En 2011, le monde a retenu son souffle après que la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi au Japon ait subi une panne de ses systèmes de refroidissement, à la suite d'un tremblement de terre et d'un tsunami de magnitude 9,0. L’inquiétude n’était pas sans fondement : la fusion qui en a résulté – qui a propagé des matières hautement radioactives dans de multiples directions – est devenue l’une des pires catastrophes nucléaires de tous les temps.
Plus d’une décennie plus tard, le nettoyage est toujours en cours. Le mois dernier, le gouvernement japonais a lancé une procédure de test pour éliminer les débris radioactifs dans et autour de la centrale – une étape importante dans le processus de déclassement de la centrale, qui devrait être achevé d'ici 2051.
Une startup japonaise révolutionnaire, Ookuma Diamond Device (ODD), joue un rôle fascinant dans le processus, grâce aux copeaux de diamant utilisés dans les efforts visant à éliminer les débris radioactifs, au moyen d'amplificateurs alimentés par des copeaux de diamant. Et maintenant, elle a levé 4 milliards de yens, soit l'équivalent d'environ 27 millions de dollars, pour construire la première usine de fabrication de semi-conducteurs en diamant au monde, à proximité d'Ookuma, également à Fukushima.
Les plans d'ODD sont de construire l'usine en janvier 2025 et de la rendre opérationnelle d'ici l'été 2026.
Pourquoi utiliser des puces en diamant plutôt que des semi-conducteurs traditionnels à base de silicium ?
Le diamant est connu comme un matériau semi-conducteur à large bande interdite (WBG). D'autres incluent le SiC (carbure de silicium) et le GaN (nitrure de gallium). Les matériaux WBG sont considérés comme ayant une meilleure efficacité de conversion de puissance et une gestion thermique exceptionnelle.
Contrairement aux processeurs, aux GPU et aux NPU à base de silicium, les puces à base de diamant n'ont pas de structure de circuit. Les semi-conducteurs en diamant agissent plus comme de puissants dispositifs de contrôle que comme de petites sources d'électricité, a déclaré Ken Nishimura, partenaire de Coral Capital, à TechCrunch. Il a déclaré que le semi-conducteur en diamant sera utilisé dans des installations plus grandes telles que les centrales nucléaires qui nécessitent des températures et des niveaux de rayonnement très élevés, auxquels les puces à base de silicium ne peuvent pas résister.
Des amplificateurs à semi-conducteurs en diamant fonctionnant à des températures inférieures à 300 °C ont été prototypés avec succès à l'aide des installations de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) et de l'Université d'Hokkaido.
« Les semi-conducteurs en diamant que nous développons sont fondamentalement différents des puces traditionnelles à base de silicium en raison de leurs propriétés matérielles supérieures », a déclaré Yuhei Nagai, directeur financier d'Ookuma Diamond Device, dans une interview exclusive avec TechCrunch. Par rapport à d'autres semi-conducteurs avancés comme le SiC et le GaN, les semi-conducteurs en diamant offrent une efficacité de conversion de puissance supérieure et une gestion thermique améliorée pour les technologies de nouvelle génération telles que la 6G, l'espace, la défense et le nucléaire, a-t-il poursuivi.
Il convient également de noter que des copeaux de diamant peuvent être fabriqués à partir de méthane, ce qui pourrait permettre une production complète au Japon. Cela contraste avec le GaN, qui s’appuie sur un approvisionnement en matériaux fortement contrôlé par la Chine.
L'objectif d'ODD est de développer des « semi-conducteurs en diamant pur » plutôt que des semi-conducteurs GaN sur un substrat en diamant, a déclaré Nagai. La taille du marché des matériaux diamantés utilisés dans les puces devrait atteindre 10 milliards de dollars d'ici 2032, contre 113,7 millions de dollars en 2023, selon un rapport récent.
La startup, une spin-off de l'Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) et de l'Université d'Hokkaido, a été spécifiquement fondée en 2021 pour aider au déclassement de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi.
Deux cofondateurs, le Dr Junichi Kaneko et le Dr Hitoshi Umezawa, effectuent des recherches sur les copeaux de diamant depuis plus de 20 ans. Leur travail a été mis sous les projecteurs après la catastrophe, ce qui a généré davantage de ressources pour la R&D et a stimulé la création de la startup. ODD a construit la première puce diamantée pratique au monde en 2021.
Les écarts entre la théorie, la puce et le produit final sont encore importants. Les deux cofondateurs dirigent également le projet national plus large du gouvernement japonais visant à créer un véritable produit capable d'éliminer les débris radioactifs des catastrophes naturelles.
« Le [ODD’s] Les prototypes représentent une première mondiale : personne d’autre n’a été capable de développer des amplificateurs à semi-conducteurs en diamant fonctionnels jusqu’à présent », a déclaré Nagai.
Une poignée d'entreprises mondiales développent également des semi-conducteurs en diamant, notamment Diamfab en France, Element Six au Royaume-Uni et ALMT au Japon, une filiale de Sumitomo Electric Industries.
ODD se distingue en prétendant être le seul à posséder une expertise de bout en bout, du substrat au packaging, permettant de réaliser un prototype mondial d'amplificateur à semi-conducteur en diamant.
ODD est également en discussion avec plus de 10 clients potentiels dans le monde entier dans les secteurs des centrales nucléaires, de l'aérospatiale et des télécommunications, a déclaré Nagai – un domaine qui a fait l'objet d'une attention accrue cette semaine après qu'il est apparu que Google avait signé un accord pour travailler sur l'alimentation des centres de données avec l'énergie nucléaire. pouvoir.
Les partenaires de Globis Capital ont dirigé le récent financement, qui porte le total levé à environ 45 millions de dollars (6,7 milliards de yens) depuis sa création, avec la participation de Coral Capital, aSTART, Green Co-Invest Investment, Japan Post Bank Spiral Regional Innovation Fund, Mitsui Sumitomo. Capital-risque d'assurance, SMBC Venture Capital, entre autres.
La startup, qui compte actuellement 27 employés, a également reçu environ 15 millions de dollars de subventions gouvernementales du Cabinet Office, du METI, du MIC, de l'ATLA et de l'Agence de reconstruction.
