Diamfab veut imposer le diamant sur le marché des véhicules électriques
Diamfab, start-up grenobloise issue d’un essaimage du CNRS avec un savoir-faire unique dans le domaine du diamant semiconducteur, dévoile son modèle d’affaires : sa technologie sera commercialisée par le biais de partenariats et d’alliances stratégiques avec une approche orientée application et basée sur le co-développement.
La start-up de 11 personnes compte se positionner comme la solution pour répondre aux enjeux de la transition énergétique et assure que le diamant de qualité électronique permet d’obtenir une efficacité énergétique et une densité de puissance surpassant les performances de tous les autres matériaux actuellement sur le marché, anciens (Si, GaAs) ou nouveaux (GaN et SiC). De la voiture électrique au futur réseau haute tension, de l’avion hybride aux batteries pour objets connectés, Diamfab compte faire du diamant la clé de l’électrification de notre société.
« Au cours des deux dernières années, avec les équipes de R&D, nous avons fait des progrès significatifs sur la fabrication des wafers de diamant à haute valeur ajoutée. Notre double business model nous permettra désormais de travailler avec un ensemble plus large de partenaires industriels. D’une part nous allons développer et vendre des wafers de diamant à haute valeur ajoutée ainsi que des procédés brevetés de fabrication de composants en diamant à des industriels de type IDMs. D’autre part, nous proposerons directement aux utilisateurs finaux des composants co-développés en diamant de hautes performances », déclare Gauthier Chicot, co-fondateur et président de Diamfab.
Diamfab a déjà commencé à travailler avec des partenaires sur la conception et la fabrication de dispositifs tels que des diodes, des transistors, des condensateurs et des détecteurs à haute énergie. Un des premiers marchés de l’entreprise est celui des condensateurs pour véhicules électriques, où les avantages du diamant par rapport aux solutions existantes montrent un énorme potentiel d’amélioration de la compacité et des performances électriques. « Nous avons déjà déposé un brevet sur un condensateur fabriqué tout en diamant et collaborons avec un acteur majeur dans ce domaine », poursuit Gauthier Chicot.
Objectif : des tranches de 100 mm de diamètre pour une industrialisation d’ici à 2025
« Pour les composants actifs, nous avons atteint nos objectifs, notamment, une densité de courant élevée supérieure à 1000 A/cm2 et un champ électrique de claquage supérieur à 7,7 MV/cm. Ce sont des paramètres de performance clés et déjà supérieurs à ce que peuvent apporter les matériaux existants comme le carbure de silicium pour les composants de puissance. De plus, nous avons une feuille de route claire pour atteindre des wafers de 4 pouces d’ici 2025, clé pour un passage en production industrielle ».
Le diamant est le semiconducteur ultime en raison de ses propriétés électriques exceptionnelles (densité de courant 5000 supérieure et tension de claquage 30 fois supérieure par rapport au silicium) et de sa capacité à fonctionner dans des environnements extrêmes (température et rayonnement élevés). « Le diamant synthétique a des propriétés inégalables pour les applications visées. Nous avons un défi industriel pour amener ce matériau au marché avec les bonnes performances au bon prix. Le diamant a le potentiel de disrupter le marché de l’électronique de puissance par exemple, un marché estimé à 46 milliards de dollars en 2021, prévu à 59 milliards en 2027, selon le rapport de Yole. Les marchés finaux tels que le véhicule électrique, l’électrification de l’aviation et l’industrie, les data centers, et les énergies renouvelables sont en pleine croissance tirés par la décarbonation de l’économie. Ces industriels sont toujours à la recherche de solutions plus performantes en termes d’efficacité énergétique, volumétrie et poids. Le diamant a le potentiel de répondre à ces besoins », estime Gauthier Chicot.
Diamfab revendique un savoir-faire unique au monde qui consiste à synthétiser et doper des couches épitaxiales de diamant (en d’autres termes, rendre le diamant conducteur). Dans un plasma généré par micro-ondes et dans des conditions de température et de pression contrôlées, l’entreprise décompose des molécules de méthane en atomes de carbone qui sont ensuite réarrangées à la surface d’un germe de diamant. Dans le même temps, une quantité finement contrôlée de bore et/ou d’azote est ajoutée pour faire croître des couches de diamant dopées de type p et/ou de type n respectivement, et former une tranche à haute valeur ajoutée prête pour la fabrication de composants.
L’entreprise dispose également de compétences solides autour de la conception et procédés de fabrication de composants en diamant. Concernant le design, les composants doivent être conçus pour tirer le meilleur des propriétés du matériau. La fabrication des composants, elle, utilise des équipements et procédés existants pour le silicium où les paramètres sont adaptés au diamant.
L’entreprise compte aujourd’hui 11 personnes et a accueilli au sein de son conseil stratégique François Desmarest, financier et serial entrepreneur, Cyril Menon, directeur des opérations de Soitec et enfin plus récemment Christel Galbrun-Noel, présidente du segment mobilité chez Schneider Electric.
Fondée en mars 2019 et basée à Grenoble (France), Diamfab est une spin-off du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Lauréate du concours i-Lab 2019, concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes organisé par le ministère de la recherche en partenariat avec Bpifrance, Diamfab a également été sélectionnée dans le cadre du plan France Relance, et a été lauréate de l’appel à projets pour l’innovation dans le cadre du quatrième Programme d’investissements d’avenir (PIA 4). Un projet qui a pour but le développement de piles bêta-voltaïques de durée de vie de 20 ans à partir de diamant semiconducteur et de tritium issu de la valorisation de déchets nucléaires.
