Depuis environ deux ans, le groupe américano-japonais Allegro MicroSystems commercialise de nouvelles générations de capteurs magnétiques dopés à la spintronique pour la mesure de vitesse, d'angle ou de position dans l'automobile. Il appartient au cercle fermé de fournisseurs de ces composants aux cotés de l’allemand Infineon Technologies, le néerlandais NXP, les japonais TDK et AKM, le français Crocus Technology ou l’américain NVE. Mais derrière ses produits se cache une pépite française : CrivaSense Technologies. Elle est responsable du développement de tous ses capteurs magnétiques à l'heure de la spintronique.
40 à 80 capteurs magnétiques par voiture
" Nous avons une expérience R&D de 20 ans sur les capteurs magnétiques à spin, revendique Claude Fermon, chercheur au Laboratoire de nanomagnétismes et oxydes du CEA, sur le plateau de Saclay, et l’un des fondateurs de la start-up. Le partenariat avec Allegro MicroSystems a commencé en 2011. L’objectif du groupe, présent alors uniquement dans les capteurs magnétiques traditionnels à effet Hall, était de s’appuyer sur la force de frappe R&D du CEA pour se lancer dans les capteurs magnétiques à spin. "
Mariage de l'électronique et du magnétisme, la spintronique ou électronique de spin exploite les propriétés quantiques de l'électron pour doper les performances des composants électroniques. CrivaSense Technologies revendique un savoir-faire pointu dans la conception, la déposition et la caractérisation de couches magnétorésistives à l'échelle nanométrique pour booster la sensibilité des capteurs magnétiques, réduire le bruit électrique et améliorer ainsi le rapport performances-bruit.
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Sa première génération de capteurs magnétiques s’appuie sur la magnétorésistance géante (GMR pour Giant Magnetoresistance Effect) coinventée par le français Albert Fert, Prix Nobel de Physique en 2007. La génération la plus récente bénéficie de la magnétorésistance à effet tunnel (TMR pour Tunnel Magnetoresistance Effect) qui augmente encore davantage la sensibilité . " L’utilisation de la spintronique offre l’avantage d’améliorer la sensibilité des capteurs magnétiques par rapport à ceux à effet Hall. Cela permet d’étendre les capacités de détection et d’améliorer la précision de mesure angulaire, de position ou de courant notamment dans l’automobile où l’on compte 40 à 80 capteurs magnétiques par voiture pour contrôler les roues, les portières, le volant, le levier de vitesse, etc. ", affirme Claude Fermon.
Salle blanche de 300 m2
CrivaSense Technologies a été fondée en 2014 à Orsay comme coentreprise détenue à 65% par Allegro MicroSystemes et 35% par le CEA et les fondateurs. " Nous sommes une société de R&D sur les capteurs magnétiques à spin, explique Claude Fermon. Notre vocation est de faire passer les innovations du labo à l’industrie. Nous travaillons principalement pour Allegro MicroSystems qui commercialise nos produits dans les applications à grands volumes". Le groupe les fait fabriquer en Asie principalement par le fondeur taïwanais de semi-conducteurs UMC sur des plaquettes en silicium de 200 mm. La pépite française dispose d’une salle blanche de 300 m2 pour fabriquer en petits volumes des capteurs pour des marchés de niches dans la défense, l’aéronautique, le spatial, le pétrole ou la santé. Elle compte 20 personnes et affiche un chiffre d’affaires de 3 millions d’euros en 2019.
" Nous avons développé une grande expertise dans l’empilement de couches magnétiques minces sur les plaquette de silicium et dans la conception de capteurs pour répondre aux spécifications précises de chaque application, revendique Claude Fermon. Nous collaborons en R&D avec une équipe de 12 personnes au CEA, sur le plateau de Saclay, et nous partageons une ligne commune de déposition de couches magnétiques et de prototypage. "
En partenariat avec NeuroSpin, le centre de recherche en imagerie cérébrale à résonance magnétique du CEA, sur le plateau de Saclay, la start-up travaille au développement de capteurs magnétiques utilisant des boucles supraconductrices. Dédiés à l'imagerie à résonance magnétique à haute résolution, ils offrent une sensibilité 100 fois supérieure aux produits traditionnels.
Opportunité alléchante
L’opportunité s’annonce alléchante. Selon une étude de Mordor Intelligence, les composants électroniques à spin représentent un marché mondial de 3,6 milliards de dollars en 2019, et le chiffre pourrait grimper à 26 milliards de dollars en 2025. "Nous avons le potentiel de grossir très vite car nous sommes face à une demande en forte croissance, prévoit Claude Fermon. Les capteurs magnétiques à spin ne représentent aujourd’hui que 10 à 15% du marché des capteurs magnétiques. Ils devraient en représenter 30% dans 5-7 ans. "
