L'IDEE ?
Remplacer les composants actuels en Silicium présents dans tous les équipements électriques industriels ou domestiques (bureautique, audio et vidéo, électroménager, contrôle des moteurs, etc.), par des composants réalisés en nitrure de gallium (GaN) et carbure de silicium (SiC). Ces deux matériaux semi-conducteurs dits à grand « Gap», présentent des caractéristiques intrinsèques qui leur confèrent des propriétés plus adaptées que le silicium au fonctionnement des équipements électriques, en température et en haute tension (secteur 220V & 380V).

Concrètement, leur utilisation se traduira par une baisse des pertes d'énergie qui, multipliée par des centaines de millions d'équipements électriques, génèrera des économies d'énergie équivalentes à la production de plusieurs centrales électriques. Le programme G²REC rejoint ainsi l'objectif de l'Union Européenne de réduire de 20 % notre consommation d'énergie d'ici à 2020.

LE DEFI ?
Développer de nouveaux procédés d'élaboration de matériaux en nitrure de gallium et carbure de silicium qui permettent de généraliser leur usage.

De fait, aujourd'hui, leur fabrication est beaucoup plus complexe et coûteuse que celle du silicium. Leur utilisation est donc limitée à la production de plaquettes de petite taille (10 cm de diamètre) conduisant à des composants 5 à 10 fois plus chers que leurs équivalents en silicium.

Au sein du programme G²REC, les partenaires vont tenter d'obtenir de fines couches de ces matériaux sur des substrats de silicium. Ce qui permettra de profiter des performances exceptionnelles du nitrure de gallium et du carbure de silicium tout en conservant un faible prix de revient dû à l'utilisation du substrat de silicium.

L'objectif est de parvenir à produire :

- des plaquettes de matériaux nouveaux à faible coût ;

- des composants de puissance utilisant ces matériaux nouveaux qui se substitueront progressivement à certains des composants actuels utilisant uniquement le silicium. Ils    permettront également de trouver d'autres applications aux composants de puissance en intégrant des fonctionnalités nouvelles.

Le programme vise plus spécifiquement les diodes de commutation rapide. Ce marché croît de 8 % annuellement, soit 2 points de plus que l'ensemble du marché des diodes de puissance.

Labellisé par le pôle de compétitivité S²E², le programme G²REC a reçu un soutien financier  important de l'Agence de l'Innovation Industrielle (AII)

 (aujourd'hui intégrée à OSEO Innovation). L'AII a annoncé en juin dernier qu'elle contribuerait à hauteur de 15 millions d'euros au programme qui représente un coût global en recherche et développement de 30 millions d'euros sur une durée de 4 ans.

Une décision fondée à la fois sur la qualité scientifique du projet et son intérêt économique.

Clairement, à travers le couplage étroit entre le développement de matériaux aux propriétés nouvelles, une génération de nouveaux composants apportant aux systèmes des performances concurrentielles  et une excellence scientifique avec un accompagnement des industriels dès le début des développements, tous les éléments essentiels de succès d'une stratégie industrielle efficace sont réunis dans G²REC. D'autant que le programme est fondé sur des relations de travail en confiance nouées de longue date entre les sept  partenaires

Non seulement à eux sept, ils couvrent l'ensemble de la chaîne de valeur d'une filière de composants électroniques, de la réalisation du matériau de départ jusqu'à la caractérisation fonctionnelle du composant dans un système électrique, mais ils sont tous reconnus pour l'excellence de leur expertise dans leur domaine.

• 4 sociétés de petite taille fabriquant des matériaux composés de couches de nitrure de gallium, de carbure de silicium et de silicium : SILTRONI, NOVASIC, OMMIC & PICOGIGA ;
• 2 laboratoires publics : le LMP de l'université François-Rabelais de Tours et le CRHEA du CNRS (Valbonne -06) ;
• 1 industriel : STMicroelectronics, site de Tours.

Le programme G²REC va mobiliser une centaine de personnes par an et induire des investissements notables et des créations d'emplois nouveaux en R&D, notamment dans les petites entreprises qui attendent en retour une forte progression de leur chiffre d'affaires. L'émergence d'une nouvelle filière d'électronique de puissance, où la communauté scientifique française pourra jouer un rôle de premier plan, doit aussi permettre à  STMicroelectronics de maintenir sa compétitivité dans le domaine des composants de puissance grâce à une technologie innovante.