Diamfab, une entreprise française de haute technologie, cristallise les espoirs de semi-conducteurs à base de diamant, pour soutenir la transition écologique
Diamfab, une spin-out française de la deep tech, incarne l'espoir des semi-conducteurs à base de diamant pour soutenir la transition écologique. Fondée en 2019 par des chercheurs émérites issus de l'Institut Néel, Diamfab a levé 8,7 millions d'euros et attire l'attention des investisseurs et des partenaires de l'industrie grâce à sa technologie prometteuse.
Leur innovation repose sur l'utilisation du diamant comme semi-conducteur, offrant des avantages significatifs en termes de résistance à la chaleur et d'efficacité énergétique par rapport au silicium traditionnellement utilisé. Cette avancée ouvre des perspectives dans divers domaines, de l'électronique de puissance à l'informatique quantique, avec des implications majeures pour des secteurs tels que l'automobile électrique et la technologie spatiale.
En s'appuyant sur trois décennies de recherche et développement à l'Institut Néel, Diamfab vise à industrialiser sa technologie pour répondre aux besoins de l'industrie. Bien que les défis restent nombreux, notamment en termes de production de masse, l'entreprise bénéficie du soutien financier et de la reconnaissance institutionnelle, ce qui lui permet d'avancer vers son objectif de révolutionner le paysage des semi-conducteurs et de contribuer à la décarbonisation de l'économie.
Alors que de plus en plus de fonds affluent vers les technologies profondes pour résoudre des problèmes mondiaux difficiles tels que le changement climatique, les entrepreneurs doctorants issus des meilleures universités et laboratoires d'Europe transforment de plus en plus souvent leurs recherches en entreprises. La spinout française Diamfab, fondée en 2019, en est un exemple. Ses cofondateurs, le PDG Gauthier Chicot et le directeur technique Khaled Driche, tous deux titulaires d'un doctorat en nanoélectronique et chercheurs reconnus dans le domaine du diamant semi-conducteur, ont quitté l'Institut Néel, un laboratoire du Centre national français de la recherche scientifique (CNRS), avec deux brevets sous licence à leur actif.
Depuis, Chicot et Driche ont déposé d'autres brevets et recruté un troisième cofondateur, Ivan Llaurado, en tant que directeur des revenus et des partenariats. Ils ont également levé 8,7 millions d'euros auprès d'Asterion Ventures, du fonds French Tech Seed de Bpifrance, de Kreaxi, de Better Angle, de Hello Tomorrow et de Grenoble Alpes Métropole. Cet intérêt s'explique par le fait que le paradigme autour des diamants semi-conducteurs a changé au cours des deux dernières années. « Les diamants ne sont plus un sujet de laboratoire : Ils sont devenus une réalité industrielle, avec les startups, les fabricants intéressés par ce domaine et les partenaires qui nous entourent », a déclaré Chicot à TechCrunch.
Sortir du laboratoire
Le silicium reste le matériau semi-conducteur le plus utilisé en électronique, car il est omniprésent et bon marché. Mais il y a un espoir que d'autres options puissent un jour le surpasser, et pas seulement dans les laboratoires. La décision de Tesla d'utiliser du carbure de silicium au lieu du silicium a constitué une étape importante dans cette direction, et le diamant pourrait être la prochaine option.
Le diamant étant naturellement plus résistant aux températures élevées et plus efficace sur le plan énergétique, Diamfab envisage un avenir dans lequel un composant donné nécessitera une surface de diamant synthétique beaucoup plus petite que celle du carbure de silicium, ce qui le rendra compétitif sur le plan du prix. L'objectif à long terme de l'entreprise est de fabriquer des semi-conducteurs plus efficaces avec une empreinte carbone plus faible, tout en soutenant ce que Chicot appelle « l'électrification de la société », à commencer par les transports.
L'électronique à base de diamant ouvre la voie à des applications dans le domaine de l'électronique de puissance - pensez à des batteries et des chargeurs plus petits avec une plus grande autonomie, car moins de contrôle de la température est nécessaire, ce qui est particulièrement pertinent pour le secteur automobile et la mobilité électrique. Mais les plaquettes de diamant pourraient également être utilisées pour les batteries nucléaires, la technologie spatiale et l'informatique quantique.
Diamfab s'appuie sur les 30 années de R&D de l'Institut Néel dans le domaine de la croissance du diamant synthétique. Ses fondateurs voulaient sortir cette technologie du laboratoire. « Nous voulions être des pionniers utiles », a déclaré Chicot. L'obtention du Grand Prix du Jury d'i-Lab en 2019 a été un tournant pour l'entreprise. Co-organisé par des institutions françaises, il a apporté des subventions et un sentiment de validation qui a aidé l'équipe à l'intérieur et à l'extérieur.
Avec ce label de qualité, « les banques vous font confiance même si vous ne générez pas de chiffre d'affaires », a déclaré Chicot. « Au début, l'obtention de ce prix a été un véritable atout. D'une part, parce que nous disposons d'une excellente technologie et, d'autre part, parce qu'il s'agit d'une technologie cruciale pour le monde. »
Les promesses du diamant
La banque d'investissement du secteur public français Bpifrance, l'un des organisateurs des prix i-Lab, double le financement de Diamfab grâce au fonds French Tech Seed, que Bpifrance gère pour le compte du gouvernement français dans le cadre du plan France 2030. Alors que le silicium est devenu une commodité, les galettes de diamant à haute valeur ajoutée de Diamfab pourraient être fabriquées en Europe et vendues à un prix plus élevé en raison de leur meilleure efficacité, ce qui s'inscrit également dans le cadre de la transition écologique. La décarbonisation est l'un des principaux objectifs de France 2030, et les diamants pourraient y contribuer.
Leur empreinte carbone serait plus faible en raison de la surface réduite que le diamant requiert par rapport au carbure de silicium, mais aussi parce que Diamfab synthétise ses diamants à partir de méthane. À l'avenir, cette source pourrait être le biométhane, ce qui donnerait un débouché commercial à ce sous-produit du recyclage. La plupart de ces éléments sont toutefois encore à venir. Diamfab n'est pas à des décennies près de ses objectifs, mais affirme qu'il lui faudra cinq ans pour que sa technologie puisse soutenir la production de masse de plaquettes de diamant répondant aux exigences de l'industrie.
Cela signifie qu'elle devra appliquer son savoir-faire en matière de croissance et de dopage de couches de diamant sur des plaquettes d'un pouce aux plaquettes de quatre pouces sur lesquelles le carbure de silicium fonctionne déjà. Même avec un financement suffisant pour soutenir une petite ligne de production pilote, cela prendra quelques années.
Cet horizon de cinq ans a fait que Diamfab n'a pas été retenue par certains investisseurs en capital-risque ; bien que ceux-ci puissent être favorables à l'idée de réindustrialiser l'Europe grâce à des innovations de pointe, leurs cycles de liquidité rendent ce type d'investissement plus difficile. Mais MChicot a finalement réussi à réunir les 8,7 millions d'euros qui aideront la startup à passer sa phase de préindustrialisation.
La startup deeptech spécialisée dans la synthèse de diamant semi-conducteur, accélère ainsi sa phase de pré-industrialisation
Grenoble le 28 mars 2024 - Diamfab, deeptech du diamant semi-conducteur, annonce une première levée de fonds de 8,7 millions d’euros, auprès d’Asterion Ventures, du fonds French Tech Seed géré pour le compte de l’Etat par Bpifrance dans le cadre de France 2030, Kreaxi avec le fonds Régional Avenir Industrie Auvergne-Rhône-Alpes, Better Angle, Hello Tomorrow, et Grenoble Alpes Métropole.
Basée à Grenoble, Diamfab est un spin-off de l’Institut Néel, laboratoire du CNRS, issu de 30 ans de R&D sur la croissance de diamant synthétique. D’abord incubé au sein de la SATT Linksium Grenoble Alpes, le projet Diamfab a donné lieu à la création de la société en mars 2019, fondée par Gauthier Chicot et Khaled Driche, deux Docteurs en nanoélectronique et chercheurs reconnus dans le domaine du diamant semi-conducteur.
Afin d’adresser le marché des semi-conducteurs et des composants de puissance à destination notamment des industries de l’automobile, des énergies renouvelables et du quantique, la société a développé une technologie de rupture dans le domaine de l’épitaxie et du dopage du diamant synthétique. Protégé par 4 brevets, leur savoir-faire réside principalement dans la croissance et le dopage de couches minces de diamant, ainsi que dans la conception de composants électroniques en diamant.
Alors que l'industrie de l’électronique de puissance a traditionnellement utilisé le silicium, l'avènement des véhicules électriques a accéléré l'adoption de nouveaux matériaux semi-conducteurs offrant des performances bien supérieures. La technologie de Diamfab ouvre la voie à l'utilisation du diamant, reconnu comme le semi-conducteur ultime. Les composants que l’entreprise développe sont en effet plus légers, plus résistants aux températures élevées et plus efficaces énergétiquement, ce qui les rend idéaux pour une large gamme d'applications, notamment pour l’électronique de puissance dans les voitures électriques, l’industrie ou les réseaux de distribution d’électricité.
Cette première levée de fonds va permettre à Diamfab de créer une ligne pilote pour pré-industrialiser sa technologie, accélérer son développement et ainsi répondre à la demande croissante de semi-conducteurs en diamant. Reconnu comme le nouvel acteur de pointe du domaine en France, Diamfab a pour ambition d'amener le diamant semi-conducteur au niveau de développement requis par l’industrie, en étant aux avant-postes de cette révolution.
« Dans le développement d’une industrie de pointe comme la nôtre, chaque étape est essentielle. Celle du pilote va catalyser de nombreuses discussions avec nos partenaires et renforcer nos relations. Être accompagné par des investisseurs engagés pour l’industrie et le climat, et surtout qui en comprennent les contraintes et les liens est fondamental. Nous n’aurions pas pu espérer de meilleurs partenaires que ceux qui se sont réunis autour de nous avec Asterion. » commente Gauthier Chicot, Président de Diamfab.
« Diamfab est au carrefour de multiples enjeux du moment : relocalisation industrielle, décarbonation, souveraineté stratégique... La technologie développée permet d’envisager de réduire l’empreinte carbone historique des semi-conducteurs de manière considérable et de le faire en relocalisant une industrie clé pour l’Europe, ce qui est l’un de nos axes d’investissement avec Asterion. Les deeptech industrielles ont besoin d’un accompagnement serein et long terme, c’est ce que nous leur apportons », explique Charles-Henry Choel, le partner d’Asterion Ventures en charge du dossier.
Les semi-conducteurs de puissance, pierre angulaire de l’économie mondiale
Contrôlant et modulant les flux d’électricité, les semi-conducteurs de puissance sont le moteur du développement d’économies toujours plus électriques. Leur impact est central en termes d'efficacité, puissance et compacité du système. Ils sont donc clés dans l'électrification massive et a fortiori la décarbonation de pans entiers de l’économie.
En très forte croissance, cette industrie, à plusieurs dizaines de milliards de dollars à l’horizon 2030, repose traditionnellement sur le silicium, aujourd’hui encore leader incontesté. Depuis quelques années de nouveaux matériaux alternatifs appelés semi-conducteurs "wide band gap” émergent et prennent des parts de marché significatives. Le diamant, semi-conducteur "ultra wide band gap", est reconnu comme le semi-conducteur de puissance ultime avec un score Baliga Figure of Merit (habilité d’un semi-conducteur à gérer des hautes puissances efficacement) 40 fois supérieur au SiC et 100 fois supérieur au GaN. Il sera sans aucun doute le matériau de prédilection pour cette nouvelle génération de composants électroniques pour la gestion d’énergie.
Diamfab : une technologie unique pour libérer tout le potentiel du diamant semi-conducteur
Depuis sa création en 2019, Diamfab a su se créer un écosystème de partenaires internationaux et clients qui participent au développement de la technologie, tels que Soitec, Murata, STMicroelectronics, CEA, Schneider Electric, notamment.
En atteignant les standards industriels (taille de wafer et composants démonstrateurs), la deeptech permettra aux acteurs de la filière d'intégrer la technologie diamant dans les solutions de demain. A la clé, des performances inégalables en termes d'efficacité, de tenue en tension, de gestion thermique et un impact CO2 réduit tout au long du processus : de la fabrication à l’utilisation.
En soutenant Diamfab, le fonds French Tech Seed géré pour le compte de l’Etat par Bpifrance dans le cadre de France 2030, le Fonds Régional Avenir Industrie et Grenoble Alpes Métropole actent l’importance de cette technologie, ainsi que leur volonté de la voir se développer en France et dans un écosystème européen de premier plan.
« Pour le compte de l’Etat, Bpifrance participe activement à la réindustrialisation de l’Hexagone et œuvre pour la souveraineté du pays dans des secteurs stratégiques tels que celui des semi-conducteurs. Diamfab cristallise ces deux ambitions : nous sommes fiers de pouvoir les accompagner dans cette nouvelle phase de pré-industrialisation. »ajoute Stéphane Lefevre-Sauli, Directeur d’investissement chez Bpifrance.
« Diamfab, du fait de son caractère deeptech et de la nature industrielle du projet, rentre parfaitement dans les critères d’investissement du tout nouveau Fonds Régional Avenir Industrie, lancé par la région Auvergne Rhône Alpes fin 2023. Nous sommes particulièrement heureux d’accompagner la société au stade critique de la construction de sa ligne pilote, qui lui permettra d’atteindre la maturité nécessaire pour convaincre les industriels du semi-conducteur de miser sur cette nouvelle technologie de rupture » complète Pierre-Antoine Cognard, Chargé d’affaires chez Kreaxi.
Diamfab suscite un intérêt considérable en tant qu'entreprise pionnière dans le domaine des semi-conducteurs à base de diamant, et il est indéniable que son potentiel est significatif. Cependant, il est crucial de considérer certains aspects critiques.
Tout d'abord, bien que le texte souligne les avantages du diamant en tant que semi-conducteur, il semble minimiser les défis techniques et les obstacles à surmonter pour commercialiser efficacement cette technologie. La complexité de la fabrication de semi-conducteurs à base de diamant et les investissements nécessaires pour les rendre compétitifs sur le marché ne doivent pas être sous-estimés.
De plus, bien que le diamant puisse offrir des avantages environnementaux par rapport au silicium, il est essentiel de ne pas négliger les implications écologiques de sa production et de sa synthèse. Il est nécessaire de mener une analyse approfondie de l'ensemble du cycle de vie de cette technologie pour évaluer son impact global sur l'environnement. En outre, les projections optimistes quant aux délais de développement et aux bénéfices potentiels de Diamfab doivent être examinées avec prudence. Les avancées technologiques peuvent prendre plus de temps que prévu, et il est important de gérer les attentes des investisseurs et du public en conséquence.
Source : Vidéo
Et vous ?
Quel votre avis sur le sujet ? Existe-t-il des preuves tangibles de l'efficacité énergétique accrue et de la résistance à la chaleur du diamant par rapport au silicium dans les applications de semi-conducteurs ? Ces avantages sont-ils observés à grande échelle ou seulement en laboratoire ? Pensez-vous que Diamfab pourrait surmonter les défis techniques et économiques associés à la fabrication de semi-conducteurs à base de diamant pour les rendre compétitifs sur le marché par rapport aux semi-conducteurs traditionnels ?Voir aussi :
Nous produisons des déchets électroniques presque cinq fois plus vite que nous ne les recyclons, selon un rapport des Nations unies Un groupe de réflexion financé par les Big Tech affirme qu'il n'y a pas lieu de s'inquiéter de l'impact de l'IA sur le climat, soulevant des préoccupations quant à son impartialité dans cette question Les entreprises technologiques ne tiennent pas leurs promesses en matière de développement durable, il y a peu d'actions concrètes et les déclarations d'intention relèvent plus de l'écoblanchiment