Les travaux liés à Nanoelec présentés à END'25
A Nanoelec, nous sommes fiers que nos équipiers.équipières aient pu présenter leurs découvertes, leurs résultats et leurs créations au cours de la deuxième édition du Symposium pour l’électronique durable, le 16 décembre 2025 (END’25). Voici un aperçu de leurs présentations.
Programme SMART IMAGER/AVS
N. Lebrun, C. Fournier, M. Assous, A. Roman, A. Royer, et T. Chevolleau, « NETTOYAGE APRES GRAVURE PLASMA DE STRUCTURES PROFONDES DE TYPE TSV », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
Le développement de capteurs optiques à intégration 3D peut permettre à ces micro-dispositifs d’être plus économes en énergie lors de leur utilisation. Ce travail se concentre sur leur procédé de fabrication et plus précisément sur l’étape de nettoyage après la gravure plasma de Through-Silicon Vias (TSV), afin d’améliorer la fiabilité du dispositif tout en limitant si possible l’impact environnemental du procédé de fabrication.
Le CEA-Leti travaille sur le développement de capteurs ayant une architecture 3D, dans le but d’améliorer l’efficacité énergétique de ceux-ci tout en permettant l’éventuel ajout de nouvelles fonctionnalités. Pour que ces capteurs puissent être industrialisables dans des filières 300mm de semiconducteurs, standard de cette industrie, nous utilisons l’approche dite « wafer-to-wafer » consistant à superposer différentes plaques selon leur utilité (pixel, mémoire, logique…). De nouvelles problématiques de fabrication apparaissent alors, notamment autour de l’utilisation du collage hybride pour superposer les plaques, et de tranchées appelées TSV (Through-Silicon Vias) pour réaliser l’interconnexion électrique entre les différentes couches.
Ce travail s’intéresse particulièrement au procédé de fabrication des TSV, nécessitant une étape de gravure plasma profonde et difficile à caractériser du fait des dimensions de la structure (6μm de profondeur pour 1μm de diamètre dans notre cas). Il est cependant important de s’assurer que la gravure plasma ne laisse pas de résidus dans la structure, ce qui pourrait nuire aux propriétés électriques et à la fiabilité du dispositif. Nous explorons donc diverses méthodes de retrait de résidus de gravure, y compris via l’utilisation d’un solvant plus éco-responsable. Une étude préalable vise à vérifier la compatibilité de ce solvant avec les matériaux exposés, puis une seconde partie de l’étude consiste à évaluer son efficacité de nettoyage.
E. Fidon, S. Guillou, Y. Rivoira, et L. Vauche, « Electronic grade silicon wafer production: review and update of life cycle inventory data », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
An updated life cycle assessment of electronic grade silicon wafer production is proposed, based on photovoltaic wafer data. The manufacturing processes of SoG and EG Si wafers are similar, key differences are thickness, shape, and purification, they are considered to compute the new environmental impact data.
Most integrated circuits are manufactured on electronic grade silicon (EG Si) wafers. However, due to the complexity and opacity of the supply chain [1], it is difficult to obtain reliable, consistent and complete Life cycle inventory (LCI) data on the production of EG Si wafers. The literature is more extensive for solar grade silicon (SoG Si) wafers [2]. However, their purity corresponds to 9N, while the purity of EG Si wafers is between 11 and 13N, which means the purification process is longer, more material- and energy-intensive.
This work proposes for the LCI of EG Si wafers: (i) an update with recent data available for SoG Si wafers; (ii) an adaptation of the purification stage with a 20% increase in consumption; and (iii) regionalized datasets depending on the production region.
[1] A. A. Ahmed, R. H. Reich, A. Di Maria, L. Boakes, C. Rolin, and K. Van Acker, ‘Regionalized Life Cycle Assessment of Silicon Wafers Supply Chains in the Semiconductor Industry’, Circ.Econ.Sust., vol. 5, no. 3, pp. 2347–2371, Jun. 2025, doi: 10.1007/s43615-024-00480-5.
[2] R. Frischknecht et al., ‘Life Cycle Inventories and Life Cycle Assessments of Photovoltaic Systems’, National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States), Jan. 2015. doi: 10.2172/1561526.
P. Montmeat, T. Ernot, M. Vacon, C. Ladner, A. Thiolon, et F. Fournel, « ALTERNATIVES AUX SUBSTANCES PFAS POUR LA FABRICATION DES CIRCUITS ELECTRONIQUES EN 3 DIMENSIONS. », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
Dans le domaine de la fabrication des composants 3D, on propose ici de montrer dans quelles mesures il est possible de substituer aux polluants éternels PFAS des molécules non fluorées bien moins toxiques pour la santé et pour l’environnement.
Depuis les années 2000, on assiste à l’éclosion d’une nouvelle méthode de fabrication des composants électroniques : il s’agit de l’intégration en 3 dimensions (3D). Cette méthode consiste à empiler les composants les uns sur les autres au lieu de les assembler en deux dimensions sur un même support. Elle est censée réduire les délais d’interconnexion et la consommation électrique, mais surtout elle offre la possibilité d’intégrer au sein d’un même système des composants hétérogènes ou des matériaux différents.
Empiler des circuits nécessite la mise en oeuvre de procédés de collage ou de démontage. Pour chacun, on utilise souvent des composés organiques fluorés de synthèse bien connus pour leur propriétés antiadhésives. Certaines de ces molécules appartiennent à la famille des PFAS (Substances poly ou perfluoroalkyles) dont le squelette présente au moins une liaison carbone- fluor. Cette liaison est particulièrement stable, ce qui fait que les PFAS génèrent une pollution durable associée à de graves risques pour la santé. Le 4 avril 2024, l’Assemblée Nationale a adopté une proposition de loi qui vise à règlementer l’utilisation de ces substances dangereuses.
Dans le domaine de la fabrication des composants 3D, on propose ici de montrer dans quelles mesures il est possible de substituer aux PFAS des molécules plus petites, non fluorées et bien moins toxiques. Deux axes feront l’objet de la présentation: la fabrication de circuits amincis et le collage auto-assemblé des puces.
Programme CHIF
H. Michel, S. Blanco, et L. Nguyen, « EXPLORING SUSTAINABLE TECH IMAGINARIES THROUGH DESIGN FICTION: THE CASE OF DEVICE COMPANIONS », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
how design fiction can act as both a lever and a limiter of sustainable imaginaries, through an experimental study on device companions related to smartphones.
Conducted during the Sustainable Electronics Summer School (GreenChip European Project) in partnership with BeeAlp, the workshop engaged 29 participants—PhD candidates and professionals from academia and industry—in a structured design fiction protocol. Using a facilitation kit combining science-fiction and technology cards, participants collaboratively envisioned everyday life in 2037 under three regulatory conditions for emerging technologies: mandatory, regulated, and banned. Data were collected through Speakpipe voice recordings, photographs, and ethnographic notes, then analyzed to construct a five-part typology of companions: functional assistants, empathic mediators, ethical guardians, attachment intensifiers, and resistant entities.
Findings highlight the ambivalence of design fiction as a research tool—capable of revealing ethical tensions and ecological blind spots, yet prone to reproducing techno-optimistic narratives if not reflexively framed. The paper outlines managerial implications for responsible innovation strategies, methodological insights for participatory foresight, and academic contributions to sustainability-oriented design research.
D. Gotteland, S. Blanco, et O. Trendel, « UNVEILING SUSTAINABILITY-DRIVEN MINDSETS: AN IAT-BASED TOOL TO EVALUATE PRO-ENVIRONMENTAL CULTURE », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
In ecosystems advancing sustainable microelectronics and digital technologies, aligning innovation with environmental responsibility requires a shared, deeply rooted pro-environmental culture among participants. This article demonstrates the value of measuring implicit environmental attitudes among people engaged in such collaborations.
We argue that the Implicit Association Test (IAT) offers a suitable methodology for this purpose. Unlike self-reported surveys, which are prone to social desirability bias and conscious framing, the IAT captures automatic, unconscious associations that more reliably reflect an individual’s deep-seated environmental orientation.
Preliminary results using an IAT-based measurement tool enable the visualization of pro-environmental attitudes by mapping reaction times while associating environmental concepts and positive feelings. Color-coded graphs display individual profiles, accompanied with interpretive comments.
By administering the IAT before and after targeted training programs or other sustainability-driven initiatives, consortia can gauge not only knowledge uptake but also deeper cultural shifts. This insight enables the design of more impactful training curricula, fine-tuned to address resistance, strengthen engagement, and align practices with sustainability goals. Ultimately, such measurement should benefit the credibility and effectiveness of the consortium’s sustainability commitments.
Programme PULSE/SPECIAL
E. Quisbert-Trujilo et N. Vuilerrme, « Impact environnemental de la phase de conception de l’Internet des Objets Médicaux (IoMT) », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
This work investigates the environmental implications of Internet of Medical Things (IoMT) prototyping through Life Cycle Assessment of three case studies. The findings emphasize the pivotal role of material properties, versatility, and modularity in fostering resource-efficient and sustainable IoMT development.
Previous research has highlighted a lack of knowledge and understanding regarding the environmental impacts generated during the design of new products, particularly in prototyping, where high uncertainty and intensive resource use are common. In this context, and given their single-purpose, disposable, and iterative nature, Internet of Medical Things (IoMT) prototypes warrant further investigation to enhance understanding and mitigate their ecological footprint. Through exploratory analysis and Life Cycle Assessment (LCA) of three case studies at different scales—namely imagery sensors, pedometers, and smart homes—this work examines the factors that directly influence the recyclability of IoMT prototypes and, indirectly, the circularity of final devices. Our results underscore the critical importance of the intrinsic value and electrical properties of materials for both performance and circularity, as well as the cost–benefit of prototype versatility and modularity. These findings provide a sustainable pathway for developing IoMT systems via iterative yet resource-efficient prototyping, and offer valuable insights to support a comprehensive and pragmatic evaluation of digital health innovations based on this technology.
Programme PHOTONIC SENSORS
E. Fidon et al., « ANALYSES DE CYCLE DE VIE (ACV) DE FILIERES D’INTEGRATIONS DE LASERS III/V SUR SILICIUM. », présenté à END’25 : Symposium pour l’électronique et le numérique durables, Grenoble, FR, déc. 2025.
La photonique sur silicium s’impose aujourd’hui comme une technologie fiable, économique et compatible avec les procédés CMOS existants. Le silicium présente en effet une transparence aux longueurs d’onde télécom (1,31 et 1,55 μm) et, grâce au contraste d’indice avec son oxyde, permet la réalisation de composants optiques performants. Toutefois, son gap indirect rend difficile l’intégration de sources lasers, ce qui a conduit à un recours croissant aux matériaux III-V à gap direct. Plusieurs filières d’intégration de lasers sur silicium ont vu le jour, mais leurs impacts environnementaux ainsi que l’utilisation massive de matériaux III-V soulèvent de nouvelles questions. Ce travail propose une comparaison d’analyses de cycle de vie (ACV) de la fabrication de lasers, différant par le substrat natif sur lequel est épitaxiée la zone active : InP 4’’, GaAs 6’’ et Ge 12’’ et par la structuration du laser. L’utilisation de substrats de diamètre croissant permet d’augmenter le nombre de lasers fabriqués par plaque, influençant directement l’impact global. L’étude met ainsi en évidence les impacts environnementaux entre, d’une part, des lasers hybrides à base de puits quantiques sur InP, et d’autre part, des lasers membranes à boîtes quantiques réalisables sur GaAs ou Ge, offrant des perspectives d’intégrations moins impactantes à grande échelle.
photo (c) Jayet/CEA
