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SILMACH : LA RÉVOLUTION MEMS SUR SILICIUM !



SilMach est une société de technologies innovantes spécialisée dans la micromécanique MEMS sur silicium. L’entreprise, fondée en 2003, est implantée au cœur du Technopole microtechnique et scientifique TEMIS, à Besançon.


Les développements de SilMach concernent en particulier les micromoteurs sur silicium pour applications nomades et embarquées (technologie PowerMEMS®), ainsi que les capteurs MEMS sans énergie pour le contrôle passif de santé des structures (technologie ChronoMEMS®), domaine dans lequel SilMach dispose d’un portefeuille de brevets codétenus avec la DGA.

SilMach propose un véritable savoir-faire dans la fabrication de pièces silicium structurées à l’échelle micrométrique et nanométrique, et dans l'hybridation de ces pièces dans vos systèmes.


Sous le vocable PowerMEMS® sont regroupées les solutions MEMS de SilMach® à base de moteurs électrostatiques très haute résolution. Il s’agit de dispositifs en silicium se présentant sous la forme de réseaux d’électrodes munies de peignes interdigités qui, lorsqu’ils sont alimentés électriquement, s’animent par un mouvement alternatif généré par des forces électrostatiques dont l’intensité dépend de la tension appliquée aux électrodes. Le mouvement pas-à-pas induit à chaque impulsion électrique entraîne une chaîne cinématique en rotation, en translation, ou présentant un mouvement plus complexe.




Les solutions PowerMEMS® ont été développés pour les besoins de motorisation des systèmes nomades (montres, objets connectés etc.). Associées à une puce microélectronique intégrée (circuit ASIC pour Application-Specific Integrated Circuit) dédiée en fonction des applications, les solutions PowerMEMS® sont capables d’animer des mécanismes en translation (actionnement d’ouvrants, de volets, de fentes ou de trappes etc.) ou en rotation (mécanismes d’engrènement, ouverture de diaphragmes…).


Le premier domaine d’application est celui de l’horlogerie. Ainsi, SilMach a réalisé dès 2008 le premier prototype de mouvement de montre quartz intégré motorisé par un chip PowerMEMS® et un ASIC haute tension connecté à une pile horlogère. Pour leur fabrication, ces micromoteurs sont désormais dupliqués simultanément à raison de plusieurs centaines d’unités sur une plaque de silicium de 6 pouces de diamètre.



À droite, les peignes en silicium actionnant la roue dentée qui entraîne les aiguilles d’une montre (SilMach)


La conception unique des solutions PowerMEMS® permet de générer des performances mécaniques (couple utile, puissance mécanique utile, rapport poids/puissance, résolution de positionnement en mode pas à pas…) très au-delà de l’état de l’art international, toutes technologies confondues !


La compacité, l’amagnétisme, l’extrême légèreté et la simplicité des moteurs PowerMEMS® ouvrent des perspectives inespérées de motorisation dans des environnements très contraints. Par ailleurs, les tests en laboratoire mettent en évidence des performances exceptionnelles en termes de robustesse, d’endurance et de durée de vie grâce à des propriétés tribologiques hors norme (fonctionnement sans lubrifiant…). Les solutions PowerMEMS® reposent sur des moteurs pas-à-pas irréversibles ou réversibles et bénéficient d’une large gamme de fréquence de fonctionnement (i.e. d’une fraction de Hz à plusieurs kHz).


Les applications horlogères

Les solutions PowerMEMS® permettent d’animer indépendamment et en « direct drive », les aiguilles d’un mouvement dans les deux sens de rotation et ce dans un volume extrêmement réduit ! La décorrélation des aiguilles permet indifféremment d’indiquer l’heure ou de piloter des fonctions auxiliaires de type « tracking » d’activités biométriques.



Montre « M » présentée en démonstration par SilMach, lors du salon Micronora, qui s’est tenu à Besançon du 27 au 30 septembre dernier. (SilMach)


À l’occasion de la dernière édition du salon Micronora de Besançon, du 27 au 30 septembre dernier, SilMach dévoilait sa première montre « M » dotée de son moteur PowerMEMS®.

Une petite révolution technologique que Les Échos se sont empressés de relayer dans l’édition du 28 septembre 2022, titrant « SilMach va révolutionner les montres à quartz avec son micromoteur au silicium ».

La montre M est l’aboutissement d’un long travail de R&D, rendu possible grâce au programme FEDER NextWatch, couplé au talent des équipes de SilMach et de celles de leur partenaire Timex.

En effet, les PowerMEMS®, grâce à un moteur ultra-compact (réduction de volume + de 50 %), économe en énergie, amagnétique, et fabriqué 100 % en France ont pour vocation de révolutionner le secteur des montres à quartz, en particulier celui des montres hybrides connectées

Néanmoins, les domaines d’applications de la technologie PowerMEMS® sont bien plus nombreux. Les micromoteurs sont conçus pour être compatibles avec les technologies de montage en surface (SMT), et ouvrent une dimension nouvelle au monde de la microélectronique en offrant la possibilité d’intégrer directement sur carte électronique une fonction mécanique. Une diversification dans le domaine du médical est d’ores et déjà engagée.


Encore quelques étapes à franchir avant une commercialisation prochaine de la montre M et des micromoteurs PowerMEMS®


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