La promesse EasyGaN pour l’industrie des semi-conducteurs

Après Lumilog, rachetée en 2008 par Saint Gobain, EasyGaN est la deuxième spin-off issue du CRHEA (Centre de Recherche sur l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications), basé à Sophia Antipolis. Créée en 2017 par trois chercheurs, Sylvain Sergent, Fabrice Semond et Nicolas Baron, elle s'est construite sur le savoir-faire développé par le laboratoire du CNRS sur la croissance par épitaxie par jets moléculaires de GaN sur Si. Un procédé qui permet de faciliter la synthèse sur un substrat silicium (Si) du nitrure de gallium (GaN), "un semiconducteur extrêmement prometteur actuellement porté par les écotechnologies, notamment pour l'éclairage et l'affichage LEDs", explique André Bonnardot, directeur général de la jeune pousse azuréenne. Qui entend donc élargir les domaines d'application du GaN en contribuant à accélérer l'émergence d'une filière dédiée.

Barrière technologique

Le matériau GaN présente en effet des propriétés "nettement supérieures" aux semiconducteurs classiques, en termes de performance, de miniaturisation et d'efficacité énergétique, ouvrant ainsi le champ au développement de composants de nouvelle génération appelés à servir, entre autres, le dynamique secteur de l'électronique de puissance et ses besoins en matière de conversion d'énergie (chargeurs embarqués pour véhicules hybrides et électriques, alimentation de serveurs et chargeurs sans fil...). "D'autres applications sont envisagées dans le cadre de la réalité virtuelle et augmentée à travers, par exemple, la création d'écrans de très haute précision plus compacts et moins énergivores", complète le dirigeant.

Le hic, c'est que si le GaN se "marie" très bien avec un substrat de Saphir - utilisé pour les LEDs - il s'avère beaucoup plus complexe à déposer sur du silicium, indispensable pourtant si l'on veut adresser l'industrie électronique sans faire exploser les coûts. C'est là que se positionne EasyGaN. Laquelle entend apporter aux acteurs de l'industrie du GaN une solution alternative permettant de franchir cette barrière technologique qui limite le développement de la filière malgré son fort potentiel.

Un substrat clé en main

"Notre solution technologique permet de réaliser des substrats silicium clé en main qui facilitent et améliorent la phase de synthèse du matériau GaN et augmente les performances du composant final", avance André Bonnardot. Et ce, via un procédé innovant pour cette filière - l'Epitaxie par Jets Moléculaires (EJM) - qui permet de rompre avec l'approche de synthèse classique utilisée dans l'essentiel des lignes de production du semiconducteur GaN sur Saphir mais qui nécessite le développement de procédés complexes et coûteux lorsqu'elle est employée sur substrat silicium. Directement intégré aux chaînes de production, le substrat avancé EasyGaN dit "epiready" permettrait donc aux industriels de contourner l'obstacle, tout en gagnant en reproductibilité et en simplicité des procédés, pour ainsi mieux servir les marchés électroniques et optoélectroniques.

Preuve du concept

"Notre procédé a pour l'instant été validé pour des substrats de 2 pouces de diamètre. Or, pour servir le marché, surtout celui de grand volume, nous devons fournir des substrats adaptés au parc de production actuel qui nécessite des diamètres de 6 à 8 pouces", détaille le dirigeant. Ce qui sera possible à l'automne 2019 grâce à la mise à disposition par la société Riber d'un réacteur EJM installé au CRHEA et actuellement en phase de qualification.

Des partenariats devront également être établis avec les fabricants de composants afin de valider in situ la solution. Lesquels investissent dans la technologie GaN sur Si, à l'instar de STMicroelectronics qui va doter son site de Tours d'une ligne de production dédiée. Elle devrait être opérationnelle en 2020.

Logique industrielle

En attendant, la jeune pousse accompagnée par l'incubateur Paca Est, membre du pôle SCS et candidate au concours d'innovation i-Lab 2019, s'attelle à trouver les financements nécessaires à ses ambitions. A savoir, le développement de ses capacités de R&D et de production des substrats avancés EasyGaN. Car, si la start-up n'exclut pas un modèle économique basé sur la vente de licences technologiques, elle s'inscrit avant tout dans une logique industrielle, avec la volonté de développer son propre site de fabrication en région Sud de préférence. "Nous activons les mécanismes Bpifrance pour amorcer la pompe avant d'engager d'ici à deux ans une opération de levée de fonds d'un montant compris entre 2 à 3 M€". EasyGaN prévoit l'embauche de 15 à 20 personnes au cours des cinq prochaines années.