Le projet sera lancé le 1er octobre 2025 et vise à contribuer à l'expansion de l'infrastructure numérique européenne et à consolider sa souveraineté technologique.
Les réseaux de fibre optique sont une pierre angulaire de l'avenir numérique. Face à la concurrence accrue entre les industries pour les technologies clés, la demande en bande passante plus élevée et en latence plus faible ne cesse de croître. Les futurs réseaux 6G, en particulier, devront répondre à des exigences de transmission de données extrêmement élevées. Le défi : plus le débit de données souhaité est élevé, plus la qualité du signal tend à se dégrader. Pour compenser les interférences, les opérateurs utilisent actuellement des processeurs de signaux numériques. « Cependant, ces derniers sont coûteux et ne constituent pas une solution durable à long terme en raison de leur énorme consommation énergétique », explique Michael Rothe, responsable du groupe IA embarquée au Fraunhofer IIS. De ce fait, les augmentations supplémentaires de débit de données par fibre optique atteignent leurs limites techniques.
Le projet SpikeHERO travaille à une solution. Ses partenaires développent une architecture de processeur d'IA novatrice, combinant une puce de réseau neuronal optique et électrique. Ces réseaux neuronaux surveilleront en continu le canal de communication, analyseront les signaux et corrigeront les interférences au niveau du récepteur grâce à des paramètres de contrôle. En préservant la qualité du signal, de nouvelles perspectives s'ouvrent pour l'augmentation des débits de données dans les systèmes à fibre optique. Plus précisément, le projet vise à tripler la bande passante, la faisant passer de 10 GHz à 30 GHz, et à réduire la latence de 10 microsecondes à moins de 6 nanosecondes. Parallèlement, la consommation d'énergie devrait diminuer de 7-10 watts à seulement 1-2 watts.
Inspiré par le cerveau
Les réseaux de neurones à impulsions (SNN) sont considérés comme une avancée prometteuse en intelligence artificielle. Leur mode de fonctionnement imite les principes du cerveau humain : l’information est traitée par impulsions, ou « pics », et uniquement lorsqu’un seuil de pertinence critique est dépassé. Cela rend les SNN idéaux pour les applications d’IA exigeant à la fois une réactivité en temps réel et une faible consommation d’énergie.
Il existe différentes approches pour développer le matériel des puces SNN. Les semi-conducteurs optiques transmettent les pics via des photons, tandis que leurs homologues électriques utilisent la tension et le courant. Chaque type présente des avantages, et SpikeHERO vise à combiner les deux. Pour la puce SNN électrique, le projet utilisera la puce SENNA développée par Fraunhofer IIS et Fraunhofer EMFT. « Nous travaillons actuellement sur la deuxième génération, qui promet des débits de pointe encore plus élevés avec une consommation d'énergie réduite », explique Rothe.
Une collaboration paneuropéenne
SpikeHERO (Spike Hybrid Edge Computing for Robust Optoelectrical Signal Processing), financé par le Conseil européen de l'innovation (EIC) avec un budget de plus de 4,2 millions d'euros, se déroulera du 1er octobre 2025 au 30 septembre 2029. Cette initiative rassemble des partenaires de recherche et industriels de quatre pays européens : Fraunhofer IIS, Fraunhofer EMFT, l'Université de technologie d'Eindhoven, Hewlett Packard Enterprise Labs Belgium et Argotech (République tchèque). Des projets comme SpikeHERO s'appuient sur les capacités et l'infrastructure mises en place par Research Fab Microelectronics Germany (FMD) et les renforcent. Ils contribuent également au projet pilote APECS pour le conditionnement avancé et l'intégration hétérogène de composants et de systèmes électroniques, mis en œuvre par FMD dans le cadre du règlement européen sur les puces. L'objectif : stimuler l'innovation dans le domaine des chiplets et faire progresser la recherche et la fabrication de semi-conducteurs en Europe sur le long terme.
