Nous suivre Industrie Techno

Un micromoteur en silicium pour les appareils nomades

Nadège Aumond

Sujets relatifs :

,
Un micromoteur en silicium pour les appareils nomades

Ces microcontrôleurs en silicium trouveront leurs premières applications dans des montres à quartz de luxe.

© D.R.

En maîtrisant des techniques de fabrication de la microélectronique, la jeune entreprise tente de propulser son mécanisme sur des marchés de masse.

Pour concurrencer le micromoteur Lavet, Silmach s'applique à dupliquer massivement des micromoteurs en silicium. En plus de gains en performance et en qualité, cela permettrait d'abaisser le prix des micromoteurs horloger en dessous des dix centimes d'euros.

« C'est le résultat de quinze ans de recherches amont », expose Patrice Minotti, PDG de Silmach et ancien directeur de recherche au CNRS.

Au début des années 1990, celui-ci est amené à monter une équipe dédiée à la recherche sur les micromoteurs à ultrasons. Confronté aux limites de la miniaturisation, le scientifique part en 1996 sur l'archipel nippon pour prendre la direction du laboratoire franco-japonais LIMMS (Laboratory for Integrated Micro-Mechatronic Systems) et capter le savoir-faire japonais dans le domaine des Mems sur silicium.

Atteindre une dimension millimétrique

Ses travaux aboutiront deux ans plus tard à la réalisation d'un premier micromoteur en silicium de quelques centaines de microns de diamètre, capable de fournir un couple suffisant (4 à 5 µNm) pour entraîner des aiguilles de montre. « Outre une durée de vie très limitée par rapport à l'objectif industriel ultime, le principal problème de ce micromoteur était sa taille ! Invisible à l'oeil nu, il était impossible de l'interfacer avec les autres composants d'une montre à quartz », raconte l'expert.

À son retour en 1998, l'équipe du CNRS réoriente ses recherches de façon à réaliser des architectures mécaniques et des techniques de gravure sur silicium qui permettraient, a contrario de la plupart des recherches consacrées à la miniaturisation des machines, d'augmenter la taille du micromoteur ! Les objectifs : atteindre une dimension millimétrique interfaçable avec un produit d'accueil macroscopique, créer une nouvelle génération de moteurs en silicium robustes avec plusieurs dizaines d'années de durée de vie, et satisfaire des coûts de production compatibles avec l'industrie des produits de masse.

En 2003, lorsque les avancées commencent à prendre un réel sens industriel, le directeur de recherche crée Silmach avec quatre collègues afin de poursuivre l'industrialisation et d'assurer le transfert de technologie.

Graver plusieurs plaques à la fois

La version actuelle du micromoteur en silicium intéresse vivement plusieurs grands groupes industriels. Fournissant une puissance mécanique utile de plusieurs centaines de microwatts, le micromoteur est gravé collectivement sur des galettes de silicium de 4 ou 6 pouces de diamètre.

Prochaine étape : transférer la technologie en milieu industriel sur 6 pouces, voire sur 8 pouces pour les marchés de volume. Cela permettrait de produire en simultané 3 000 moteurs par plaque de silicium, sans compter qu'il sera possible, d'ici quelques années, de graver plusieurs plaques à la fois dans des machines de gravure de type "cluster". « La gravure sur des wafers de 8 pouces reste encore un véritable challenge industriel », souligne l'expert.

La prochaine version de platines de motorisation sur silicium développera une puissance mécanique utile de l'ordre de 1 à 10 mW pour motoriser, par exemple, des zooms d'appareils photographiques, à un niveau de coûts également compétitif !

Le premier produit commercialisé intégrant un micromoteur de la société bisontine devrait apparaître d'ici trois à quatre ans dans des applications de niche comme des montres à quartz de luxe.

LE DÉFI

Abaisser le coût unitaire du mécanisme.

LA SOLUTION

Mettre à profit le collectivisme des procédés de fabrication sur silicium.

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°0881

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2006 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies