Carbure de silicium : l’avenir de l’automobile

Le silicium est un élément devenu indispensable à la fabrication de puces électroniques. Il a cependant montré ses limites dans certaines conditions de température. Un frein à son utilisation dans l’électronique automobile, sensible aux fortes chaleurs. Les industriels lui ont trouvé un successeur encore plus résistant, que quelques entreprises européennes ont commencé à produire à grande échelle…

 

Nos nouvelles technologies mettent en vedette des matériaux qui seront essentiels pour les industries de demain.

Voitures, camions, avions, bateaux, camping-cars et motos… l’électrification de tout va susciter une énorme demande en faveur de matières premières telles que le lithium, le cuivre, le nickel, le cobalt et le graphite.

Mais elle va également créer une envolée de la demande en semi-conducteurs, désormais indissociables de notre mode de vie moderne.

 

Les besoins spécifiques des véhicules électriques

Bien que votre smartphone – et même votre ordinateur portable ou votre PC – ait besoin de relativement peu d’énergie électrique, la chaleur peut devenir un problème en cas d’utilisation prolongée.

Côté consommateurs, cela concerne surtout les amateurs de jeux vidéo équipés de PC très puissants.

Ils ont besoin de systèmes de ventilation supplémentaires, plus performants, et même de systèmes de refroidissement adaptés.

Les véhicules électriques ont des exigences très spécifiques en termes d’électronique, notamment des besoins en énergie bien plus importants, et de très loin. Cela veut dire que les composants électroniques utilisés doivent supporter énormément de chaleur.

Il y a eu une révolution technologique, quand on a découvert comment construire
des circuits avec des semi-conducteurs, ces matériaux qui possédaient à la fois des
propriétés conductrices et isolantes.

Aujourd’hui, la plupart de notre électronique s’appuie sur le silicium comme semi-conducteur. Peu coûteux et existant en abondance, il nous a permis d’améliorer les performances pendant des décennies, et de créer des ordinateurs toujours plus modernes.

Mais il y a une limite au-delà de laquelle on ne peut aller avec le silicium. Il cesse de fonctionner dès que vous dépassez trop le point d’ébullition de l’eau.

 

Un semi-conducteur aussi résistant que le diamant

Le silicium convient très bien pour la plupart des produits électroniques, mais il est loin d’être le composant idéal face à la quantité d’énergie d’un véhicule électrique.

Et c’est là qu’intervient un autre type de semi-conducteur, le carbure de silicium (SiC) qui, après le diamant, est l’une des substances les plus dures qui existent. Il est utilisé dans un grand nombre d’applications nécessitant des substances très solides et résistantes à la chaleur, comme les freins d’un véhicule.

Ses propriétés semi-conductrices – ainsi que sa résistance à la chaleur plusieurs fois supérieure à celle du silicium normal – en font un matériau idéal pour les puissants composants électroniques utilisés dans les véhicules électriques.

Il est non seulement supérieur au silicium en termes de résistance à la chaleur, mais également plus efficient, ce qui veut dire que davantage d’énergie afflue de la batterie vers les pneus, ou de la prise d’une borne de chargement vers la batterie.

Il est idéal pour les puces qui contrôlent les moteurs électriques, la conversion de l’énergie électrique et le chargement rapide.

Comme vous l’avez peut-être deviné, dans un contexte où les ventes de véhicules électriques progressent et devraient encore progresser à un rythme accéléré, la demande en faveur de puces à base de carbure de silicium (SiC) devrait énormément augmenter.

 

Quelques producteurs européens de semi-conducteurs SiC

Bosch, le géant allemand de l’électroménager et de l’industrie automobile, a commencé à produire des semi-conducteurs SiC à grande échelle fin 2021. Ses carnets de commandes étaient déjà pleins au moment du lancement. La société ambitionne de devenir leader de ces semi-conducteurs de nouvelle génération.

Le français Soitec (FR0013227113 – SOI), se spécialisait traditionnellement dans les plaques de silicium. Il étend maintenant son activité vers le carbure de silicium à destination des véhicules propres. L’entreprise est très bien classée au palmarès européen des valeurs tech. Ce nouveau positionnement vers l’automobile électrique a permis à la société de relever fortement ses objectifs de croissance pour les prochaines années.

Soitec a d’ailleurs conclu fin 2021 un partenariat avec le français Mersen (FR0000039620 – MRN), société spécialiste de la fabrication de matériaux avancés. Le marché des semi-conducteurs représente également un moteur de croissance important pour Mersen. Les deux sociétés envisagent de développer ensemble de nouveaux substrats de carbure de silicium polycristallin (polySiC) destinés au marché des véhicules électriques.

Naturellement, la demande grandissante en semi-conducteurs SiC pourrait se traduire par d’importants profits pour les entreprises qui sont à l’avant-garde de ce nouveau mouvement autour des véhicules électriques.

 

A un avenir radieux !

Ray Blanco