Newtech
Des puces moins gourmandes dans 4 ans
Par Patrick Brébion, publié le 07 juillet 2026
Particulièrement bien adaptés aux IoT, aux télécoms et à l’edge, les transistors basés sur la technologie FD-SOI sont déjà utilisés par des fabricants de puces depuis une dizaine d’années. Un projet de recherche emmené par le CEA-Leti vise à améliorer encore leur efficacité énergétique.
Le 30 janvier dernier, dans le cadre de Fames (voir encadré), une ligne pilote destinée à concevoir les semi-conducteurs de demain a été inaugurée dans l’usine grenobloise du CEA-Leti, l’organisme de recherche qui développe cette technologie depuis les années 1990 en partenariat avec Soitec et STMicroelectronics. L’objectif est de concevoir une nouvelle génération de transistors basés sur le FD-SOI (Fully Depleted Silicon On Insulator), une technologie de silicium sur isolant qui permet de réaliser des composants microélectroniques à très basse consommation en réduisant la fuite des électrons au niveau des transistors. « La diminution de consommation d’énergie peut atteindre 40 % », détaille Jean-René Lequepèys, directeur adjoint du CEA-Leti. Cette approche consiste à ajouter entre les couches ultra-minces de silicium – les zones actives – et le substrat, une couche de silicium oxydé assurant une meilleure isolation et réduisant ainsi les courants de fuite.
Une fois la technologie mature dans les années 2010, le brevet a été transféré à Soitec pour la fabrication du substrat, à STMicroelectronics, qui produit depuis des années des transistors avec des noeuds [taille, NDLR] à 28 et 22 nanomètres, puis à GlobalFoundries avec des versions à 22 nm et à Samsung. À partir de ces transistors, des sociétés comme Qualcomm, Google, Samsung, etc., ont commencé depuis une dizaine d’années à produire des puces.
Un nouveau bâtiment est sorti de terre pour accueillir Fames, sur le site du CEA-Leti à Grenoble.
Descendre à 7 nm
« L’objet de Fames est de continuer à diminuer ces noeuds pour parvenir à 10 et 7 nm, toujours avec l’objectif d’améliorer encore l’efficacité énergétique », résume Jean-René Lequepèys.
D’autres améliorations vont également contribuer à la réduction de la consommation. L’utilisation de mémoire non volatile autorisera par exemple la mise hors tension pour des capteurs qui ne la nécessitent pas en permanence. « En parallèle, l’architecture globale va évoluer. Pour rappel, 90 % de la consommation d’énergie est monopolisée dans une puce par les mouvements de données entre les unités de calcul et celles de mémoire. Architecturer en 3D va limiter l’amplitude de ces mouvements et devrait se traduire par un facteur 10 en termes d’efficacité énergétique », détaille le directeur adjoint.
Autre optimisation attendue, l’ajout d’une « grille arrière » sur chaque transistor capable de contrôler la tension de seuil et de régler l’intensité sur chaque partie du circuit, « offrant ainsi la possibilité de développer puis de combiner soit des blocs de calculs rapides, mais plus consommateurs, soit des blocs plus lents mais beaucoup moins énergivores », explique notre interlocuteur. Ce pilotage nécessitera bien sûr le développement d’interfaces logicielles dédiées.
Mais toutes ces évolutions futures rendent le FD-SOI particulièrement prometteur pour tous les cas d’usage – micro-contrôleurs, connectivité, IoT… – ne demandant pas de grande puissance de calcul. La production industrielle de cette nouvelle génération devrait être effective autour de 2028-2030.
Un site ouvert à l’industrie
Fames vise à accélérer la maturation de cinq technologies microélectroniques stratégiques : outre le FD-SOI avancé, il s’agit des mémoires non volatiles embarquées, de l’intégration 3D, des composants RF passifs et des composants passifs pour la gestion de puissance. La nouvelle ligne pilote couvre 2 000 m² de salles blanches et comprendra à terme près de 100 équipements de pointe. D’un montant total de 830 M€, l’investissement est financé par la Commission européenne dans le cadre du Chips Act, un montant incluant quelque 365 M€ attribués via le programme France 2030. 40 partenaires industriels soutiennent le projet. Piloté par le CEA, Fames rassemble 11 partenaires dans 8 pays européens.
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