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Wise-Integration améliore l’efficacité énergétique des chargeurs électriques d’un facteur 6

Publié le 12 juin 2020 à 11:34 par François Gauthier        Start-up

Wise Integration

[PORTRAIT DE START-UP] Société créée en 2020, Wise-Integration concoit des solutions de conversion de puissance sous la forme d’un circuit électronique en technologie GaN/Si (nitrure de gallium sur silicium) associé à une architecture d’alimentation brevetée. Objectif de la start-up issue d'un essaimage du CEA-Leti : améliorer significativement l’efficacité des convertisseurs de puissance et réduire leur encombrement... jusqu'à un facteur 6.

Start-up de type fabless basée à Meylan près de Grenoble, la toute jeune société Wise-Integration, créée en février 2020 par Thierry Bouchet, Dominique Bergogne, Rym Hamoumou et Florian Couvin, plonge ses racines dans des travaux issus du CEA-Leti dont elle est un essaimage. La proposition de Wise est de fournir des solutions de conversion de puissance sous la forme d’un circuit électronique en technologie nitrure de gallium sur silicium (GaN/Si) associé à une architecture d’alimentation brevetée. Objectif affiché : améliorer significativement l’efficacité des convertisseurs de puissance et réduire leur encombrement, notamment au sein de chargeurs intégrés jusqu’à 100 W via une prise USB Type-C Power Delilvery (PD).

Les quatre fondateurs de Wise-Integration

« Cette combinaison de technologies brevetées permet de maximiser les performances des convertisseurs que sont les alimentations électriques AC-DC dans la gamme 15 W à 1 kW, avec jusqu’à 98% de rendement, explique Dominique Bergogne, l'un des cofondateurs de Wise-Integration. Ce qui entraîne une réduction des échauffements, une réduction de la taille du sous-système d’alimentation et in fine une réduction du coût global. A ce stade, notre premier démonstrateur - qui est un chargeur intégré de 100 W en USB Type-C Power Delivery (PD) - affiche une efficacité six fois supérieure à celle d'un chargeur conventionnel fondé sur des circuits sur silicium, et ce pour une taille six fois inférieure. » Une réduction de taille associée à une réduction de poids, qui sont des critères essentiels pour tous les équipements embarqués.

Le GaN/Si au service d’un rendement optimisé

La technologie GaN sur silicum utilisée par Wise-Integration, qui fait fabriquer ses conceptions par le fondeur TSMC, apporte des fréquences de fonctionnement et des rendements plus élevés que les circuits traditionnels sur silicium, pour tout ce qui a trait aux signaux de puissance. Avec à la clé des commutations à grande vitesse et une réduction des inductances parasites. Pour parvenir à la solution Wise, il a toutefois été nécessaire de reconcevoir complètement les architectures du système d’alimentation pour optimiser le bénéfice apporté par ces circuits intégrés GaN/Si. Le mode de fonctionnement, l’architecture, les différents composants utilisés ainsi que les fonctions à intégrer dans la nouvelle technologie GaN ont été autant de défis et de verrous à lever pour aboutir au résultat actuel, avec à tous les stades de l’étude, la volonté de maximiser l’efficacité des chargeurs et réduire les pertes consommées.

Pour le moment Wise-Integration n’a pas de produit sur étagère commercialisé mais la start-up dispose de prototypes opérationnels en cours de qualification pour un échantillonnage auprès des premiers utilisateurs dans le courant de l’année. Pour une production en volume des circuits intégrés prévue courant 2021. Pour démarrer, les premiers utilisateurs des circuits de Wise sont les fabricants de matériel électriques ou d’équipements électroniques qui ont des contraintes d’intégration de leurs alimentations électriques. Avec la possibilité d’augmenter la puissance des chargeurs tout en réduisant leur taille, il est ainsi possible sur ce marché, grâce au standard USB Type-C PD, de concevoir et fabriquer un chargeur aussi petit que le chargeur d’un smartphone mais six fois plus puissant, jusqu’à 100 W.

« Via cette approche, le chargeur devient tellement petit qu’il est possible de l’intégrer dans le mur pour en faire une prise murale 100 W universelle capable de charger n’importe où, n’importe quel type de dispositif électronique », précise Dominique Bergogne.

Des puissances allant de 100 W jusqu’à 1,5 kW

Dans un second temps, avec l’évolution prévue de la société, des circuits capables de gérer des puissances de 500 W sont en cours de conception avec des marchés visés différents, comme le domaine des applications d’alimentation ultracompactes et efficaces (télévisions 8K nouvelle génération, serveurs et centres de données), ou à moyen terme celui de la mobilité avec la croissance attendue des vélos électriques dans lesquels le savoir-faire de Wise pourrait être intégré.

Pour la partie recherche & développement, un laboratoire commun a été mis en place avec le CEA-Leti et la société travaille aussi étroitement avec STMicroelectronics pour l’approvisionnement des contrôleurs USB et la certification du chargeur 100 W. Une levée de fonds est par ailleurs programmée pour le second semestre 2020 à hauteur de 3 millions d’euros dont 2 millions d’euros pour lancer l’industrialisation et le déploiement d’un premier produit 100 W et un million d'euros pour la R&D du deuxième produit, avec des puissances allant de 500 W à 1 kW.

Enfin notons que la société a été récemment sélectionnée, avec treize autres start-up françaises innovantes pour participer à l’édition 2020 du programme Deeptech North America – Netva (New Technology Venture Accelerator). Cette initiative d’accompagnement personnalisé, d’analyse d’opportunités et de développement de partenariats technologiques aux Etats-Unis est soutenue par le ministère de l’Europe et des Affaires étrangères avec le concours du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, et de Bpifrance.

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