Demain, les puces seront massivement réalisées non plus sur des plaquettes de silicium massif, mais sur des plaquettes de SOI ou silicium sur isolant. C'est déjà le cas pour 4 à 5% des circuits intégrés fabriqués dans le monde. Histoire d'un matériau phare, dont le développement s'est fait en grande partie en région grenobloise.

“Le SOI va peu à peu se substituer au silicium comme matériau de base de la micro-électronique.Un mouvement irréversible ”, assure Jean-Michel Lamure.
Sûr de ses convictions, le cofondateur de Soitec, qui revendique déjà 80% du marché mondial du matériau SOI, vient d'inaugurer à Bernin sa deuxième unité de production, portant à plus de deux millions de plaques par an sa capacité de production. Située juste en face du nouveau site de ses voisins et clients STMicroelectronics, Philips et Motorola, c'est aussi l'une des usines les plus performantes dédiée à des tranches de 300 mm de diamètre -le format qui commence à être utilisé par les majors de cette industrie pour les composants les plus avancés. Un investissement de 85 millions d'euros pour la seule année 2002, qui va donner à Soitec les moyens de suivre la montée en puissance des besoins :en mars prochain, 400 personnes devraient travailler pour la société contre 335 aujourd'hui.
En dix ans, la jeune pousse créée par d'anciens chercheurs du laboratoire d'électronique de technologie et d'instrumentation (Léti) du CEA, à Grenoble, a drôlement grandi.
Son pari ? Réussir à faire du SOI un matériau standard pour les composants de masse, animant les téléphones, consoles de jeux, capteurs de puissance pour l'automobile et tous les objets portables.
Pour cela, un long bout de chemin a été parcouru ! Il faut attendre le début des années 80 pour voir les premières applications industrielles, dans le militaire et le spatial. Premier avantage des circuits sur SOI :ils fonctionnent sans faillir dans les conditions les plus critiques, y compris sous bombardements ioniques ou dans des températures extrêmes. Ceci, grâce à cette couche de matériau monocristallin isolant qui préserve des perturbations le transistor (de plus en plus fin et donc de plus en plus sensible) …
Mais à cette robustesse s'ajoutent d'autres qualités quideviendront de plus en plus précieuses avec l'évolution de la micro-électronique.
A consommation égale, les puces SOI fournissent une puissance décuplée par deux :Philips a été le premier à les utiliser dans un amplificateur audio.
Peu énergétiques, elles produisent moins de calories et nécessitent moins d'être refroidies, ce qui est très appréciable notamment dans les gros serveurs informatiques, mais aussi pour les fabricants de téléphones portables, qui gagnent en autonomie ! D'où le succès croissant du SOI.
Encore fallait-il croire et investir sur ce matériau, ce qui n'avait rien d'évident il y a une vingtaine d'années.“Le laboratoire du Léti à Grenoble a été visionnaire.
Il a mis le paquet sur la R&D dans ce domaine et obtenu rapidement des résultats publiés au niveau mondial, quand tous les centres de recherche s'intéressaient plutôt au transistor lui-même ”, rappelle Michel Bruel, chercheur au CEA à l'origine de l'aventure.
La difficulté ensuite a consisté à produire de façon industrielle et à moindre coût un monocristal sans défaut. C'est là qu'interviennent les fondateurs de Soitec.
A sa création en 1992, la jeune start-up met en œuvre sur la ligne pilote du Léti un procédé d'implantation ionique, le Simox, encore utilisé par ses concurrents.
Quatre ans plus tard, forte de la licence exclusive d'un brevet du Léti déposé par Michel Bruel, la PME iséroise lance une nouvelle technologie de fabrication, le Smart-Cut. Le Japonais SEH l'aide à financer sa première usine.Aujourd'hui, ce procédé est en passe de s'imposer comme un standard du marché :SEH vient de lancer sous licence d'exploitation
sa propre source de production au Japon.
“Nous sommes en pourparlers avec d'autres licenciés potentiels dans le monde, ce qui permettra de diversifier les possibilités d'approvisionnement pour nos clients ”, dévoile Jean-Michel Lamure.

D'autres développements attendus... La miniaturisation des circuits et le boom des nanotechnologies font aussi le lit du SOI. Cette technologie se révèle en effet idéale pour obtenir les couches très fines, requises par les circuits de nouvelle génération … En marge de sa nouvelle unité, Soitec vient de construire à Bernin un laboratoire commun de 600 m2 avec le Léti, son partenaire depuis toujours, qui planchera sur ces nouvelles applications. Soisic se penche sur la conception des circuits SOI. L'un des problèmes actuels du SOI réside dans le design des circuits. Soisic, une start-up créée en avril 2001 par deux chercheurs du CEA Grenoble, est la première à commercialiser des outils automatisés, dédiés à ceux qui conçoivent des puces avec cette nouvelle technologie, et qui sont compatibles avec les logiciels de CAO existants. Forte d'une première levée de fonds de 4 millions d'euros, la jeune société grenobloise emploie déjà 25 salariés, dont 12 dans son antenne parisienne. Elle lance aujourd'hui son premier produit.

Jean-Michel Lamure