FD-SOI : la technologie française qui révolutionne l'électronique mondiale

Grenoble est le centre du monde... du moins pour les galettes de silicium. Ces plaques, sur lesquelles sont ensuite gravés des milliards de transistors, sont le matériau de base des puces électroniques. Et c'est dans la capitale de l'Isère qu'est établi depuis vingt-cinq ans un acteur majeur de ce marché stratégique : Soitec. L'entreprise est un «spin off» du Leti, un laboratoire de recherche du CEA, chargé de commercialiser une innovation imaginée dans ses salles blanches : le silicium sur isolant (SOI pour « silicium on insulator »). Grâce à une technologie maison, les équipes de Soitec savent découper, à l'échelle atomique, de fines tranches de silicium et introduire dans le matériau, à la manière d'un sandwich, une couche isolante. Ce procédé permet d'améliorer significativement le rendement des transistors, en diminuant les pertes électriques à l'intérieur des composants. La recette fait merveille pour de nombreuses applications de la microélectronique, des microprocesseurs des consoles de jeu aux antennes de nos smartphones. Mais c'est la dernière génération de cette technologie, baptisée « FD-SOI » (pour « fully depleted silicium on insulator »), sur laquelle trois français - le Leti, Soitec et STMicro - travaillent depuis plus de huit ans, qui est aujourd'hui promise à un très bel avenir. Elle est en effet une des deux seules technologies au monde qui permettent aujourd'hui de faire face au problème numéro un de l'électronique dans les années qui viennent : l'impossibilité de réduire toujours plus la taille des transistors. Alors que ceux-ci atteignent aujourd'hui quelques nanomètres, la complexité et le coût de cette course à l'infiniment petit deviennent insoutenables. La gravure atteint les limites de la physique. Face à ce que l'industrie a identifié de longue date comme « la fin de la loi de Moore » (qui voulait que le nombre de processeurs gravés sur une même puce double tous les deux ans) et pour continuer à augmenter la puissance des puces électroniques, Intel a imaginé des transistors en 3D. Cette technologie, baptisée « Finfet », a longtemps été la grande concurrente du FD-SOI. Aujourd'hui, les deux approches sont jugées complémentaires. Au Finfet les applications les plus gourmandes en puissance brute, au FD-SOI celles demandant une moindre consommation d'énergie.

Un énorme potentiel

Dans une industrie très capitalistique, les décisions d'investissement sont longues à prendre. Mais ces derniers mois, le FD-SOI n'a cessé de marquer des points, confirmant annonce après annonce son énorme potentiel. GlobalFoundries, le deuxième fondeur de semi-conducteurs au monde, a annoncé en février qu'il allait investir massivement dans son usine de Dresde pour augmenter de 40 % sa production de puces en FD-SOI gravées en 22 nm d'ici à 2020, et qu'il se lançait dans la nouvelle génération, en 12 nm, pour une première production mi-2018. Avec la municipalité de Chengdhu, le groupe veut également construire une nouvelle usine en Chine d'ici à 2019 et investir 100 millions de dollars dans le développement de l'écosystème FD-SOI dans la région. Samsung, de son côté, un autre poids lourd du secteur, qui s'était déjà lancé dans le 28 nanomètres, a annoncé son intention de poursuivre avec le 18 nanomètres. Récemment, les premiers produits grand public en FD-SOI, notamment deux montres équipées de GPS à très faible consommation produites par Huami et Casio, sont également arrivés sur le marché. Et ce n'est qu'un début. L'industrie murmure que Mediatek, le grand rival de Qualcomm dans les processeurs pour smartphone, pourrait se lancer dans le FD-SOI prochainement. Quant au géant néerlandais NXP, il annonçait en avril cinq processeurs en FD-SOI pour les marchés de l'automobile et de l'Internet des objets. Ses produits équiperont notamment les prochaines enceintes connectées d'Amazon. Un ambassadeur rêvé pour la conquête du monde. Et à chaque fois que le FD-SOI progresse, cela génère des revenus pour Soitec qui vend l'indispensable matière première de cette technologie.