Le groupe NXP Semiconductors a fort à faire pour maintenir sa réputation de leader mondial en matière de fabrication de circuits intégrés. Les applications de ses produits incluent aussi bien le secteur automobile que les infrastructures sans fil. Certes, le développement de la technologie adaptée à ces applications présente ses propres difficultés ; cependant, il peut s’avérer tout aussi délicat de garantir le fonctionnement correct de cette technologie dans son propre appareil final. Nous avons voulu en savoir plus sur l’un des défis les plus intéressants que doivent résoudre les concepteurs de circuits intégrés actuellement, selon notre perspective : l’application des circuits intégrés dans les environnements extrêmes. Dans cet objectif, nous avons récemment discuté avec Michael Lyons, directeur du marketing automobile pour la gamme de composants logiques de NXP. Nous nous posions la question suivante : comment se fait-il que la technologie des circuits intégrés, particulièrement sensible et complexe, peut résister aux environnements industriels les plus exigeants du monde actuel ?
Heureusement, M. Lyons nous a permis de comprendre le fonctionnement de ce processus de manière exhaustive. Cela n’a d’ailleurs pas manqué de nous impressionner. Comme on pouvait s’y attendre, la vérification de l’adaptabilité des semiconducteurs aux environnements les plus difficiles, comme ceux des applications courantes de la technologie automobile, demande beaucoup de travail. Aspect déterminant de cette mission, NXP a défini de nouvelles normes impressionnantes pour sa qualification. Fier de sa position de fournisseur mondial numéro un de composants logiques automobiles soumis à des contraintes élevées, ce groupe doit savoir mieux que personne comment tourner un scénario catastrophe à son avantage.
Les voitures actuelles sont de plus en plus intelligentes, à cause du développement en continu de circuits intégrés automobiles plus efficaces, en particulier, le souci du détail, compétence nécessaire pour garantir la fiabilité et les performances optimales des composants, est en passe de s’intensifier. Lorsqu’on aborde la technologie pratique qui émerge actuellement à un niveau quantique dans le monde actuel, on ne peut que penser aux efforts requis par l’amélioration constante des fonctionnalités correspondantes.
Quels sont donc les principaux défis associés à la conception des circuits intégrés utilisés dans le creuset d’un moteur de voiture ? Tout d’abord, avant tout peut-être, M. Lyons le dit lui-même : « Les applications automobiles sont associées à un cycle de qualification et de conception très long et exhaustif. » En résumé : « La fabrication de pièces destinées aux applications automobiles nécessite des contrôles de fabrication plus étroits, des tests de qualité supplémentaires et sur surveillance exhaustive de la fiabilité du produit. » Lorsqu’il est question de déterminer comment tester les circuits à des fins d’utilisation dans des environnements extrêmes tout spécifiquement, il apparaît clairement que l’entreprise NXP a mis la barre très haut.
Pour atteindre ce niveau élevé de fiabilité, M. Lyons le souligne en quelques mots : « Des règles de conception plus classiques sont appliquées dans des domaines tels que la redondance et dépassent volontairement les dimensions minimales autorisées d’un processus. » La méthode de NXP vérifie également que les pièces automobiles respectent les normes les plus élevées de l’entreprise en termes de durabilité et, grâce à un processus de test à plusieurs composantes et exhaustif, qu’elles sont plus malléables en termes d’analyse approfondie de la qualité (ce facteur permet réellement à l’entreprise de vérifier que les pièces offrent les niveaux de performances les plus élevés sur le long terme). Michael Lyons nous le rappelle avec assurance, le souci très méticuleux du détail de NXP « assure un fonctionnement quasiment sans incident dans l’application de l’utilisateur final. »
Bien évidemment, dans les applications automobiles, le premier écueil est la température.
« Il ne faut jamais sous-estimer l’importance de la température », explique M. Lyons, qui ajoute que le processus de test doit tenir compte des applications confrontées à des températures réellement extrêmes en continu, qui vont de ‑40 ºC à près de 150 ºC.
Qui plus est, pour que NXP puisse vraiment traiter le problème de la robustesse mécanique, les produits sont également soumis à d’autres catégories de test, comme la résistance aux chocs thermiques et à la flexion. Il s’agit là d’un vrai éventail de qualifications, établi par NCP pour permettre la production des circuits intégrés automobiles qui restent parmi les plus fiables et abordables du marché. De ce point de vue-là, au moins, les choses ne semblent pas près de changer.
Nous n’avons pas pu nous empêcher de poser la question suivante : « Qu’est-ce qui a permis à NXP de rester l’un de leaders dans son domaine pendant si longtemps ? » En matière de fourniture de composants clés et de composants logiques génériques à un grand nombre d’acteurs du domaine de l’automobile, l’historique de cette entreprise est impressionnant. Cela dit, M. Lyons le dit lui-même : ce qui permet au groupe NXP d’être plus performant que ses concurrents, c’est avant tout le fait qu’il « s’est grandement investi dans la création, puis a participé au développement en continu des normes de qualification actuelles du secteur de l’automobile. » Sur le long terme, « NXP continu de s’investir dans l’automobile ».
La spécification « AEC-Q100 » combine et met à jour les diverses normes de qualification existantes, en définissant un ensemble minimal de tests de contrainte à effectuer pour permettre la qualification d’un produit de circuit intégré à des fins d’application dans le domaine automobile. « Dans les années 1980, Ford, General Motors et Chrysler disposaient de leurs propres normes », se rappelle Michael Lyons. Enfin, une initiative dans laquelle NXP a joué un rôle majeur a été menée en 1993, et les discussions en continu entre les membres des comités chargés des normes et les responsables des groupes Ford, GM et Chrysler ont donné vie à l’organisme AEC.
Lorsqu’on regarde l’historique du développement de la technologie des semiconducteurs, on peut facilement oublier le fait que, en parallèle avec les évolutions essentielles en termes de fonctionnalité pure, les efforts visant à permettre l’utilisation des circuits imprimés dans un éventail d’environnements plus étendus ont joué un rôle tout aussi important dans l’application de ces circuits à des niveaux toujours plus essentiels de notre vie de tous les jours. Alors que la technologie des circuits imprimés s’oriente vers de nouveaux horizons, caractérisés par des fonctions toujours plus complexes et des tailles toujours plus réduites, nous pouvons être raisonnablement sûrs que le groupe NXP continuera de se battre pour proposer des circuits d’une qualité étonnante, dans des environnements toujours plus inattendus et extrêmes.