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Grenoble touche les dividendes du silicium sur isolant

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Dans l’univers de la microélectronique grenobloise, le silicium sur isolant a réussi à créer sa propre galaxie sous l’impulsion du trio CEA-Leti, Soitec et STMicroelectronics.

Grenoble touche les dividendes du silicium sur isolant
Grenoble récolte aujourd’hui les fruits de son virage vers la micro-électronique opéré au milieu des années 1980.

Une concentration unique en Europe dans la microélectronique et dans la technologie FD-SOI (fully depleted silicium on insulator ou silicium sur isolant complètement déplété) ! L’écosystème grenoblois constitue une exception. « La première vraie étincelle remonte à 1984, raconte Thomas?Signamarcheix, ancien responsable du laboratoire commun au Leti et à Soitec. Des chercheurs du Leti – le laboratoire d’électronique du CEA à Grenoble – ont eu l’idée d’ajouter une fine couche de silicium isolant à l’architecture classique des transistors. » Cette année-là, André-Jacques?Auberton-Hervé, futur cofondateur de Soitec, présente sa thèse sur ce sujet. Thèse qui éveille l’intérêt de l’International electron devies meeting (IEDM), la grande messe internationale de l’électronique à laquelle le Leti est invité pour la première fois.

Dix ans plus tard, en 1994, Soitec – créé deux ans plus tôt – adopte le procédé Smart cut breveté par le Leti. Procédé qui permet la production à moindre coût, la découpe et le collage à l’échelle atomique de couches ultraminces de silicium oxydé sur substrat de silicium. De son côté, STMicroelectronics, qui a bénéficié de trois transferts de technologie du laboratoire du CEA, promeut la technologie SOI sur les marchés militaire et spatial.

Une technologie adoptée par les plus grands

Les liens entre le Leti et Soitec sont féconds. Et se renforcent avec le rachat par Soitec de Tracit technologies, autre start-up issue du laboratoire du CEA, spécialisée dans l’intégration de nouvelles fonctions au niveau des substrats. Cet adossement a accéléré l’industrialisation et le développement de substrats RF-SOI destinés aux composants radiofréquences. Un cercle vertueux puisque cette activité génère aujourd’hui 70 % du chiffre d’affaires de Soitec, notamment dans les smartphones. Le Leti et Soitec poursuivent leur collaboration dans un laboratoire commun spécialisé dans l’ingénierie des matériaux et les nouveaux substrats pour la microélectronique. Le Leti a aussi créé une plate-forme de design et de manufacturing, un guichet unique pour des start-up et des PME afin de concevoir et tester des circuits intégrés en FD-SOI destinés notamment à des applications dans l’internet des objets.

Après des balbutiements, la technologie FD-SOI a été adoptée par de grands acteurs de la microélectronique : GlobalFoundries, Samsung, NXP, Sony… « Aujourd’hui, il existe une réelle dynamique. Ça bouillonne », observe Thomas?Signamarcheix. « Depuis 2010, j’ai rarement vu les équipementiers aussi optimistes », rajoute Véronique?Pequignat, la responsable de la prospection et de l’action internationale à l’Aepi, l’agence de développement économique de l’Isère.

La nouvelle bulle des équipementiers

« On a intérêt à ce que cela fasse boule de neige », renchérit Éric?Mottin, le directeur de l’activité micro-nanotechnologies du pôle de compétitivité grenoblois Minalogic, qui croit en la bonne étoile de l’axe européen Grenoble-Dresde, où GlobalFoundries développe la production de puces en FD-SOI gravées en 22?nm. Dans le sillage du Leti, de Soitec et de STMicroelectronics, l’écosystème FD-SOI se déploie dans quatre directions : la recherche publique et la formation, les fournisseurs de technologies logicielles, de conception et design, les équipementiers et les services spécialisés.

Grenoble a su attirer des équipementiers majeurs comme le californien Applied Materials, l’un des leaders mondiaux des équipements de production de semiconducteurs. Pour faire face à la croissance du secteur microélecronique en France et en Europe, sa filiale française a enclenché une vague de 50?recrutements de techniciens et ingénieurs pour la maintenance préventive et corrective rattachés à son site de Bernin, où est également implanté Soitec. Applied Materials n’avait pas réalisé un tel plan d’embauches « depuis une quinzaine d’années », souligne l’un de ses gérants, Bruno?Toumeyragues.

D’autres équipementiers comme Tokyo Electron recrutent également dans l’agglomération grenobloise, ainsi que les sociétés qui gravitent dans les salles blanches comme Vêpres (constructeur), Univeo (maintenance), 40-30 (ingénierie et maintenance), ou Faure QEI, spécialisé dans la maîtrise de la contamination particulaire et moléculaire, dans la conception de salles blanches à atmosphère contrôlée. De même pour les fournisseurs de produits chimiques ou de gaz spéciaux. À l’image d’Air Liquide Electronic Systems, né à Grenoble, devenu leader européen sur son marché.

Parmi les prestataires de services informatiques, la trajectoire d’Easii-Ic est caractéristique. Cette société de services s’est muée depuis 2010, sous l’impulsion de son directeur général Yannick?Thépaut, en un centre de conception électronique (design house). Après de premiers projets avec STMicroelectronics et ST-Ericsson, elle développe de plus en plus de produits en technologie FD-SOI, notamment des circuits de plus de 200 mm2 en 22 nm pour une société canadienne dans le spatial. Elle s’intéresse aussi à des applications médicales et automobiles. Dans le bassin grenoblois, elle travaille en particulier avec e2v (spécialiste de capteurs d’images et semiconducteurs pour le spatial et la défense). En 2017, son chiffre d’affaires devrait croître de plus de 30 % à 17?millions d’euros.

La double inflexion stratégique d’Easii-Ic est emblématique du climat porteur créé dans l’orbite de Soitec et du FD-SOI. Qui suscite aussi des vocations de start-up. Comme Exagan. Cette spin-off de Soitec créée par d’ex-cadres de son service R & D, cible l’électronique de puissance. Elle développe une nouvelle génération de composants en nitrure de gallium (GaN). Elle a mis au point un procédé de fabrication qui permet de produire des transistors miniaturisés, dix fois plus rapides, réduisant de 50 % les pertes énergétiques. Exagan s’est doté d’une salle blanche et a créé un « fab light » pour développer et fabriquer ses produits : les puces sont produites en Allemagne et packagées en Asie. Exagan a l’ambition de devenir le leader mondial de sa spécialité.

Autre signe de la vitalité grenobloise, de plus en plus de start-up étrangères aux origines très diverses veulent s’y installer. « Le phénomène s’accélère depuis trois ans, relève Véronique Pequignat. On en a quatre actuellement dans les tuyaux, liées à la microélectronique, aux mémoires, aux écrans, au Li-Fi, à la photonique. » Mais, attention, prévient Isabelle?Guillaume, la déléguée générale du pôle Minalogic, « il ne faut pas baisser la garde en matière de recherche et développement ni de production ». 

La quadrature du FD-SOI

SOITEC

Galettes de silicium

L’internet des objets et les émetteurs-récepteurs liés à la 5G vont donner de l’élan aux ventes de Soitec qui va investir 40 millions sur son site industriel de Bernin, près de Grenoble, pour porter sa capacité de production de 100 000 à 400 000 plaques FD-SOI de 300 mm de diamètre par an. Pour l’exercice 2017-2018, la société grenobloise anticipe une hausse de 25 % de son chiffre d’affaires. 

 

EASII-IC

Design house

Les circuits intégrés qui utilisent la technologie FD-SOI représentent 40 % des activités d’Easii-Ic. Après de premiers codéveloppements avec STMicroelectronics et ST-Ericsson, la société grenobloise s’affirme comme centre de design électronique. Sur les marchés des télécoms, de l’électronique grand public, des objets connectés, de la sécurité et de la domotique. En ligne de mire, le médical et l’automobile. 

CEA-LETI

Recherche et développement

Soitec a été l’une des premières start-up essaimées du CEA-Leti. Leur coopération se poursuit au sein d’un laboratoire commun spécialisé dans l’ingénierie des matériaux et les nouveaux substrats pour l’électronique. Soitec réalise les prototypes de substrat que le Leti valide en fabriquant des transistors. Une cinquantaine de personnes, dont douze chefs de projet, travaillent dans ce laboratoire commun. 

 

STMICROELECTRONICS

Pionnier du 28 nanomètres

STMicroelectronics est le troisième pilier de l’écosystème grenoblois autour de la technologie FD-SOI avec le site de Crolles pour épicentre. Le groupe franco-italien mise sur cette technologie en 28 nanomètres. Après un premier processeur pour smartphone conçu avec ST-Ericsson et un circuit GPS pour montres connectées développé avec Sony, STMicroelectronics élargit son offre à de nouvelles fonctionnalités : radiofréquence, mémoire embarquée, microcontrôleurs.

 

 

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