La société de puces Navitas vise à dépasser les semi-conducteurs traditionnels avec une option plus verte

Nov 03, 2023

Les puces en silicium sont largement utilisées pour alimenter les smartphones, les ordinateurs portables et d'autres appareils électroniques. Mais les puces plus respectueuses de l'environnement ont le vent en poupe.

Le nitrure de gallium, également connu sous le nom de GaN, est un composé chimique qui combine un sous-produit de l'aluminium appelé gallium avec de l'azote. Les puces peuvent générer plus d'énergie que celles en silicium avec la même quantité d'électricité sous une forme beaucoup plus petite, selon Huili Grace Xing, professeur de génie électrique et informatique à l'Université Cornell qui étudie les puces GaN.

Et les entreprises veulent participer au GaN. Navitas, une startup d'un milliard de dollars, cherche à perturber l'industrie mondiale des semi-conducteurs avec la technologie, a déclaré Gene Sheridan, son PDG, à Insider. Après avoir passé des décennies à travailler avec des puces en silicium, Sheridan a lancé Navitas pour capitaliser sur une technologie émergente qui, selon lui, a un potentiel de marché de plusieurs milliards de dollars. Mais il a dit que cela a été une bataille difficile pour convaincre les entreprises d'électronique de remplacer les puces en silicium en raison d'un manque de sensibilisation et de problèmes de contrôle de la qualité.

Navitas, basée en Californie, affirme avoir envoyé ses conceptions à Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, un géant des semi-conducteurs, pour produire et expédier plus de 50 millions de puces GaN. La société, fondée en 2014, a levé plus de 300 millions de dollars avant de devenir publique en 2021.

Aujourd'hui, la plupart des puces GaN de Navitas se trouvent dans les chargeurs de téléphones et d'ordinateurs portables fabriqués par des sociétés telles que Samsung, LG, Lenovo et Dell. Mais Sheridan affirme que la société souhaite faire de sa puce GaN un choix de premier ordre pour éviter les effondrements de serveurs de données qui entraînent des interruptions de service et la perte de centaines de milliers de dollars. Les centres de données utilisant ces puces pour refroidir leurs infrastructures peuvent être en mesure de réduire les émissions de carbone, car les puces GaN consomment moins d'énergie que le silicium.

"Je pense que nous pouvons réellement accélérer la transition mondiale vers davantage d'énergies renouvelables", a déclaré Sheridan.

Sheridan a déclaré qu'il lui a fallu, à lui et à son cofondateur, Dan Kinzer, des décennies de recherche et de développement pour arriver à un design pour sa puce, qui compte maintenant plus de 150 brevets. Sheridan a déclaré que les circuits intégrés donnaient aux puces Navitas un avantage concurrentiel sur les puces GaN produites par des concurrents comme Infineon, Texas Instruments et Nvidia.

La société d'études de marché P&S Intelligence a estimé que, alors que les entreprises technologiques cherchaient de nouvelles façons de réduire leur empreinte carbone, le marché des puces GaN de 5 milliards de dollars pourrait atteindre 26 milliards de dollars d'ici 2030. Mais Sheridan a déclaré que les puces GaN sont sujettes aux défauts et font face à l'offre- problèmes de chaîne et que les fabricants doivent faire face à des lacunes dans les connaissances sur la technologie.

Alors que les experts disent que le GaN a le pouvoir de révolutionner l'industrie électronique, le composé n'est pas nouveau.

Des chercheurs universitaires d'universités américaines et japonaises ont commencé à étudier le GaN dans les années 1990. En 1993, les ingénieurs Shuji Nakamura, Hiroshi Amano et Isamu Akasaki ont utilisé le GaN pour inventer la LED bleue, qui a transformé l'industrie de l'éclairage et stimulé la commercialisation du composé.

Mais le GaN était toujours sujet à des défauts, rendant son application impopulaire parmi les entreprises électroniques. Navitas a décidé de tenter de perfectionner les puces, mais ses concepteurs et ingénieurs ont eu du mal à les faire fonctionner.

Étant donné que les puces GaN sont constituées de matériaux différents, les courants électriques peuvent ne pas circuler correctement. Si la tension est trop basse, la puce ne s'allume pas. Mais si la tension est trop élevée, cela fera sauter un fusible.

"GaN est vraiment rapide et vraiment efficace, ce qui sont de grandes qualités, mais extrêmement sensible à la façon dont vous les activez et les désactivez", a déclaré Sheridan.

Navitas a déclaré que la convivialité des puces GaN avait été un obstacle, car les entreprises électroniques ne savaient pas que les puces pouvaient fonctionner avec leurs appareils.

"Le plus grand défi que nous avons eu était d'ignorer l'existence de composants à haut débit", a déclaré Stephen Oliver, vice-président du marketing et des relations avec les investisseurs chez Navitas, à Insider. "Vous ne pouvez pas déposer un moteur Ferrari dans un châssis Yugo et vous attendre à ce que la voiture soit performante." Oliver a déclaré qu'il devait souvent informer les clients de la convivialité du GaN.

Xing a déclaré que le manque de sensibilisation sur les puces s'étend au milieu universitaire. Elle a déclaré que bien qu'elle essaie d'enseigner aux étudiants le GaN, les cours sur la conception électronique dans la plupart des écoles, y compris la sienne, sont majoritairement basés sur le silicium.

"Il y a encore un grand manque de connaissances dans notre programme en termes de conception électronique", a déclaré Xing. Elle a ajouté que Navitas engage souvent ses étudiants pour rechercher et construire des puces GaN parce que le département d'ingénierie de Cornell intègre le GaN dans son programme.

Alors que les puces GaN sont prometteuses, les puces en silicium dominent. Sheridan a déclaré que les fabricants sont bloqués dans les anciennes méthodes de puces en silicium et que les perturbations de la chaîne d'approvisionnement ont limité leur disponibilité.

"Les pénuries de semi-conducteurs ont rendu nos clients fous", a déclaré Sheridan.

Il a déclaré que les puces GaN doivent fonctionner avec d'autres puces et parties de l'appareil pour générer de l'énergie, ajoutant que les entreprises ont du mal à obtenir ces matériaux.

Oliver a déclaré que chez les géants des puces comme Intel, le silicium est essentiel pour gérer les basses tensions dans ses unités de traitement graphique et ses puces mémoire.

Et les puces GaN sont capricieuses – Xing a déclaré que le composé GaN a une structure cristalline complexe qui est difficile à entretenir et peut facilement se casser si les fabricants ne le déposent pas correctement sur une plaquette de silicium. Le processus de fabrication plus long le rend plus cher.

Néanmoins, Navitas continue de croître. Plus tôt ce mois-ci, il a acquis la société de semi-conducteurs GeneSic, un producteur d'un composé dur qui combine silicium et carbone, pour un prix non divulgué ; l'acquisition a contribué à faire grimper le cours de son action. Il dit avoir également investi dans la recherche et le développement pour concevoir des puces GaN pour des systèmes plus grands.

Sheridan a déclaré que l'année prochaine, la société prévoyait de déployer des fournitures de centres de données à base de GaN, suivies de puces GaN à énergie solaire l'année suivante, puis de véhicules électriques alimentés au GaN d'ici 2025. Navitas prévoit également de demander un financement aux nouveaux États-Unis. puces et envisage d'ouvrir une usine de fabrication aux États-Unis.

"Je pense que le monde aura besoin de beaucoup plus de capacité de fabrication pour les puces GaN compte tenu de l'ampleur que cela va prendre", a-t-il déclaré.

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