Devenir le leader mondial de la miniaturisation des alimentations de puissance

Smartphones, ordinateurs portables, trottinettes, vélos électriques… de nombreux équipements mobiles ont besoin d’un chargeur externe pour recharger leurs batteries. Née il y a tout juste un an, la start-up Wise-Integration fabrique des composants électroniques ainsi que des architectures systèmes afin de concevoir des convertisseurs de puissance plus petits, plus légers, mais surtout qui ne s’échauffent pas. Ils offrent ainsi une efficacité énergétique plus élevée que les chargeurs traditionnels. La société s’appuie sur la technologie GaN (nitrure de gallium) développée au CEA-Leti. Rencontre avec Thierry Bouchet, le co-fondateur et CEO de Wise-Integration.

Techniques de l’Ingénieur : Quelle est l’origine de la création de votre start-up ?

Thierry Bouchet : Depuis une dizaine d’années, sont apparus des nouveaux matériaux appelés III-V – en référence à la place des éléments utilisés dans le tableau périodique – comme le nitrure de gallium.

Celui-ci permet de concevoir des semi-conducteurs aux propriétés bien meilleures que le silicium, le matériau actuellement le plus utilisé pour en fabriquer. Pour une même taille de composant, le nitrure de gallium présente une efficacité énergétique beaucoup plus élevée que le silicium. Aujourd’hui, l’enjeu principal est d’introduire ce nouveau matériau dans la filière des semi-conducteurs.

Son avantage est qu’il se dépose sur du silicium ; il est donc compatible avec l’ensemble de l’environnement des semi-conducteurs traditionnels. Depuis une dizaine d’années, le CEA-Leti travaille sur la technologie GaN et a conçu des démonstrateurs de convertisseurs de puissance. Notre start-up est issue d’un essaimage de cet institut de recherche.

Que commercialise Wise-Integration ?

Nous détenons un portefeuille de brevets issus du CEA-Leti avec des architectures à base de nitrure de gallium. À chaque fois que l’on introduit cette technologie dans un système électronique comme un chargeur, il faut également revoir toute la construction du système. S’il est conçu de la même manière qu’avec des composants siliciums, le bénéfice final est faible. Nous fabriquons des composants électroniques à base de nitrure de gallium et nous les vendons accompagnés de l’architecture du système permettant de fabriquer de nouveaux types de chargeurs. Ils possèdent une efficacité énergétique de 98 %. Pour un chargeur de 100 watts, la perte énergétique est de 2 watts alors qu’avec les systèmes traditionnels, elle est comprise entre 6 et 8 watts. Cela permet de répondre aux enjeux de la transition énergétique en participant à la réduction des gaz à effet de serre. Cette meilleure efficacité s’explique parce qu’ils chauffent moins. La technologie GaN permet de faire fonctionner le système à plus haute fréquence et de réduire tous les éléments à l’intérieur, voire de les supprimer à l’image des radiateurs. Ainsi, nos chargeurs sont aussi plus compacts et plus légers.

Où sont fabriqués vos composants GaN ?

Ils sont conçus par TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) en Asie, le leader mondial des fondeurs qui a mis au point cette technologie et qui l’a industrialisée. Cette entreprise conçoit des wafers en nitrure de gallium sur silicium. Ce sont des matériaux semi-conducteurs qui servent de supports à la fabrication de nos composants.

Quels types de chargeurs proposez-vous ?

Nous avons commencé par concevoir une prise murale de type USB-C. Certains lieux comme des aéroports ou des hôtels ont intégré des prises murales USB pour permettre au public de recharger leurs appareils mobiles sans avoir besoin de leur chargeur externe. Par contre, avec l’augmentation du besoin de puissance de ces équipements, la puissance de ces prises est devenue trop limitée et un nouveau standard est sorti : l’USB-C. Il peut atteindre jusqu’à 100 watts mais s’échauffe et il n’était pas possible jusque-là de l’intégrer dans un mur. Grâce à notre architecte système, nous avons pu surmonter cette difficulté.

Nous venons de présenter, au CES de Las Vegas, le Power Cube, un chargeur pour vélo électrique trois fois plus petit, trois fois plus léger et trois fois plus efficace que les chargeurs standards. Sa puissance est de 100W ; pour un chargeur de 200 W il faut mettre deux Power Cube. Il ne pèse que 130 grammes et est si compact qu’il peut s’intégrer dans le cadre du vélo. Du coup, partout où il y a une prise électrique, il est possible de recharger la batterie.

Quelles sont vos perspectives de développement ?

La technologie GaN a pénétré le marché grâce aux chargeurs rapides externes pour smartphones en début d’année 2020, mais est encore peu développée. Dans ce marché compétitif, notre start-up se différencie grâce à son architecture système innovante. À terme, nos produits seront moins chers que les solutions traditionnelles et notre solution sera pertinente pour toutes les alimentations de puissance comprises entre 45 watts et 3 KW. Au début de cette année 2021, nous allons réaliser une levée de fonds afin de qualifier notre premier portefeuille de composants et commencer à les produire pour les vendre auprès de nos premiers clients comme Hager pour les prises murales. Nous les vendons aussi à des sociétés en Asie que l’on appelle des intégrateurs et qui fabriquent des alimentations de puissance pour des grands comptes comme HP, Apple, Schneider… Nous allons d’ailleurs ouvrir un bureau à Taïwan afin de nous rapprocher de nos clients intégrateurs. Notre ambition est de devenir le leader mondial de la miniaturisation des alimentations de puissance d’ici 4 ans et d’atteindre un chiffre d’affaires de 30 millions de dollars en 2025.