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L'avenir, c'est le mariage avec la biologie, la médecine, l'optique...

PROPOS RECUEILLIS PAR RIDHA LOUKIL
L'intégration reste le maître mot des progrès en électronique. Le téléphone mobile en est la plus belle illustration. De la biologie au véhicule électrique, de la santé à l'environnement, les applications deviennent les moteurs des innovations. Vision du patron du CEA-Leti, l'un des acteurs de cette révolution en marche.

I.T : Que retenez-vous de l'évolution de l'électronique ces dernières années ?

Laurent Malier : L'intégration bien sûr. Elle est visible dans le téléphone mobile. Avec un smartphone, vous disposez aujourd'hui d'un véritable PC dans la main. Ce produit reflète les progrès fantastiques de toute l'électronique, des processeurs aux puces mémoires, en passant par les éléments radio, les capteurs, les écrans tactiles, la batterie, l'antenne, les composants de puissance ou même les composants passifs. Son électronique combine pas moins de six matériaux différents.

I.T : Quelles vont être les innovations majeures à venir ?

L. M. : Elles sont nombreuses. J'en retiendrai trois. La première concerne les LED. Des grandes ruptures technologiques vont intervenir dans les 10 ans à venir pour réduire les coûts, améliorer le rendement et émettre d'autres couleurs. Cette évolution bénéficiera tout particulièrement aux applications d'éclairage. La deuxième innovation réside dans l'intégration de puces en 3D. Elle va rendre possible la construction de systèmes complexes combinant plusieurs fonctions avec le minimum d'encombrement et de consommation, et le maximum de performance. C'est une autre voie d'intégration en plus de la voie classique de la loi de Moore basée sur la miniaturisation. Elle va redistribuer les cartes dans la prochaine décennie. On peut l'utiliser pour réaliser par exemple des processeurs multicoeurs bien plus puissants que ce qui existe sur le marché. La troisième évolution porte sur les composants de puissance, un secteur clé pour l'amélioration de l'efficacité énergétique de l'écosystème électrique. Elle va prendre place dans 5 ans puis se poursuivre pour fournir tout son potentiel dans 15 ans. D'énormes économies d'énergie en découleront. Pour des applications comme les véhicules hybrides et électriques, ces progrès se traduiront par une autonomie plus grande de la batterie.

I.T : La photonique est à la mode en ce moment. Va-t-elle suivre le modèle d'intégration des puces électroniques ?

L. M. : Je ne le crois pas. On cherche à intégrer de fonctions photoniques sur le silicium de façon à les mettre à proximité des puces de calcul et de traitement. La finalité étant d'accélérer les transferts de données en remplaçant les interconnexions électriques actuelles par des liens optiques. L'intégration va progresser pour apporter des améliorations en débit, consommation et coûts, mais pas au point de suivre le modèle des puces électroniques. Dans les vingt ans à venir, je ne vois pas de loi de Moore en photonique.

I.T : On cherche depuis des années à tout faire en silicium. Jusqu'où pourra-t-on aller avec ce matériau ?

L. M. : Le silicium offre l'avantage d'être le matériau semiconducteur le plus banalisé en électronique, avec un marché de plus de 300 milliards de dollars. Il repousse sans cesse ses limites pour remplacer des composés moins courants comme l'arséniure de gallium dans les composants radiofréquences. En photonique, il pourrait servir à réaliser des composants passifs. Mais pas des composants actifs comme les diodes laser ou les LED. Pour les diodes, comme d'ailleurs pour les composants de puissance en nitrure de gallium, les recherches visent plutôt à utiliser le silicium juste comme substrat. L'intérêt est de réduire les coûts en les fabriquant sur des plaquettes de 6, 8 ou 12 pouces, comme pour les puces électroniques, alors que les LED actuelles sont produites sur des substrats en saphir de seulement 4 pouces. Ces composants conserveront encore pour longtemps leurs matériaux propres. Le tout silicium n'est pas pour demain.

I.T : Les composants passifs comme le condensateur ou l'inductance font peu parler d'eux. Est-ce que cela veut dire qu'ils n'évoluent pas ?

L. M. : Au contraire, ils évoluent assez fortement tant en performances qu'en coûts. Ils sont à leur tour touchés par l'intégration dans le silicium pour répondre aux besoins de miniaturisation extrême de certaines applications. Le téléphone mobile bénéficie à fond de cette évolution. La France a la chance d'avoir deux experts dans ce domaine : STMicroelectronics à Tours et IPDIA, une start-up issue de NXP à Caen.

I.T : Et les nanotechnologies dans tout cela ?

L. M. : L'électronique est déjà à l'ère des nanos. La finesse de gravure des puces est en train de passer à 28 nm. L'électronique s'appuie également sur les nanotechnologies pour développer des dispositifs de diagnostic et traitement dans la santé : par exemple des détecteurs à nanoparticules qui se fixent avec précision sur la tumeur à traiter et qui deviennent fluorescentes lors de leur lecture au scanner, ce qui permet au praticien de voir à l'écran l'endroit précis à traiter.

I.T : L'électronique tend à s'imbriquer avec la biologie. Pour faire quoi ?

L. M. : Effectivement, l'électronique, d'ailleurs comme l'informatique, tend se rapprocher de la biologie. Ce croisement promet de grandes innovations dans le domaine de la santé. On cherche par exemple à développer un nez électronique aussi simple à utiliser qu'un alcootest et capable de diagnostiquer de façon précoce une maladie comme le cancer des poumons simplement en détectant certaines molécules dans l'haleine. Les électroniciens ont besoin des biologistes pour déterminer la signature moléculaire des maladies dans l'haleine, et des informaticiens pour traiter les informations issues des capteurs. Ce type de détecteurs de masse ultrasensibles trouve aussi des applications dans l'environnement pour l'analyse de la pollution dans l'air. Des développements similaires sont orientés vers smart grid ou le véhicule électrique. Les applications deviennent un formidable moteur d'innovations en électronique.

PARCOURS

Docteur en physique des solides et ingénieur de Polytechnique, Laurent Malier commence sa carrière à la DGA en tant que chargé de R&D et de politique en matière de composants électroniques. Après un passage chez Alcatel Optronics, il rejoint en 2004 le CEA-Leti, le laboratoire d'électronique et des technologies de l'information du CEA, basé à Grenoble et qu'il dirige depuis 2006.

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0933

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