Téléphones portables, voitures high-tech ou ordinateurs : tous ces objets précieux à notre quotidien fonctionnent grâce à la microélectronique. En près d’un siècle, ce domaine a connu de nombreuses évolutions innovatrices. Pour en savoir plus sur cette face cachée, plongez dans les secrets de la microélectronique.

La microélectronique, c’est l’univers des minis composants, de petits éléments indispensables au montage et à l’assemblage des circuits électroniques intégrés dans nos objets du quotidien. Par exemple, on peut retrouver les composants électroniques dans les micro-ondes, ou bien dans les enceintes bluetooth. Les composants sont excessivement nombreux et remplissent des fonctions diverses et variées suivant l’usage de l’objet.

Après des années de recherche, ingénieurs et techniciens participent à l’amélioration et la réduction de la taille des composants dans leurs nouvelles créations technologiques. L’objectif : créer des objets plus pratiques et plus compacts. C’est ainsi que nous avons pu permuter le traditionnel téléphone fixe, volumineux et impossible à transporter, contre le premier iPhone commercialisé en 2007 : un format plus petit, multifonctions, facile à glisser dans sa poche et utilisable à tout moment.

Le parcours de construction d’un composant électronique

Avant que nos télévisions, robots mixeur ou montres connectées soient mis à la vente dans nos magasins, la construction de leurs composants commence au même point de départ : la salle blanche. Dans cette salle complètement stérile, aucun grain de poussière ne doit s’introduire, au risque d’abîmer les composants électroniques. Pour travailler en toute sécurité, ingénieurs, techniciens et opérateurs doivent s’habiller chaque jour avec une tenue de travail qui les recouvre de la tête aux pieds. Toutes les précautions sont prises pour que les composants et les circuits puissent être fabriqués en toute sécurité. 

Salle blanche et ses techniciens / Source : usertrmk sur Freepik (https://fr.freepik.com/)

Pour pratiquer ces manipulations en salle blanche, des groupes d’ingénieurs se rassemblent au préalable afin d’imaginer un nouveau composant électronique. On passe alors par une longue étape de documentation pour s’informer sur quelles productions ont déjà été réalisées dans le passé, pour s’en inspirer ou pour l’améliorer. À l’issue de cette étape de réflexion, on peut commencer à dessiner sur un ordinateur la première maquette du composant électronique. Composés de ronds et de carrés, cette ébauche permettra de répondre à différentes fonctionnalités (si on prend l’exemple d’une montre connectée : calculer la fréquence cardiaque, afficher l’heure, recevoir des appels téléphoniques, etc).

Une fois la maquette dessinée, il faut la réaliser ! C’est à cette étape que la salle blanche entre en jeu. Tout commence avec la manipulation d’un disque de silicium. Le silicium est un matériau semi-conducteur : ça signifie qu’il peut soit laisser passer l’électricité, soit l’arrêter. De la même manière qu’un interrupteur qui allume et éteint la lumière dans notre maison selon notre volonté, le silicium laissera ou non circuler l’électricité dans le composant.

Exemples de composants électroniques / Source : Pexels (https://www.pexels.com/fr-fr/)

À partir du disque de silicium, le technicien pourra fabriquer une multitude de composants électroniques. On va alors déposer différentes couches de matériaux sur le support et y inscrire les motifs de la maquette dans une salle photographique. De la même manière qu’une impression photo dans une chambre noire, une résine qu’on désigne comme “photosensible” réagira à la lumière et fera apparaître sur la plaque de silicium le motif du composant. Une fois le travail d’impression terminé, la plaque pourra être découpée afin de récupérer les composants et enfin, les tester.

L’avenir de cette technologie de pointe

Pour répondre à de nouvelles fonctionnalités et aller toujours plus loin dans l’innovation, le domaine de l’électronique et de la microélectronique est en constante évolution ! Les industries cherchent de plus en plus à réduire le temps de fabrication des produits jusqu’à leur commercialisation, tout en créant chaque jour des nouvelles technologies innovantes.

Dans le secteur médical, l’électronique et la microélectronique deviennent essentiels aux usages des professionnels de la santé. Dans une société dans laquelle nous sommes constamment connectés et dans laquelle la médecine tient une place majeure, l’électronique participe chaque jour aux diagnostics et aux recherches médicales grâce à la création de nouveaux outils. De l’imagerie médicale à l’implant intelligent pour le traitement des tumeurs, la participation de la microélectronique dans la recherche médicale pourrait nous surprendre dans un avenir proche.

Article rédigé dans le cadre de la formation « Vulgarisation scientifique à l’écrit » destinée aux personnels de recherche de l’Université Grenoble Alpes et encadrée par Marion Sabourdy, Responsable éditoriale d’Echosciences Grenoble à Territoire de sciences.

Source photo principale : Freepik (https://fr.freepik.com/)