Wolfspeed commercialise un carbure de silicium transparent et vise l’informatique quantique

Wolfspeed, fabricant de carbure de silicium (SiC) coté au NYSE et surtout connu pour ses semi-conducteurs de puissance et ses plaquettes de SiC, a annoncé le 29 octobre l’introduction commerciale de ce qu’il appelle le carbure de silicium transparent, ou TSiC. L’entreprise destine d’abord ces substrats de qualité optique aux lunettes de réalité augmentée (RA), mais son communiqué de presse cite l’informatique quantique comme second grand marché, signe que les grands fournisseurs de matériaux voient dans le matériel quantique une clientèle à conquérir.

Ce qui a été annoncé

Selon Wolfspeed, les substrats TSiC sont conçus pour une très faible absorption optique et une excellente planéité. L’entreprise inscrit ce lancement dans sa longue expérience du matériau, notamment ses premiers travaux sur les LED et sa production de plaquettes semi-isolantes de haute pureté (HPSI). Wolfspeed indique poursuivre le développement de substrats optiques de 200 mm tout en préparant une technologie TSiC de 300 mm pour la demande future, et accepter les demandes d’échantillons.

Katrin Feurle, vice-présidente Beyond Power de Wolfspeed, présente le produit comme une manière de porter la propriété intellectuelle de l’entreprise dans le carbure de silicium au-delà de son activité historique de semi-conducteurs de puissance, vers la RA, l’informatique quantique et d’autres marchés émergents.

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Les détails techniques

La page produit TSiC de Wolfspeed indique que les substrats sont disponibles commercialement en diamètres de 150 mm et 200 mm, le 300 mm étant en échantillonnage ou disponible sur demande. Les plaquettes utilisent la structure cristalline 4H, sont on-axis, polies double face et épaisses de 500 µm (±20 µm). Les spécifications visées comprennent un coefficient d’absorption d’au plus 0,05 cm⁻¹ entre 450 et 650 nm, une variation totale d’épaisseur d’au plus 1,5 µm et une rugosité optique de 1 nm ou moins sur les deux faces. La page précise aussi que la technique d’absorption réduite a obtenu un brevet américain en juillet 2024.

Pour les applications quantiques, l’entreprise décrit trois rôles pour le 4H-SiC : substrat de packaging cryogénique, plateforme photonique à faibles pertes et hôte de qubits fondés sur des défauts de spin conçus sur mesure. Le communiqué va plus loin, affirmant qu’un seul cristal de carbure de silicium peut héberger des qubits, préserver leurs états quantiques et transmettre l’information quantique par la lumière, et que de nombreux matériaux concurrents ne peuvent réunir toutes ces fonctions.

Pourquoi c’est important

Les défauts de spin dans les cristaux solides constituent l’une des approches possibles pour les qubits et les capteurs quantiques, et ils séduisent parce que la même puce peut, en principe, accueillir le qubit et l’interface optique servant à le mettre en réseau. La pureté du matériau et les pertes optiques sont au cœur de cette idée, d’où l’intérêt de voir arriver un fournisseur doté d’une production de plaquettes établie. Pour l’instant, Wolfspeed présente l’informatique quantique comme un usage potentiel : des résultats indépendants obtenus sur des plaquettes TSiC compteront donc davantage que le lancement lui-même.

Le volet RA est plus développé dans le communiqué. Wolfspeed met en avant l’indice de réfraction élevé, la faible biréfringence, la dureté et la conductivité thermique du carbure de silicium pour les guides d’onde de RA, et cite Barry Silverstein, de l’université de Rochester, ancien responsable de l’optique chez Meta Reality Labs, selon qui un matériau à indice élevé permettrait à une seule couche de guide d’onde de remplacer des optiques empilées.

À surveiller

Les questions clés sont de savoir si des équipes de matériel quantique adopteront ces substrats pour des circuits photoniques, du packaging ou des travaux sur les qubits de spin, et à quelle vitesse la version de 300 mm passera de l’échantillonnage à la production en volume. Des résultats publiés sur des qubits ou des pertes photoniques sur plaquettes TSiC seraient le signal le plus clair d’une adoption dans le quantique.