Helion développe des semi-conducteurs qui doublent la puissance de ses réacteurs

Contexte du financement et objectifs chiffrés

Helion a reçu 175 millions $ de subvention fédérale via le CHIPS Act, complétés par 50 millions $ d’investissement privé. Plus de 100 millions $ sont affectés à la R&D de semi‑conducteurs et d’emballages avancés dans l’État de Washington, tandis qu’environ 80 millions $ financent le développement d’outils et de processus avec GlobalFoundries au Vermont. L’objectif déclaré est de réduire les pertes électriques des modules de puissance, actuellement estimées entre 5 % et 10 %, d’un facteur deux, ce qui, selon le PDG David Kirtley, « doublerait la puissance de sortie du système de fusion ».

Architecture des semi‑conducteurs et rôle dans la conversion directe

Les nouveaux dispositifs sont des semi‑conducteurs à haute tension, à impulsions rapides, conçus pour supporter les courants de plusieurs dizaines de kilo‑ampères générés par le réacteur à configuration inversée de champ (FRC). Leur conception repose sur le nitrure de gallium (GaN), matériau déjà privilégié par GlobalFoundries pour les applications de puissance. En intégrant ces puces dans les réseaux de magnétisme et de condensateurs, Helion vise à capter l’énergie du plasma sans passer par une turbine à vapeur, processus appelé conversion d’énergie directe.

Impact sur l’efficacité du réacteur et perspectives industrielles

Dans le modèle FRC, le plasma atteint plus de 100 millions de degrés Celsius et pousse contre les champs magnétiques. La récupération d’énergie dépend de la rapidité et de la précision des commutations semi‑conductrices. En passant de 10 % à 5 % de pertes, la puissance nette disponible pour le réseau augmente proportionnellement, ce qui améliore la compétitivité du réacteur sur les marchés de l’électricité. Au‑delà de la fusion, la même technologie pourrait être réutilisée dans les véhicules électriques, les systèmes de traitement des eaux usées et les applications de défense, où les exigences de puissance élevée et de fiabilité sont similaires.

Limites et échéancier

Le financement ne sera pas disponible à temps pour le premier réacteur Orion, prévu pour 2028, car les contrats fédéraux exigent plusieurs mois de négociation. Ainsi, les gains d’efficacité attendus ne seront visibles que sur les générations suivantes de réacteurs Helion. De plus, l’absence actuelle de fabricants américains capables de produire ces puces crée un risque de dépendance à l’égard de la chaîne d’approvisionnement internationale, même si le projet de ligne de production à Washington vise à combler ce vide. Enfin, la viabilité économique repose sur la capacité à maintenir les coûts de fabrication sous le seuil de rentabilité du marché de l’électricité, un paramètre qui reste non divulgué.