Après le carbure de silicium, le nitrure de gallium : STMicroelectronics annonce sa collaboration avec le Taïwanais TSMC, premier fondeur de semiconducteurs mondial, en vue d’accélérer le développement du procédé technologique en nitrure de gallium (GaN) et la livraison de composants discrets et de circuits intégrés en GaN.

Dans le cadre de cette collaboration, les produits innovants et stratégiques conçus par ST en nitrure de gallium seront fabriqués en utilisant le procédé technologique avancé en GaN de TSMC. Cette coopération complète les activités existantes de ST dans le domaine du nitrure de gallium pour applications de puissance menées sur le site de Tours et avec le CEA-Leti.

Déjà très impliqué dans la filière SiC, ST prévoit également de livrer les premiers échantillons des composants de puissance discrets en GaN à ses principaux clients plus tard dans l’année, et quelques mois après, des circuits intégrés en GaN.

Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semiconducteur à large bande (WBG — Wide Band Gap) qui apporte aux applications de puissance des avantages considérables par rapport aux semiconducteurs traditionnels à base de silicium. Parmi ces avantages figure notamment une efficacité énergétique supérieure à des niveaux de puissance plus élevés, avec à la clé, une réduction substantielle des pertes d’énergie parasites. La technologie GaN permet également de concevoir des dispositifs plus compacts pour des formats plus flexibles. De plus, les circuits en GaN commutent à des vitesses jusqu’à 10 fois supérieures à celles des composants en silicium tout en pouvant fonctionner à des pics de température plus élevés. Grâce à ses caractéristiques robustes et intrinsèques, le nitrure de gallium dispose de solides atouts pour s’imposer à grande échelle dans les secteurs de l’automobile, de l’industriel et des télécommunications, ainsi que dans certaines applications d’électronique grand public dans des gammes de tension (clusters) de 100 V et 650 V.

Les produits réalisés dans les technologies GaN et GaN de puissance permettront à ST de fournir des solutions pour applications de puissance moyenne et élevée qui afficheront un rendement énergétique supérieur aux technologies en silicium basées sur les mêmes topologies, parmi lesquelles les convertisseurs pour l’automobile et les chargeurs pour véhicules électriques et hybrides. Les technologies de puissance et circuits intégrés en GaN contribueront à accélérer la tendance majeure que constitue l’électrification des véhicules particuliers et commerciaux.

« En tant que leader à la fois dans les technologies microélectroniques large bande et les semiconducteurs de puissance destinés aux marchés exigeants de l’automobile et de l’industriel, ST a identifié une importante opportunité en accélérant le développement et la livraison du procédé technologique en GaN et en mettant sur le marché des produits de puissance et des circuits intégrés en nitrure de gallium. TSMC est un partenaire de confiance qui dispose des moyens de fonderie uniques pour répondre aux exigences en matière de fiabilité et de feuille de route des clients ciblés par ST », a déclaré Marco Monti, président, groupe produits Automobiles et Discrets, STMicroelectronics. « Cette coopération complète nos activités existantes dans le domaine du nitrure de gallium pour applications de puissance menées sur notre site de Tours et avec le CEA-Leti. Le GaN représente la prochaine innovation majeure pour l’électronique de puissance et l’électronique de puissance intelligente, ainsi que pour le domaine des procédés technologiques ».

« Nous nous réjouissons de collaborer avec ST et de mettre les applications de puissance en GaN au service de la conversion de puissance pour l’automobile et l’industriel. L’expertise avancée des procédés de fabrication en GaN de TSMC, conjuguée aux capacités de conception de produits et de qualification pour l’automobile de STMicroelectronics, apportera d’importantes améliorations en matière d’efficacité énergétique aux applications de conversion de puissance pour l’automobile et l’industriel qui sont davantage respectueuses de l’environnement et contribuent à accélérer l’électrification des véhicules », a ajouté Dr. Kevin Zhang, vice-président en charge du Business Development chez TSMC.

Premier fondeur mondial, TSMC dispose d’une capacité de production annuelle d’environ 13 millions de tranches (en équivalent 300 mm) en 2020, et fournit la plus large gamme de technologies, de 2 microns jusqu’aux filières de fonderie les plus avancées, aujourd’hui de 7 nm. TSMC est le premier fondeur à proposer des capacités de gravure en 7 nm, et également le premier à commercialiser la technologie de lithographie par rayonnement ultraviolet extrême (EUV).