Etape importante vers une électronique imprimée en 3D
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En fabriquant des portes logiques sans semi-conducteur, qui peuvent être utilisées pour effectuer des calculs, les chercheurs espèrent rationaliser la fabrication de composants électroniques.
L’électronique active, c’est-à-dire les composants capables de contrôler les signaux électriques, contient généralement des composants semi-conducteurs qui reçoivent, stockent et traitent les informations. Ces composants, qui doivent être fabriqués dans une salle blanche, nécessitent une technologie de fabrication avancée qui n’est pas largement disponible en dehors de quelques centres de fabrication spécialisés, les Fabs qui coûtent des milliards de d’euros.
Pendant la pandémie de Covid-19, la pénurie d’installations de fabrication de semi-conducteurs à grande échelle a été l’une des causes de la pénurie mondiale d’électronique, qui a fait grimper les coûts pour les consommateurs et a eu des répercussions dans tous les domaines, de la croissance économique à la défense nationale. La possibilité d’imprimer en 3D un dispositif électronique actif complet sans avoir recours à des semi-conducteurs pourrait permettre aux entreprises, aux laboratoires et aux particuliers du monde entier de fabriquer des appareils électroniques.
Bien que cette idée soit encore lointaine, les chercheurs du MIT ont fait un pas important dans cette direction en démontrant des fusibles réinitialisables entièrement imprimés en 3D, qui sont des composants clés de l’électronique active nécessitant habituellement des semi-conducteurs.
Ces dispositifs sans semi-conducteurs des chercheurs, fabriqués à l’aide de matériel d’impression 3D standard et d’un matériau biodégradable peu coûteux, peuvent exécuter les mêmes fonctions de commutation que les transistors à base de semi-conducteurs utilisés pour les opérations de traitement dans l’électronique active.
Image : Avec l’aimable autorisation des chercheurs
Bien qu’ils soient encore loin d’atteindre les performances des transistors à semi-conducteurs, les dispositifs imprimés en 3D pourraient être utilisés pour des opérations de contrôle de base telles que la régulation de la vitesse d’un moteur électrique.
« Cette technologie a de véritables atouts. Bien que nous ne puissions pas rivaliser avec le silicium en tant que semi-conducteur, notre idée n’est pas nécessairement de remplacer ce qui existe, mais de pousser la technologie de l’impression 3D vers des territoires inexplorés. En un mot, il s’agit vraiment de démocratiser la technologie. Cela pourrait permettre à n’importe qui de créer du matériel intelligent loin des centres de fabrication traditionnels », explique Luis Fernando Velásquez-García, chercheur principal aux Microsystems Technology Laboratories (MTL) du MIT et auteur principal d’un article décrivant les dispositifs, qui paraît dans Virtual and Physical Prototyping (Prototypage physique et virtuel).
Il est rejoint par l’auteur principal, Jorge Cañada, étudiant diplômé en génie électrique et en informatique.
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