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La croissance démographique et économique mondiale pose un quadruple défi : énergétique, climatique, de gestion économe des matières premières et environnementales. Les besoins énergétiques croissants doivent être satisfaits tout en limitant l'impact de l'activité industrielle en termes d'exploitation des ressources, d'émissions de gaz à effet de serre et de déchets. Pour rendre ce défi possible, les énergies carbonées doivent céder la place aux nouvelles voies de production d'énergie à faible niveau d'émissions de CO2 pour réduire l'impact des énergies fossiles dont la place et l'usage resteront majeurs pendant encore de nombreuses années.

Pour toutes les applications liées à l’énergie nécessitant son transport depuis les centrales électriques jusqu’à l'utilisateur, sa gestion dans les voitures et sa conversion, les dispositifs électroniques de puissance sont incontournables. Les composants de puissance à base de matériaux à grand gap, tels le carbure de silicium et le nitrure de gallium, permettront de surmonter les limites des composants actuels en silicium en diminuant les pertes de puissance. La fiabilité et la robustesse de ces composants de nouvelle génération est la condition de leur déploiement à l’échelle industrielle. Leur maîtrise, de la matière première à la conception, la mise en œuvre, la caractérisation jusqu'à leur intégration dans le système final est essentielle.

L’institut Carnot LAAS CNRS et l'Institut Fraunhofer IISB pour les systèmes intégrés et la technologie des dispositifs, et leurs associés l'Université d'ErlangenNuremberg (Chair of Electron Devices, LEB) en Allemagne et le CEMES-CNRS à Toulouse ont créé en avril 2012 l’alliance des semi-conducteurs à grand gap, WISEA. L’objectif est de former une chaîne complète de compétences dans le traitement des semi-conducteurs à grands gaps, allant de la croissance et des procédés « front-end » jusqu’au packaging en incluant les caractérisations et les méthodes de simulation.

Dans le cadre de cette alliance, le LAAS a développé un banc de mesure dédié à la caractérisation avancée de MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Les paramètres essentiels permettant de qualifier les propriétés de transport dans le canal du transistor, résistivité, mobilité et nombre de porteurs, sont étudiés dans une large gamme de températures et à des tensions de grille adaptées afin de suivre le comportement du composant dans les conditions d’utilisation. L’étroite collaboration avec les partenaires allemands permet de confronter expérience et modélisation physique afin d’optimiser le procédé conduisant au transistor qui se substituera progressivement à certains des composants actuels à base de silicium.

WISEA bénéficie du soutien initial de l'Agence nationale de la recherche (ANR) et du ministère fédéral de l'Education et la recherche d'Allemagne au sein de l'Institut Fraunhofer Programme InterCarnot (PICF 2010) via le projet MobiSiC (Mobility Engineering forSiC Devices).

Les instituts Carnot et Fraunhofer sont des organismes de recherche et de technologie dédiés au développement et au transfert de sciences et technologies.