Contract: Full Time/Fixed Term for three (3) years.
Supervisor:
Dr Mohamed Lamine Faycal BELLAREDJ, Assistant Professor
Department of electrical engineering, Universite de Moncton (Moncton campus)
Email: [mohamed.lamine.faycal.bellaredj@umoncton.ca]
Context & Motivation:
Because of their extreme computational needs where workloads demand rapid and significant shifts in power consumption, next-generation high-performance computing (HPC) platforms used in machine learning, big data and artificial intelligence (AI) based applications (CPUs, GPUs, AI accelerators etc.) require high power demands with optimized power distribution networks (PDNs) to improve power efficiency and preserve power integrity. Integrated voltage regulators (IVRs) with integrated passives can play a key role as a part of the PDN in enhancing power efficiency and performance in HPC systems. IVRs either in package or on-chip, provide voltage regulation closer to the load, enabling miniaturization and modularity while reducing resistive losses due to shorter PDN interconnects, and enabling faster power management loops with better power integrity and savings. By minimizing power loss and simplifying the circuits design, IVRs contribute to better thermal management and thus to a higher overall system efficiency.
This PhD research project targets the development of novel composite magnetic materials and package-embedded power magnetic core inductors based on these materials, which will be used to implement high frequency and high efficiency IVRs for HPC applications.
Objectives:
-Fabrication, characterization and modeling of the composite magnetic materials.
-Modeling, fabrication, characterization and of the embedded power magnetic core inductors.
-Implementation of an IVR module for HPC using the fabricated power magnetic core inductors and characterization.
Candidate Profile:
-
MSc degree in electrical engineering, physics, materials science, or a closely related field.
• Background in composite materials, magnetic materials and devices, additive manufacturing and micro/nanofabrication, power electronics, electronic packaging and integration.
• Experience with numerical simulation and analytical computation tools: Ansys HFSS, Matlab etc.
• Strong interest in multidisciplinary, application-driven research with desire to innovate and pursue advanced research.
-
Highly analytical, with good interpersonal and organizational skills
-
Strong technical writing and communications skills.
Funding
Funded position for three years with an annual salary of 18000 CAD..
Application procedure:
The application package should include all the following documents in PDF format and should be sent by email to (mohamed.lamine.faycal.bellaredj@umoncton.ca):
-A detailed CV including publication list.
-A one-page cover letter.
-Academic degrees (MSc, BSc) and transcripts.
-Your MSc thesis.
-Three (3) reference letters.
Start Date
As soon as possible (ideally October 2025). Only shortlisted candidates will be contacted.
Hosting laboratory
The hosting laboratory will be the advanced packaging and integration lab of the electrical engineering department of the universite de Moncton (Moncton campus).
About the Université de Moncton
The Université de Moncton is a French-language university in New Brunswick, Canada, with campuses in Moncton, Edmundston, and Shippagan. It's the largest French-language university outside of Quebec. The university offers a wide range of programs across various disciplines as well as a vibrant student life, characterized by a blend of academic, social, and athletic activities. The university is known for its strong sense of community, fostered by numerous student organizations, free access to sports facilities, and a lively campus atmosphere. Moncton itself provides a welcoming affordable living environment with a mix of urban amenities and a relaxed pace, making it an attractive place for students. For more information, please visit https://www.umoncton.ca/english/.
Bibliography
[1] M. L. F. Bellaredj, et al, “Fabrication, characterization and comparison of composite magnetic materials for high efficiency integrated voltage regulators with embedded magnetic core micro-inductors,” 2017 J.Phys. D: Appl. Phys. 50 455001, DOI:10.1088/1361-6463/aa8d11
[2] M. L. F. Bellaredj, et al, “Magnetic Core Solenoid Power Inductors On Organic Substrate for System in Package Integrated High Frequency Voltage Regulators,” IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics, vol . 8, no. 3, September 2020, DOI: 10.1109/JESTPE.2019.2914215
Contrat : Temps plein/contrat de durée déterminée de trois (3) ans.
Superviseur :
Dr Mohamed Lamine Faycal BELLAREDJ, professeur adjoint,
Département de génie électrique, Université de Moncton (campus de Moncton)
Courriel :
Contexte et motivation :
En raison de leurs besoins de calcul extrêmes, où les charges de travail imposent des variations rapides et significatives de la consommation d'énergie, les plateformes de calcul haute performance (HPC) de nouvelle génération utilisées dans les applications d'apprentissage automatique, de big data et d'intelligence artificielle (IA) (CPU, GPU, accélérateurs d'IA, etc.) nécessitent une puissance élevée et des réseaux de distribution d'énergie (PDN) optimisés pour améliorer l'efficacité en puissance et préserver son intégrité. Les régulateurs de tension intégrés (IVRs) avec composants passifs intégrés peuvent jouer un rôle clé au sein du PDN pour améliorer l'efficacité énergétique et les performances des systèmes HPC. Qu'ils soient intégrés dans un boîtier ou sur puce, les IVRs assurent une régulation de tension au plus près de la charge, permettant ainsi une miniaturisation et une modularité, tout en réduisant les pertes résistives dues à des interconnexions PDN plus courtes, et en permettant des boucles de gestion d'énergie plus rapides, avec une meilleure intégrité et économie de puissance. En minimisant les pertes de puissance et en simplifiant la conception des circuits, les IVRs contribuent à une meilleure gestion thermique et donc à une meilleure efficacité globale du système.
Ce sujet de thèse vise le développement de nouveaux matériaux magnétiques composites et d'inducteurs de puissance intégrés à noyau magnétique à base de ces matériaux, qui seront utilisés pour mettre en œuvre des IVR à haute fréquence et à haute efficacité pour les applications HPC.
Objectifs :
-Fabrication, caractérisation et modélisation des matériaux magnétiques composites.
-Modélisation, fabrication, et caractérisation des inducteurs magnétiques de puissance intégrés.
-Mise en œuvre d'un module IVR pour HPC utilisant les inducteurs de puissance à noyau magnétique fabriqués et caractérisation.
Profil du candidat :
• Maîtrise ou Master en génie électrique, physique, science des matériaux ou dans un domaine similaire.
• Expérience avec les matériaux composites, les matériaux et dispositifs magnétiques, la fabrication additive et la micro/nanofabrication, l’électronique de puissance, l’encapsulation et l’intégration électroniques.
• Expérience avec les outils de simulation numérique et les outils de calculs : Ansys HFSS, Matlab etc.
• Fort intérêt pour la recherche multidisciplinaire, avec le désir d'innover et de poursuivre des travaux de recherche avancés.
• Esprit analytique, avec de bonnes compétences interpersonnelles et organisationnelles
• Solides compétences en rédaction technique et en communication.
Financement
Poste financé pour trois ans avec un salaire annuel de 18000 $ CA brutes (le salaire mensuel net devrait être d'environ 1200 $ CA).
Candidature :
Le dossier de candidature doit inclure tous les documents suivants au format PDF et doit être envoyé par courriel à ( mohamed.lamine.faycal.bellaredj@umoncton.ca ) :
-Un CV détaillé incluant la liste des publications.
-Une lettre de motivation d'une page.
-Diplômes universitaires (MSc, BSc) et relevés de notes.
-Votre mémoire de maîtrise ou de master.
-Trois (3) lettres de recommandation.
Date d’embauche
Dès que possible (idéalement octobre 2025). Seuls les candidats et candidates retenus seront contactés
Laboratoire d'accueil
Le laboratoire d'accueil sera le laboratoire de packaging et d'intégration avancés du département de génie électrique de l'université de Moncton (campus de Moncton).
À propos de l'Université de Moncton
L'Université de Moncton est une université francophone du Nouveau-Brunswick, au Canada, avec des campus à Moncton, Edmundston et Shippagan. C'est la plus grande université francophone hors Québec. Elle offre un large éventail de programmes dans diverses disciplines, ainsi qu'une vie étudiante dynamique, caractérisée par un mélange d'activités académiques, sociales et sportives. L'université est reconnue pour son fort sentiment d'appartenance, favorisé par de nombreuses associations étudiantes, son accès gratuit aux installations sportives et l'ambiance animée de son campus. Moncton offre un milieu de vie accueillant et abordable, alliant commodités urbaines et rythme de vie décontracté, ce qui en fait un lieu attrayant pour les étudiants. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site https://www.umoncton.ca .
Bibliographie
M. L. F. Bellaredj, et al, “Fabrication, characterization and comparison of composite magnetic materials for high efficiency integrated voltage regulators with embedded magnetic core micro-inductors,” 2017 J.Phys. D: Appl. Phys. 50 455001, DOI:10.1088/1361-6463/aa8d11
M. L. F. Bellaredj, et al, “Magnetic Core Solenoid Power Inductors On Organic Substrate for System in Package Integrated High Frequency Voltage Regulators,” IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics, vol . 8, no. 3, September 2020, DOI: 10.1109/JESTPE.2019.2914215
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