La start-up singapourienne Nexstrom a levé 12 millions de dollars lors d’un tour de financement d’amorçage, afin de développer des équipements et des procédés de fabrication permettant de produire des matériaux semi-conducteurs bidimensionnels directement sur les plaquettes de silicium utilisées dans les usines de puces. Ce tour porte le financement total levé par l’entreprise à 15 millions de dollars.
Nexstrom travaille sur des matériaux connus sous le nom de dichalcogénures de métaux de transition (TMD), qui ont une épaisseur ne dépassant pas quelques couches atomiques. La dénomination « bidimensionnels » ne signifie pas qu’ils sont parfaitement plats, mais fait référence à leur extrême finesse, qui suscite l’intérêt des chercheurs cherchant des moyens de poursuivre la miniaturisation des transistors.
Un pari sur le fossé entre le laboratoire et l’usine
Nexstrom affirme que son produit, baptisé North Star, a été conçu pour faire croître des matériaux TMD directement sur des plaquettes de 300 mm de diamètre, soit 12 pouces, les dimensions utilisées dans la fabrication commerciale de puces. Une partie de sa technologie repose sur les recherches de Lance Li, cofondateur et directeur scientifique, qui a auparavant dirigé les recherches sur l’électronique post-silicium chez TSMC et travaille sur les matériaux bidimensionnels depuis 2012.
Le problème que l’entreprise tente de résoudre n’est pas de démontrer qu’il est possible de produire le matériau en laboratoire, mais de transposer le procédé à une plus grande échelle tout en maintenant la qualité et la cohérence. Selon Li, les chercheurs peuvent produire en laboratoire des matériaux de petite taille et de haute qualité, mais à une échelle limitée ; la mission de Nexstrom est de combler ce fossé industriel.
Qu’est-ce qui change concrètement ?
L’entreprise affirme avoir obtenu des résultats sur le matériau sur des plaquettes à l’aide de son nouveau système de 12 pouces, et avoir également étendu méthodiquement ses travaux de plaquettes de deux pouces à six pouces. Elle vise à achever les travaux sur des plaquettes de huit pouces d’ici la fin du mois d’octobre, tandis que des échantillons de ses plaquettes et de ses matériaux sont testés par des entreprises du secteur dont les noms n’ont pas été divulgués.
Nexstrom utilisera le financement pour améliorer sa technologie et faire évoluer ses équipements vers la production commerciale, ainsi que pour développer le contrôle des procédés et les capacités de mesure, agrandir son équipe et soutenir les programmes de qualification de la technologie auprès de clients potentiels.
La concurrence et les limites
L’entreprise n’évolue pas en vase clos : TSMC, Intel et l’IMEC développent des méthodes pour intégrer les matériaux bidimensionnels dans les transistors, tandis que des entreprises comme AIXTRON et CDimension, ainsi que d’autres start-up, travaillent à différents stades de la chaîne de fabrication. TSMC, ASML et l’IMEC ont récemment présenté comment utiliser des transistors constitués de ces matériaux dans le cadre d’un procédé d’intégration sur des plaquettes de 300 mm.
Mais le défi central reste de faire croître les matériaux TMD de manière homogène et reproductible sur une plaquette entière. Nexstrom vise à vendre sa technologie aux grands fabricants de puces ou à collaborer avec eux, plutôt que de les concurrencer directement. Selon l’entreprise, ses équipements ne seront pas prêts pour la production commerciale avant une période comprise entre 2030 et 2035.
Lecture de certi.news : l’importance de ce tour ne réside pas dans le lancement immédiat d’un produit commercial, mais dans la tentative de résoudre un goulet d’étranglement industriel susceptible de déterminer la possibilité d’utiliser les matériaux bidimensionnels au-delà du laboratoire. Toutefois, les résultats sur des plaquettes plus grandes, la qualification par les clients et la capacité à maintenir la qualité sur des surfaces de 300 mm restent autant d’étapes qui n’ont pas encore été tranchées. L’impact futur de Nexstrom demeure donc lié à sa capacité à transformer les preuves actuelles concernant les matériaux en un procédé de fabrication stable et reproductible.