Des semi-conducteurs à large bande pour les applications spatiales
Étant donné l'environnement hostile dans lequel elles fonctionnent, les applications satellites, toujours plus exigeantes, nécessitent de nouvelles technologies qui permettent d'avoir un maximum de puissance et une longue durée de vie avec une taille et un poids minimum. Le semi-conducteur WBG à GaN est un candidat idéal pour les systèmes à fréquences radio et hyperfréquences. Le GaN a émergé comme solution privilégiée face au Si pour les puissances et les températures élevées. Avec des propriétés de conduction et de commutation presque 10 fois supérieures à celles du Si, ce matériau WBG est un candidat naturel pour l'électronique de puissance des applications de matériel satellite. Le projet de recherche AL-IN-WON (AlGaN and InAlN based microwave components), financé par l'UE, s'est intéressé au développement d'une nouvelle génération de technologies et de dispositifs électroniques au GaN. Les développements dans ce domaine étaient jusqu'à présent dominés par le Japon et les États-Unis, tandis que la recherche européenne était fragmentée. Les partenaires du projet ont développé des collaborations entre les ministères de la défense, les agences spatiales et les fabricants de technologies pour permettre à l'Europe d'être à la pointe de l'innovation dans les technologies GaN. Ensemble, ils ont cherché à développer, optimiser et tester les matériaux GaN et à les incorporer dans des dispositifs électroniques. L'équipe AL-IN-WON a réussi à faire la démonstration d'un certain nombre d'avancées que permettent les technologies à base de GaN. Cela inclut notamment des amplificateurs haute puissance à bande Ku, fiables et solides, ainsi que des amplificateurs à bas bruit qui répondent aux exigences des systèmes embarqués dans l'espace. En particulier, le GaN a permis d'améliorer les performances des transistors à haute mobilité d'électrons et des circuits intégrés monolithiques hyperfréquence pour les systèmes de fréquences radio et hyperfréquences et une capacité de grille inférieure, qui se traduit par des vitesses supérieures et une plus grande largeur de bande. Les innovations AL-IN-WON permettront également de créer de nouvelles architectures pour les matériels d'observation terrestre, de navigation et de télécommunications. En particulier, les résultats du projet constituent une partie d'un nouvel axe de recherche dédié à l'industrialisation et au développement plus poussé de la technologie GaN pour les communications par satellite en bande Ka.
Mots‑clés
Semi-conducteurs à large bande, nitrure de gallium, satellite, électronique de puissance, AL-IN-WON
