Qu'est-ce qu'une puce électronique ?
De la taille d'une pièce de monnaie, les circuits intégrés, aussi appelés puces électroniques, sont des composants basés sur l'intégration de semi-conducteurs. Les principales étapes, à réaliser dans un environnement contrôlé de type salle blanche, sont :
- Réalisation du wafer :
- Fabrication de lingots monocristallins cylindriques par cristallisation de silicium ou arséniure de gallium chauffé à plus 1425°C.
- Découpe des lingots pour être utilisés sous la forme de galettes, appelées wafer.
- Réalisation des transistors :
- Dépôt d'une résine photosensible sur le wafer, inscription des zones des futurs transistor sur un masque, puis bombardement d'ions traversant les zones du masque et dopant par effet pochoir les zones du wafer.
- Isolation et réalisation des grilles de transistors par gravures plasma.
- Interconnexion des transistors par dépôt de cuivre dans les zones de gravure.
- Réalisation des puces électroniques :
- Dépôt d'une couche de matériau isolant sur le wafer par encapsulation.
- Découpe du wafer en autant de puces qu'il contient puis montage de chacune d'elles dans des boitiers individuels.
- Greffe de fils d'or pour établir les connexions électroniques entre les interconnexions en cuivre et l'extérieur des boitiers.
Quels sont leurs impacts sur l'environnement ?
De plus en plus d'entreprises souhaitent connaitre les impacts environnementaux de la fabrication de ces composants électroniques. A travers la base de données EIME et le projet NégaOctet, l'équipe R&D du Département CODDE a été amenée à se poser les questions suivantes :
- Quels sont principaux fabricants de semi-conducteurs dans le monde ?
- Existe-t-il une différence d'impact notable entre une puce électronique de type processeur et de type mémoire RAM ?
- Quels sont les rendements énergétiques liés aux procédés de fabrication des puces électroniques ? etc...
Voici les principaux paramètres influents que nous avons identifiés :
- Taille de la puce
- Nombre de masques
- Nombre de gravures
- Pertes de découpe
Les puces électroniques disponibles dans la dernière version de la base de données EIME intègrent l'influence de ces paramètres dans le calcul des impacts environnementaux.
Si vous souhaitez aller plus loin sur le sujet, des études sur mesures peuvent être menées en partenariat avec nos équipes R&D.
Quels sont les enjeux actuels et futurs ?
La production des puces électroniques est actuellement centralisée dans les pays asiatiques. La crise du Covid-19 a mis en évidence des problématiques d'approvisionnement et de production. Touchant ainsi certains secteurs tel que l'automobile, ces pénuries ont entrainées l'arrêt d'usines en Europe.
A cela s'ajute une raréfaction des ressources en eau dans les pays asiatiques qui participe à l'augmentation des impacts environnementaux des puces électroniques : par exemple une période de sècheresse extrême, inédite depuis plus de 50 ans, a été constatée à Taiwan en ce début d'année 2021.
Ces situations devraient nous amener à une réflexion plus profonde de notre consommation et production de puces en favorisant les concepts d'économie circulaire (circuits courts).
Thierry BRETON, commissaire européen chargé de la politique industrielle en Europe s'est exprimé sur ce sujet " l'Europe est déterminée à reprendre la tête de la production mondiale de semi-conducteurs en vue d'atteindre une part de marché mondiale de 20 % d'ici à 2030". Des discussions sont actuellement en cours avec Intel pour étudier la faisabilité d'implanter des usines en Europe.
Vous souhaitez aller plus loin ? Contactez le Département CODDE.
Septembre 2021
