Dans la course mondiale aux technologies photoniques, la Suisse ne se contente pas d’observer depuis les tribunes. À Lausanne, une entreprise issue de l’écosystème de l’EPFL développe des composants capables de faire circuler, traiter et mesurer la lumière à l’échelle microscopique. Son nom : LIGENTEC SA.
Son domaine peut sembler réservé aux laboratoires et aux ingénieurs spécialisés. Pourtant, les enjeux sont très concrets. Les réseaux de télécommunication, les centres de données, les systèmes de navigation, les capteurs industriels et les technologies quantiques dépendent tous de composants plus rapides, plus précis et moins gourmands en énergie.
LIGENTEC s’inscrit précisément dans cette évolution. L’entreprise fabrique des circuits photoniques intégrés, principalement basés sur le nitrure de silicium. Derrière ce terme technique se trouve une idée simple : remplacer une partie des assemblages optiques traditionnels par des circuits miniaturisés, fabriqués selon des procédés proches de ceux de l’industrie des semi-conducteurs.
La photonique intégrée, une technologie discrète mais stratégique
La photonique est la science qui utilise la lumière pour transporter, contrôler ou mesurer l’information. Elle intervient déjà dans les fibres optiques, les lasers, les appareils médicaux et certains systèmes de capteurs. La photonique intégrée va un cran plus loin : elle rassemble plusieurs fonctions optiques sur une même puce.
Cette approche présente un avantage évident. Au lieu de relier de nombreux composants optiques séparés, avec des câbles, des lentilles et des éléments d’alignement parfois complexes, il devient possible d’intégrer une partie du système dans un circuit compact. Le résultat peut être plus petit, plus stable et plus facilement reproductible.
Mais miniaturiser ne suffit pas. Dans les applications exigeantes, la lumière doit circuler avec très peu de pertes. Chaque fraction d’énergie absorbée ou dispersée peut réduire les performances du système. C’est là que le nitrure de silicium entre en jeu.
Ce matériau offre notamment de faibles pertes optiques et une bonne stabilité. Il convient à des applications nécessitant de conserver la lumière sur de longues distances dans le circuit, de filtrer précisément certaines longueurs d’onde ou de générer des signaux optiques complexes. Pour une entreprise qui veut industrialiser cette technologie, ces caractéristiques sont essentielles.
De la recherche académique à la production industrielle
LIGENTEC est issue de l’environnement de l’EPFL et de la recherche suisse en photonique. Comme souvent dans la « deeptech », le passage du laboratoire au marché ne se résume pas à déposer un brevet. Il faut transformer une démonstration scientifique en procédé de fabrication fiable, répétable et accessible à des clients industriels.
C’est tout l’enjeu du modèle développé par LIGENTEC. L’entreprise se positionne comme une fonderie photonique, ou photonic foundry. Elle ne cherche pas nécessairement à vendre un produit final au grand public. Elle fournit plutôt une plateforme de fabrication à des entreprises, des laboratoires et des intégrateurs qui souhaitent concevoir leurs propres circuits photoniques.
Le principe rappelle celui des fonderies de semi-conducteurs : un client définit l’architecture de sa puce, puis s’appuie sur une infrastructure spécialisée pour la fabriquer. Cette séparation entre conception et production permet à de jeunes entreprises technologiques de développer des solutions avancées sans devoir investir immédiatement dans une usine complète.
Pour l’écosystème suisse, cette fonction est particulièrement importante. Le pays compte de nombreuses start-up issues des hautes écoles, mais toutes ne disposent pas des moyens nécessaires pour passer rapidement à la production. Une infrastructure locale peut réduire les délais, faciliter les échanges entre chercheurs et ingénieurs et contribuer à conserver davantage de valeur en Suisse.
Une spécialisation dans le nitrure de silicium
La technologie de LIGENTEC repose sur des couches de nitrure de silicium déposées et structurées avec une grande précision. Ces couches forment des guides d’onde : de minuscules « routes » capables de conduire la lumière sur la puce.
À partir de ces guides, il est possible de créer des résonateurs, des filtres, des séparateurs de faisceau et d’autres fonctions optiques. Les circuits peuvent ensuite être combinés avec des lasers, des détecteurs ou des composants électroniques afin de former un système complet.
L’intérêt du nitrure de silicium ne se limite pas à la réduction des pertes. Il permet aussi de travailler sur une large gamme de longueurs d’onde et de concevoir des circuits adaptés à des applications très différentes. Cette flexibilité explique pourquoi la technologie attire des acteurs actifs dans les télécommunications, la métrologie, la photonique quantique ou encore les capteurs.
Une puce photonique ne ressemble pas à un ordinateur miniature. Elle ne réalise pas les mêmes opérations et ne remplace pas automatiquement l’électronique. Dans de nombreux cas, les deux technologies sont complémentaires : l’électronique commande et analyse, tandis que la photonique transporte ou transforme rapidement les signaux lumineux.
Des applications qui dépassent les télécommunications
Les télécommunications constituent l’un des premiers terrains d’application. La croissance du trafic de données impose de transporter davantage d’informations tout en limitant la consommation énergétique des réseaux. Les circuits photoniques peuvent contribuer à cette évolution en assurant des fonctions de filtrage, de multiplexage ou de conversion optique dans un format compact.
Les centres de données sont également concernés. Le développement de l’intelligence artificielle et des services numériques augmente fortement les besoins de calcul et de communication entre serveurs. Or, ces échanges consomment de l’énergie. Une utilisation plus importante de la lumière dans les interconnexions pourrait aider à réduire certaines pertes, notamment lorsque les volumes de données deviennent considérables.
Autre domaine prometteur : la photonique quantique. Les technologies quantiques nécessitent de contrôler des états lumineux avec une grande précision. Les circuits en nitrure de silicium peuvent servir à concevoir des dispositifs destinés à la génération, au guidage et à la manipulation de photons.
Dans les capteurs, la photonique intégrée peut mesurer des variations de température, de pression, de composition chimique ou de distance. Les applications potentielles vont de la surveillance d’infrastructures à l’industrie manufacturière, en passant par les instruments scientifiques et certains équipements médicaux.
La navigation représente aussi un axe intéressant. Des systèmes photoniques peuvent participer au développement de gyroscopes optiques et de capteurs inertiels. Ces solutions sont particulièrement utiles lorsque les signaux de positionnement par satellite sont indisponibles ou peu fiables, par exemple dans certains environnements industriels, souterrains ou stratégiques.
Une contribution à la sobriété numérique ?
Associer photonique et durabilité peut sembler naturel : la lumière transporte les données rapidement et avec peu de pertes sur de longues distances. La réalité est toutefois plus nuancée. Une technologie n’est pas durable par définition parce qu’elle utilise de la lumière.
La question doit être posée à l’échelle du système. Quelle est la consommation du composant pendant son fonctionnement ? Combien de matières premières faut-il pour le fabriquer ? Quelle durée de vie peut-on attendre ? Le remplacement d’un équipement existant génère-t-il plus d’impact qu’il n’en évite ?
Dans certains cas, les circuits photoniques peuvent contribuer à améliorer l’efficacité énergétique. Ils permettent de traiter plusieurs signaux en parallèle, de réduire la taille de certains modules et de limiter les pertes liées à des assemblages complexes. Dans les infrastructures numériques, même un gain modeste par composant peut devenir significatif lorsque celui-ci est déployé à grande échelle.
La miniaturisation peut également réduire les besoins en matériaux et en espace. Un système plus compact nécessite potentiellement moins d’emballage, de câblage et de refroidissement. Mais ces bénéfices doivent être vérifiés par des mesures concrètes, idéalement au moyen d’analyses de cycle de vie.
Le rôle de LIGENTEC est donc moins de « rendre la technologie durable » à elle seule que de fournir une brique susceptible d’améliorer l’efficacité de systèmes dans lesquels la consommation, la précision et la densité sont devenues critiques. La nuance est importante. Elle évite de transformer un argument technique en promesse écologique automatique.
Pourquoi la fabrication locale compte
La chaîne de valeur des semi-conducteurs et de la photonique est largement internationale. Les équipements, les matériaux et les étapes de fabrication peuvent provenir de plusieurs continents. Dans ce contexte, disposer d’une capacité industrielle en Suisse ne signifie pas produire chaque élément sur place.
L’intérêt est plutôt de maîtriser une étape stratégique. Une fonderie photonique locale offre un accès plus direct à des compétences, à des installations et à des délais de production. Elle peut aussi faciliter la protection de la propriété intellectuelle, un enjeu sensible pour les jeunes pousses qui développent des architectures propriétaires.
Pour les entreprises européennes, la question de la résilience est devenue centrale. Les tensions géopolitiques, les pénuries de composants et les délais logistiques ont montré les limites d’une dépendance excessive à quelques fournisseurs mondiaux. Une capacité de production régionale apporte un degré supplémentaire de sécurité, même si elle ne supprime pas les interdépendances.
Il existe également un effet d’entraînement. Une infrastructure spécialisée attire des ingénieurs, des designers de puces, des fournisseurs et des projets de recherche. Elle renforce les liens entre hautes écoles et industrie. À terme, cela peut favoriser l’émergence de nouvelles entreprises en Suisse romande et consolider une filière qui reste encore peu visible du grand public.
Le défi de l’industrialisation
La photonique intégrée est souvent présentée comme une technologie d’avenir. Mais l’avenir ne se mesure pas uniquement au nombre de publications scientifiques. Il se mesure aussi à la capacité de fabriquer des milliers, voire des millions de composants présentant les mêmes performances.
La répétabilité constitue donc un enjeu majeur. Une puce peut fonctionner parfaitement dans un laboratoire et devenir beaucoup plus difficile à produire lorsque les volumes augmentent. Les tolérances géométriques, la qualité des matériaux, les étapes de gravure et l’assemblage doivent être contrôlés avec rigueur.
Le packaging représente un autre point critique. Relier efficacement une puce photonique à des fibres optiques, à des lasers et à des composants électroniques demande précision et savoir-faire. Dans de nombreux projets, l’assemblage peut coûter aussi cher ou prendre autant de temps que la fabrication de la puce elle-même.
LIGENTEC évolue donc sur un marché où la performance technologique doit aller de pair avec la qualité de service. Les clients attendent des procédés documentés, des délais prévisibles et un accompagnement depuis la conception jusqu’à la validation. La fonderie photonique n’est pas une simple imprimerie de puces : elle doit devenir un partenaire industriel.
Une entreprise à suivre en Suisse romande
LIGENTEC illustre une tendance importante de l’innovation romande : partir d’une expertise scientifique très pointue pour construire une activité industrielle répondant à des besoins mondiaux. L’entreprise ne vend pas une promesse vague de « disruption ». Elle se concentre sur une infrastructure et une technologie dont les usages se situent au cœur de plusieurs transformations : digitalisation, automatisation, quantique et efficacité énergétique.
Son parcours rappelle aussi que l’innovation locale ne se limite pas aux applications visibles dans notre quotidien. Elle peut se trouver dans une salle blanche, sur une plaquette de silicium ou dans un procédé de fabrication dont les bénéfices apparaîtront seulement lorsque des systèmes complets seront commercialisés.
Pour la Suisse, l’enjeu est désormais de transformer cette excellence technique en succès industriels durables. Cela suppose des investissements, des compétences et des collaborations entre hautes écoles, pouvoirs publics et entreprises. Cela suppose également de conserver un regard lucide sur les coûts, les usages et les impacts environnementaux.
La photonique ne remplacera pas toutes les technologies électroniques, pas plus qu’une seule entreprise ne résoudra les défis énergétiques du numérique. Mais avec ses circuits en nitrure de silicium et son positionnement de fonderie spécialisée, LIGENTEC occupe une place intéressante dans cette nouvelle chaîne de valeur.
Et si la prochaine révolution numérique ne se jouait pas seulement dans les logiciels, mais aussi dans la manière de guider la lumière sur quelques millimètres de matière ? En Suisse romande, cette question n’a rien de théorique : des entreprises comme LIGENTEC travaillent déjà à lui apporter des réponses industrielles.