Dans un laboratoire de Singapour, une collaboration inédite entre ITEN, spécialiste des micro-batteries à l’état solide, et l’Institut de Microelectroniques (IME) de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche (A*STAR), a donné naissance à une innovation susceptible de transformer le paysage de l’électronique moderne. En parvenant à intégrer directement des micro-batteries au sein de structures de boîtiers avancés, les deux entités ont franchi une étape décisive vers des architectures électroniques plus compactes, efficaces et durables. Cette réussite, présentée comme un jalon technique, ouvre des perspectives concrètes pour les dispositifs portables, les objets connectés (IoT) et les équipements médicaux miniaturisés.
L’exploit repose sur l’association de deux expertises pointues : celle d’ITEN, pionnier des micro-batteries à semi-conducteurs haute densité énergétique, et celle de l’IME de l’A*STAR, reconnu pour ses avancées en matière de boîtiers innovants. La plateforme d’encapsulation développée par l’institut, combinée aux cellules électrochimiques miniatures d’ITEN, a permis de surmonter un obstacle majeur : l’intégration fiable du stockage d’énergie au sein même des circuits. Jusqu’à présent, les composants énergétiques restaient généralement externes, limitant la miniaturisation et augmentant les risques de défaillance.
« Nous sommes heureux de collaborer avec ITEN pour développer des technologies d’encapsulation révolutionnaires qui répondent aux besoins du marché croissant de la microélectronique. Ces efforts permettront de nouvelles applications du SiP, créant ainsi de nouvelles opportunités de marché« , déclare Terence Gan, directeur exécutif de l’IME de l’ASTAR.
Efficacité, Compacité et Fiabilité : Un Trio Gagnant
Les bénéfices de cette intégration se déclinent en trois dimensions. D’abord, l’efficacité énergétique : en supprimant les connexions externes, les pertes par résistance sont réduites de 40 %, selon les tests préliminaires. Ensuite, la compacité : les prototypes montrent une réduction de 30 % du volume global des dispositifs, un atout crucial pour les montres connectées ou les capteurs médicaux implantables. Enfin, la fiabilité : avec moins de soudures et de connecteurs, le nombre de points de rupture potentiels diminue de moitié.
« Les solides connaissances et l’expertise de l’IME de l’ASTAR en matière de technologies d’emballage avancées nous aident à accélérer le développement de nouvelles micro-batteries optimisées pour l’intégration dans les SiP. Il s’agit d’une avancée majeure visant à relever les défis de l’efficacité énergétique dans un large éventail d’application« , ajoute Vincent Cobee, directeur général d’ITEN.
Au-delà des performances techniques, le projet s’inscrit dans une démarche environnementale. Les micro-batteries d’ITEN, exemptes de métaux lourds ou de solvants toxiques, contrastent avec les technologies traditionnelles. Leur longue durée de vie – supérieure à dix ans en conditions normales d’utilisation – réduit également le renouvellement des appareils, limitant ainsi les déchets électroniques.
Un Levier pour l’Innovation Industrielle
Les applications potentielles s’étendent bien au-delà des gadgets grand public. Dans le domaine médical, cette technologie pourrait alimenter des stimulateurs cardiaques de la taille d’un grain de riz. Dans l’industrie, elle permettrait des capteurs autonomes pour la maintenance prédictive. L’IME de l’A*STAR a d’ores et déjà identifié huit plateformes de boîtiers dérivées – allant des interposeurs 2.5D aux liaisons hybrides wafer-à-wafer – qui pourraient accueillir ces micro-batteries. « Ces efforts permettront de nouvelles applications du SiP, créant ainsi de nouvelles opportunités de marché« , résume Terence Gan.
Malgré ces succès, les obstacles restent nombreux. La montée en échelle industrielle nécessite des ajustements précis dans les chaînes de fabrication. Les équipes travaillent actuellement à optimiser les modèles électrothermiques et à standardiser les processus de production.
Source : ITEN
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