Les semi-conducteurs dans l'industrie
Les semi-conducteurs sont essentiels à un large éventail d’industries. Ils constituent la technologie de base de la plupart des dispositifs et systèmes électroniques, permettant l’innovation et la connectivité qui alimentent l’économie numérique d’aujourd’hui.
Voici un petit échantillon des principales applications industrielles :
Fabrication avancée
Les techniques de fabrication avancées utilisent des technologies et des processus modernes pour améliorer, accélérer et rendre plus intelligentes les productions.
Un exemple est l’utilisation de capteurs IdO pour collecter des données en temps réel afin de surveiller et d’optimiser les processus – rendant les processus intelligents. L’automatisation, l’IA et la robotique sont d’autres techniques de fabrication avancées largement utilisées.
Les semi-conducteurs sont essentiels à la fabrication avancée – tout cela dépend de puces avancées et spécialisées. Chaque capteur et dispositif intelligent repose sur des semi-conducteurs pour :
- Détecter ce qui se passe dans l’environnement (température, pression, etc.)
- Traiter les données
- Stocker les informations
- Communiquer avec d’autres dispositifs sur l’IdO
Les semi-conducteurs permettent la collecte de données en temps réel – un pilier de la fabrication avancée. La collecte et le traitement des données aident les fabricants à réduire les temps d’arrêt, augmenter la production, réduire les déchets et assurer la sécurité des travailleurs en détectant les signes précoces d’usure, de stress ou de défaillance des équipements.
Aérospatiale
L’aérospatiale telle que nous la connaissons aujourd’hui n’existerait pas sans les semi-conducteurs. Tous les avions modernes, des avions de ligne commerciaux aux chasseurs militaires, en passant par les satellites et les engins spatiaux, dépendent de l’avionique – des systèmes électroniques utilisés pour la communication, la navigation, la surveillance et le contrôle. Les semi-conducteurs sont la base de tous ces systèmes.
Les systèmes de navigation et de communication reposent sur le radar, le LIDAR et la communication par satellite, qui utilisent tous des technologies de semi-conducteurs avancées pour fonctionner de manière fiable dans des conditions difficiles.
Les engins de pointe sont soutenus par l’électronique de puissance, utilisant souvent des semi-conducteurs composés tels que le nitrure de gallium (GaN), pour gérer les charges électriques et les fonctions énergivores. Les systèmes de contrôle tels que les ordinateurs de contrôle de vol, les systèmes d’augmentation de la stabilité et les contrôles de moteur – tous dépendent fortement du matériel basé sur les semi-conducteurs.
Agriculture
Les semi-conducteurs sont essentiels dans toute la chaîne de valeur agroalimentaire, du champ à l’assiette. Ils rendent possible l’agriculture intelligente et les systèmes alimentaires efficaces, tout en aidant à minimiser les impacts environnementaux.
L’agriculture de précision utilise des technologies de capteurs pour collecter et analyser des données sur la santé des sols, les conditions des cultures, le comportement du bétail, les besoins en eau et les facteurs environnementaux tels que l’azote et autres émissions.
Ces capteurs permettent aux agriculteurs d’optimiser l’utilisation de l’eau, d’améliorer la gestion des engrais et de réduire la dépendance aux pesticides. En surveillant de près les données en temps réel, les agriculteurs peuvent optimiser les rendements tout en minimisant leur impact environnemental.
Les technologies des puces révolutionnent également la sécurité et le contrôle de la qualité des aliments. Les capteurs avec des puces intégrées suivent les aliments tout au long de leur parcours jusqu’à la table, détectant les contaminants, minimisant les déchets et optimisant la qualité.
Les capteurs et autres technologies basés sur les semi-conducteurs tout au long de la chaîne de valeur rendent l’industrie agroalimentaire plus efficace, plus durable et plus résiliente tout en nous fournissant des aliments plus sûrs et de haute qualité.
Automobile
Les véhicules électriques (VE) sont une étape importante pour décarboniser les transports, un secteur responsable de nombreuses émissions de gaz à effet de serre. Les véhicules électriques fonctionnent grâce à l’électricité stockée dans des batteries, mais pour utiliser cette énergie, le véhicule doit la convertir et la contrôler. Les semi-conducteurs sont nécessaires pour cette étape cruciale.
Les semi-conducteurs convertissent l’électricité stockée dans la batterie en énergie utilisable par le(s) moteur(s), gèrent la charge et contrôlent les niveaux de tension entre la batterie et les différentes parties de la voiture.
Sans semi-conducteurs, la voiture ne pourrait pas du tout se déplacer ni se recharger efficacement.
Tous les véhicules modernes intègrent des capteurs basés sur des semi-conducteurs pour optimiser l’efficacité et améliorer la sécurité, mais les VE ont besoin de semi-conducteurs pour leur fonctionnalité la plus basique.
Technologie propre et énergie
Les semi-conducteurs permettent la révolution de l’énergie propre, nous permettant de progresser vers un avenir plus durable, rentable et économe en énergie.
L’énergie solaire nécessite des composants électroniques de puissance et des semi-conducteurs pour gérer la conversion de l’énergie des panneaux solaires vers le réseau. Ces composants électroniques améliorent l’efficacité, réduisent les pertes d’énergie et stabilisent le flux d’énergie pour la sécurité.
Dans les éoliennes, les semi-conducteurs optimisent l’efficacité, régulent la vitesse et convertissent l’énergie du vent en électricité. Les dispositifs semi-conducteurs de puissance haute performance garantissent une perte d’énergie minimale, surtout dans des conditions difficiles. Les composants électroniques de puissance et les semi-conducteurs sont nécessaires pour gérer les hautes tensions et courants afin de les rendre prêts pour le réseau.
Alors que les réseaux électriques sont de plus en plus sollicités, les réseaux intelligents utilisent des capteurs, compteurs et systèmes de communication alimentés par des semi-conducteurs pour distribuer efficacement l’électricité tout en maintenant la stabilité des réseaux.
La technologie des semi-conducteurs composés est un domaine où les entreprises canadiennes excellent – et est une technologie clé ciblée par FABrIC. Les semi-conducteurs composés (comme le SiC et le GaN) transforment la technologie propre, notamment dans la conversion de puissance et la gestion de l’énergie, rendant l’énergie propre plus fiable et abordable.
Technologies numériques et télécommunications
Les technologies numériques capturent, traitent, partagent et agissent sur les données numériques. Des exemples incluent l’informatique, la connectivité et l’analyse de données – y compris l’IA. Les semi-conducteurs sont la base qui rend tout cela possible.
Sans semi-conducteurs, il n’y a pas de puissance de calcul, pas de connexions sans fil, pas de systèmes intelligents ni de capteurs IdO. Les semi-conducteurs sont essentiels aux piliers de nos vies numériques et de l’économie moderne.
Ressources naturelles futures
Les ressources naturelles futures sont les matériaux et sources d’énergie de plus en plus précieux qui joueront un rôle crucial dans nos vies numériques et notre économie. Alors que le monde se tourne vers les technologies propres, l’électrification des transports, l’automatisation et d’autres changements transformationnels, notre besoin de ces ressources augmentera considérablement. Les exemples incluent le lithium, le cobalt, le graphite et le nickel pour les batteries et les composants de batteries, les éléments de terres rares pour tout, des groupes motopropulseurs des véhicules électriques, des éoliennes et des écrans numériques de toutes sortes, le gallium et le germanium pour les semi-conducteurs composés et les panneaux solaires.
Les capteurs IdO sont essentiels dans l’industrie minière. Les véhicules autonomes dépendent de capteurs intelligents et de la connectivité pour toutes leurs fonctionnalités, tandis que les capteurs surveillent constamment la qualité de l’air et la stabilité du sol pour assurer la sécurité des travailleurs.
Mechnologie médicale
Les solutions de santé modernes reposent sur des dispositifs électroniques pour le diagnostic, l’imagerie et la surveillance, tous fonctionnant grâce à la technologie des semi-conducteurs.
Des technologies hospitalières fonctionnant sur des technologies basées sur les semi-conducteurs telles que les plateformes de chirurgie robotique, les moniteurs ECG/EEG, les capteurs de fréquence cardiaque et les dispositifs de mesure des biosignaux, aux puces de capteurs d’image utilisées dans toutes les caméras pour le diagnostic, les outils chirurgicaux miniaturisés et les caméras en pilule, les semi-conducteurs rendent possible les soins de santé de pointe.
Les dispositifs connectés portables fournissent aux prestataires de soins de santé des données en temps réel et permettent aux patients de prendre en main leur santé.
Chaque dispositif de technologie médicale, du plus avancé au plus accessible, a besoin de semi-conducteurs pour détecter, traiter, stocker et communiquer les données de santé de manière sûre et fiable.
