données. Ce module est particulièrement adapté lorsque l'objectif est de familiariser les étudiants avec des processus de travail réalistes en matière de caractérisation au niveau de la plaquette et des dispositifs.

• Optez pour le module « UU103LAB Photonics IC Measurement » si votre cours doit aborder les thèmes suivants : tests des dispositifs photoniques, couplage optique, mesures dépendantes de la longueur d'onde, comportement de polarisation et validation des conversions optique-électrique ou électrique-optique. Ce module est conçu pour offrir aux étudiants une expérience pratique des tests de circuits intégrés photoniques et de l'optimisation du couplage optique.

Les universités peuvent également utiliser ces laboratoires comme un parcours d'apprentissage progressif. Par exemple, les étudiants peuvent commencer par la conception et la mesure de semi-conducteurs de base, passer ensuite aux tests paramétriques et aux mesures sur plaquette, puis s'orienter vers la mesure de circuits intégrés photoniques destinés à des applications optiques et électro-optiques spécialisées.

Oui. La solution « Keysight Semiconductor Teaching Lab » est destinée à l'enseignement des semi-conducteurs aux étudiants de premier cycle et de troisième cycle. Elle est conçue pour aider les enseignants à proposer un apprentissage par l'expérience, tout en permettant aux étudiants d'acquérir les compétences pratiques nécessaires à l'utilisation des instruments, des techniques de mesure et des flux de travail logiciels dans le domaine des semi-conducteurs.

Dans le cadre des cours de premier cycle, les travaux pratiques permettent aux étudiants de passer des concepts théoriques présentés dans les manuels à des mesures concrètes. Parmi les thèmes abordés figurent la caractérisation de base des composants, les courbes I-V, le comportement C-V, la tension de seuil, les courants de fuite, les principes fondamentaux de la conception RF, ainsi que la relation entre le comportement des composants et les performances des circuits.

Pour les cours de deuxième cycle ou les cours optionnels avancés, les laboratoires permettent d'approfondir les travaux dans les domaines suivants : mesures au niveau de la plaquette, tests paramétriques, mesures à faible courant, mesures pulsées, effets d'auto-échauffement, mesures de circuits intégrés photoniques, couplage optique, contrôle de la polarisation et interprétation avancée des données. Les laboratoires UU102LAB et UU103LAB sont particulièrement adaptés aux cours qui doivent faire le lien entre la physique des dispositifs, l'incertitude de mesure, les flux de travail au niveau de la plaquette et les méthodes de validation utilisées dans l'industrie.

Ces laboratoires peuvent également soutenir des programmes de développement des compétences, des « bootcamps » consacrés aux semi-conducteurs, des pôles techniques et des centres de formation qui ont besoin de permettre aux étudiants de se familiariser concrètement avec les instruments, les méthodes de mesure et les processus utilisés dans les environnements de recherche et de fabrication de semi-conducteurs.

Oui. Les solutions pédagogiques de Keysight sont conçues pour accompagner l'enseignement en classe et en laboratoire grâce à des ressources adaptées aux programmes scolaires. Chaque solution pédagogique comprend des diapositives modifiables, des fiches de travaux pratiques et un kit de formation personnalisable contenant des procédures de travaux pratiques détaillées. En ce qui concerne plus particulièrement les travaux pratiques sur les semi-conducteurs :

• UU101LAB comprend des travaux pratiques structurés et prêts à l'emploi, des plans de test DLS prédéfinis, des fiches de travaux pratiques et des projets ADS pour la conception de mélangeurs et d'amplificateurs à transistors à effet de champ (FET).

• Le module UU102LAB comprend des exercices pratiques structurés consacrés aux tests paramétriques et aux mesures sur plaquette, notamment les mesures C-V, les travaux pratiques I-V, l'extraction de la tension de seuil, les mesures à courant ultra-faible, la caractérisation des fuites, les mesures pulsées, l'atténuation de l'auto-échauffement et l'analyse des données.

• UU103LAB propose des expériences de laboratoire prêtes à l'emploi et des modules pédagogiques structurés consacrés aux tests de circuits intégrés photoniques, au couplage optique, à la caractérisation des dispositifs, aux mesures en fonction de la longueur d'onde et aux mesures liées à la polarisation.

Cela permet aux enseignants de réduire le temps consacré à l'élaboration des cours, d'uniformiser les expériences pratiques des étudiants et d'introduire des processus de travail liés aux semi-conducteurs adaptés aux besoins de l'industrie, sans avoir à concevoir chaque exercice pratique à partir de zéro.

Les exigences en matière d'installation dépendent de la configuration du laboratoire, du nombre de groupes d'étudiants, des instruments choisis et de l'orientation du cours (conception, mesures au niveau de la plaquette ou mesures de circuits intégrés photoniques). De manière générale, les universités doivent prévoir des paillasses de laboratoire, l'emplacement des instruments, l'accès à des ordinateurs ou à des logiciels, la manipulation sécurisée des appareils, le temps de préparation des enseignants, ainsi qu'un espace de rangement adapté pour les appareils, les sondes, les câbles, les accessoires optiques et le matériel pédagogique. 

La configuration varie d'un laboratoire à l'autre :

• Le module UU101LAB est axé sur la conception de base et les mesures à l'aide des techniques DLS et ADS, ainsi que sur la caractérisation des composants à l'aide d'un SMU de précision. Il est particulièrement adapté à un environnement pédagogique où les étudiants peuvent associer des exercices de conception assistée par logiciel à des mesures électriques pratiques.

• Le laboratoire UU102LAB nécessite de l'espace et une installation spécifique pour effectuer des mesures sur plaquette ou au niveau des composants à l'aide d'une station de test à sondes, d'un analyseur de paramètres, d'unités DUT et dans le cadre d'exercices pratiques structurés. Il est conçu pour la formation aux tests paramétriques des semi-conducteurs et aux mesures sur plaquette.

• Le UU103LAB nécessite un banc de mesure photonique comprenant des instruments optiques et électriques, une station de test, des circuits intégrés photoniques (DUT), une source laser, un analyseur de composants, un synthétiseur de polarisation, un mesureur de puissance optique et le logiciel de mesure Lambdascan. Il est conçu pour les tests de circuits intégrés photoniques et la formation au couplage optique.

Les enseignants n’ont pas à prendre ces décisions seuls. La mise en place d’un laboratoire dédié à la formation en ingénierie nécessite des connaissances et une bonne planification, et la solution pédagogique choisie doit répondre aux besoins de l’enseignant. Les universités peuvent faire appel à Keysight pour les aider à déterminer la solution pédagogique, la configuration du laboratoire et l’approche de mise en œuvre les mieux adaptées à leur programme d’études et à leurs installations.