Semi-conducteurs : éléments constitutifs de l'électronique moderne
Audi Magazine
Ces dernières années, le mot « semi-conducteurs » a souvent été associé à l'industrie automobile. Mais que sont exactement ces composants essentiels des appareils numériques, quelle est leur fonction dans une Audi et pourquoi sont-ils encore une pénurie aujourd'hui ?
Des centaines d'étapes de fabrication
Les semi-conducteurs sont appelés ainsi car il s’agit de matériaux dont la conductivité électrique se situe entre celle des isolants (qui sont des mauvais conducteurs d'électricité) et celle des conducteurs (capables de laisser passer un courant électrique). Ils sont constitués d'un ensemble de circuits électroniques sur un petit morceau de silicium plat dont la structure est gaufrée. Des technologies de fabrication avancées placent et retirent ces matériaux, souvent avec une précision atomique et au fil de centaines d'étapes de fabrication, pour mettre au point la puce semi-conductrice finale. Elles constituent ainsi les éléments de base de l'électronique moderne.
La Silicon Valley
William Shockley, lauréat du prix Nobel, a été le pionnier des semi-conducteurs modernes. Il a eu l'idée d'utiliser le silicium pour produire des transistors, les éléments de base de l'électronique. Ceux-ci régulent le courant électrique, amplifient et génèrent des signaux électriques, et agissent comme des interrupteurs ou des ports. Pour réaliser ses ambitions industrielles, Shockley a réuni en 1956 un groupe de brillants ingénieurs et scientifiques dans sa propre entreprise à Mountain View, en Californie, près de San Francisco. C’est là qu’à l'époque, des pionniers technologiques tels que Hewlett-Packards et l'université de Stanford étaient déjà à l'œuvre.
Cependant, Shockley s'est avéré être un meilleur scientifique qu'un manager ou un entrepreneur. Ses meilleurs collaborateurs sont partis fonder l'entreprise Fairchild Semiconductor, et c’est ainsi que l'industrie moderne des semi-conducteurs est née. Le produit de cette industrie a également inspiré le nom de cette région : Silicon Valley, d'après le mot anglais "silicon" pour silicium. À l'origine, ce terme désignait les puces de silicium qu'un grand nombre d'entreprises y développaient et produisaient, mais il englobe aujourd'hui les entreprises de haute technologie qui y sont implantées. Google, Apple et Meta, par exemple, ont aujourd'hui leur siège près de l'endroit où tout a commencé pour Shockley.
Plus petits, plus rapides, plus fiables
Aujourd'hui, nous avons besoin des semi-conducteurs pour toutes sortes d'utilisations. Grâce à leurs propriétés électriques uniques, ils ont révolutionné le monde de la technologie moderne. Les progrès réalisés au cours des 50 dernières années ont rendu les appareils électroniques plus petits, plus rapides et plus abordables. Par exemple, en 1984, un téléphone portable pesait près de 1 kg, coûtait environ 3 700 € et offrait une autonomie permettant d'effectuer des appels pendant environ 30 minutes.
Les semi-conducteurs sont donc essentiels dans les domaines de l'informatique, des soins de santé, des systèmes militaires, des transports, de l'énergie propre, et beaucoup d'autres. Sans les semi-conducteurs, nous n'aurions pas de smartphones, de radios, de télévisions, d'ordinateurs, de 5G, de jeux vidéo ou d'analyseurs médicaux, ni de voitures électriques. Or, depuis fin 2020, on assiste à une pénurie importante de semi-conducteurs dans le monde. En effet, leur chaîne d'approvisionnement est très complexe et vulnérable à des facteurs perturbateurs tels que la dernière crise de la Covid-19. En conséquence, l'industrie a encore du mal à faire face au choc de la pandémie.
10 000 puces dans l'Audi RS e-tron GT
« Les semi-conducteurs sont des éléments clés de nos voitures innovantes car ils améliorent la mobilité, la sécurité et le confort. Nous avons besoin d'eux pour relier les fonctions de la voiture et pour qu'elle puisse communiquer avec son environnement. Par exemple, une Audi RS e-tron GT contient environ 10 000 puces électroniques spécialement conçues, dont une centaine seulement pour les phares LED », explique Uwe Girgsdies, de l'Audi Reliability Design Electronics. Au niveau mondial, peu de fabricants peuvent répondre aux normes de qualité élevées d'Audi. Ces puces ont fait l'objet de processus de sélection très stricts, sont extrêmement complexes et nécessitent environ 600 étapes de production différentes. Elles sont donc produites spécialement pour Audi.
En raison de la demande accrue de semi-conducteurs, Audi est également confronté à des goulets d'étranglement au niveau de l'approvisionnement mondial. Nous essayons de faire face à ces circonstances et nous travaillons constamment à des solutions alternatives et à de nouvelles idées. Certaines fonctions sont-elles temporairement indisponibles en raison d'une pénurie de semi-conducteurs ? Alors, Audi adapte son offre et les kits de configuration correspondants, par exemple en mettant au point des kits alternatifs. Cela nous permet d'ajuster les commandes existantes afin d'accélérer l'assemblage et de raccourcir les délais de livraison de nos voitures.
