Bienvenue à Bernin, près de Grenoble (Isère), le site industriel de Soitec en France. Il réunit trois unités de fabrication qui ressemblent, à première vue, à des usines de puces électroniques. Sauf qu’elles ne fabriquent pas des puces, mais le substrat sur lequel elles sont construites : le silicium sur isolant, un sandwich innovant de matériaux qui fait la fierté de l’électronique en France et en Europe et dont le français est le roi mondial.
Ce n’est pas la seule différence. Soitec se distingue aussi par son appétit singulier envers le numérique. C’est d’ailleurs la clé de sa quête de performance industrielle et de compétitivité. Dans une industrie des puces connue plutôt pour son conservatisme en la matière, elle fait figure de modèle. Et cela se voit à Bernin.
Bernin 2, qui fabrique les plaques de 300 millimètres, bénéficie du niveau d’automatisation le plus poussé. Les cassettes, où sont renfermées les plaques de silicium sur isolant pour leur transfert entre les machines, circulent de façon autonome le long d’un rail au plafond.
"On ne sait pas d’où elles viennent ni où elles vont", remarque Jérôme Schwartzmann, le directeur du système d’information. Bernin 1, qui fabrique les plaques de 200 mm, et Bernin 3 celles de 150 mm, n’ont pas cette chance. Le système robotisé de transfert n’existe que pour les plaques de 300 mm.
Ce n’est pas propre à Soitec. La limite concerne toute l’industrie des puces. Qu’importe ! Pour pallier ce manque, Soitec teste des AGV d’Omron, ces robots autonomes de manutention, pour le transfert des plaques entre les différents bâtiments de Bernin 1.
Transfert des applications dans le cloud
Alors que le cloud fait peur dans cette industrie, Soitec a été précurseur en la matière. Dès 2011, il en a fait le socle de sa transformation numérique, avec l’ambition de migrer toutes ses applications de communication et de gestion, y compris son ERP, et la priorité de passer à des services de logiciel à la demande, la forme ultime du cloud, comme la messagerie G Suite de Google. Les applications qui ne sont pas convertibles en service de logiciel à la demande sont installées sur le cloud d’Amazon Web Services. Avec l’expérience, Soitec a gagné en assurance et n’hésite plus à explorer le cloud pour le contrôle et l’optimisation de la production, une aventure parfois jugée trop risquée par ses confrères dans cette industrie ultrasensible. Pas question de passer à côté d’outils du cloud aussi puissants que la data, l’internet des objets et l’intelligence artificielle. Leur exploitation aide l’entreprise à améliorer les rendements, la qualité et la productivité, donc à conforter sa position de leader.
C’est ainsi que Soitec est en train de faire ses premiers pas dans l’internet des objets. De petits boîtiers, confectionnés en interne par impression 3D, sont placés dans la salle blanche. Ils relèvent la température et la pression à l’intérieur de fours d’oxydation des plaques. Les informations remontent en temps réel au cloud d’Amazon Web Services, où elles sont analysées pour fournir les réglages optimaux des fours. "Il s’agit d’un projet pilote, précise Christophe Curny, le responsable de l’informatique de production. Nous envisageons d’utiliser le système en maintenance préventive pour la surveillance des machines et l’anticipation des pannes."
L’intelligence artificielle, elle, est une réalité à Bernin 2. Elle sert à la détection automatique des défauts des plaques de 300 mm après l’étape de collage par analyse des images d’une caméra infrarouge. Là encore, elle s’appuie sur le cloud d’Amazon Web Services tant pour l’apprentissage du modèle que pour la détection. "Ce système est plus rapide et plus fiable que le dispositif précédent de contrôle traditionnel par traitement d’image, affirme Jérôme Schwartzmann. Il nous affranchit du recalibrage à chaque changement de caméra. Nous travaillons à son extension à Bernin 1."
Sept paires de lunettes connectées
La période de confinement a été l’occasion d’explorer un autre outil numérique : les lunettes connectées. Sept paires ont été déployées, six à Bernin et une à Singapour, pour la maintenance à distance. Couplé à une application dans le cloud, ce système a aidé Soitec à assurer la continuité de sa production en dépit de la réduction du personnel dans les usines. "Cloud, internet des objets, impression 3D, IA, data… Nous offrons un panel complet d’outils numériques, se flatte le directeur informatique. C’est pourquoi Amazon Web Services met Soitec en avant, comme un exemple à méditer dans notre secteur."
Si Soitec a opté pour le tout-numérique, c’est pour rester leader de son marché. Pour rassurer les clients et favoriser l’adoption du silicium sur isolant à la place du silicium massif traditionnel, il a dû accorder une licence sur sa technologie à deux grands fabricants de substrats électroniques, le japonais SEH et le taïwanais GlobalWafers. Selon le cabinet Markets and Markets, il détient 65 % du marché, laissant 35 % à ses licenciés. L’enjeu est de rester compétitif par rapport à ces deux industriels. Il en va de son rôle de première source sur le marché.
Le projet de substrat FD-SOI dédié aux circuits de traitement numérique illustre cette obsession. Il imposait deux contraintes, l’une technique, avec une planéité de surface de 5 angströms (environ 5 atomes), l’autre économique, avec un taux de rebut inférieur à 10 %. Un double défi relevé en faisant appel à la data. L’état de surface de la plaque est mesuré sept fois en 800 points, fournissant un gisement de 3,5 milliards de mesures par an. Ces données sont analysées pour construire un modèle de traitement sélectif, point par point, de la surface de la plaque. Les défauts sont gommés par un procédé d’amincissement chimique. Sans changer les machines, le traitement est adapté à chaque point de la plaque par un contrôle numérique. Résultat : une surface plane à 2 angströms près et un taux de rebut inférieur à 5 %. "Sans le numérique, nous n’aurions pas pu commercialiser ce produit", confie Jérôme Schwartzmann. Soitec sait oser et prendre des risques pour rester au top niveau de la performance industrielle.
