ElectroTech · 10 September 2026

GaN de Samsung : anatomie d’un double échec qui rebat les cartes de la puissance

En mai 2026, une fuite – un article du coréen The Elec – révélait que les échantillons de transistors GaN 650 V de Samsung n’avaient pas satisfait aux exigences de résistance à l’état passant de plusieurs clients. Aucune commande de série n’avait été passée. En réaction, le géant coréen abandonnait ses projets de modules GaN, se retirait d’un programme gouvernemental pour l’automobile, et annonçait un virage précipité vers la fonderie GaN dès juillet 2026. Trois mois plus tard, nouveau coup de tonnerre : les puces issues de la ligne de production pilote de Giheung ont lâché après 1 000 heures de fonctionnement à haute température. La production commerciale est repoussée à mi-2027 au plus tôt, pendant qu’Infineon, Texas Instruments et Innoscience expédient déjà leurs composants à grande échelle. Que s’est-il vraiment passé derrière les portes des labos et des usines de Samsung ? Cet article enquête sur les causes techniques, les lacunes de l’information publique, et les conséquences pour l’industrie du nitrure de gallium.

Le grand bond en arrière : quand le GaN de Samsung promettait la foudre

En 2024-2025, Samsung Electronics affichait des ambitions claires dans le GaN de puissance. Le groupe coréen, fort de ses capacités en fonderie CMOS et mémoire, voulait s’imposer comme un fournisseur de composants discrets GaN 650 V – le segment le plus disputé du marché, celui des chargeurs rapides, des alimentations de serveur et des onduleurs. L’objectif : rivaliser avec des acteurs établis comme Infineon (CoolGaN), EPC (eGaN) et Navitas (GaNFast). En interne, la division Device Solutions (DS) et son unité CSS (Custom Solutions & Services) étaient chargées de développer la filière.

Les signaux étaient encourageants. Samsung participait depuis 2024 à un projet gouvernemental coréen avec Semipowerex pour développer des transistors GaN destinés aux véhicules électriques. Des prototypes 650 V étaient présentés dans des conférences. La feuille de route promettait une montée en puissance rapide. Mais la réorganisation de l’activité LED en 2023 avait déjà préparé le terrain : c’est de cette restructuration qu’est née la division CSS, dédiée aux semi-conducteurs composés, qui devait porter l’ambition GaN du groupe.

Puis vint le 20 mai 2026. Ce jour-là, le site spécialisé The Elec publie un article qui va faire l’effet d’une douche froide : les échantillons de composants GaN discrets livrés à plusieurs clients au premier semestre 2026 n’ont pas atteint les cibles de résistance à l’état passant (Rds(on)). Aucune commande de production en série n’a été enregistrée. L’information, reprise en cascade par TechTimes, TrendForce, Digitimes et d’autres médias, repose sur une source industrielle anonyme – unique et non confirmée par Samsung ni par les clients. Pourtant, la réaction de Samsung donne du crédit au récit : le groupe annonce l’abandon de son activité de modules GaN, le retrait du projet Semipowerex après la seule phase 1, et un pivot stratégique vers… la fonderie GaN, avec un démarrage prévu dès juillet 2026. Comme le souligne Design-Reuse, ce revirement marque une rupture nette avec le plan initial.

Mais le 31 juillet 2026, The Elec publie un second rapport, autrement plus accablant. Les puces de production pilote fabriquées sur la ligne GaN dédiée de 200 mm à Giheung ont cessé de fonctionner après 1 000 heures de fonctionnement à des températures comprises entre 100 et 200 °C – précisément la plage thermique que les composants GaN sont censés supporter de manière fiable. Ce n’est plus un problème de performance, mais de fiabilité fondamentale. La production commerciale est désormais repoussée à mi-2027 au plus tôt, selon TechTimes. Le même jour, The Elec précise que la ligne de Giheung a une capacité mensuelle d’environ 1 300 à 1 500 wafers de 200 mm, et que Samsung enquête sur la cause racine.

Ce double échec interroge. Samsung a-t-il sous-estimé la difficulté de maîtriser le procédé GaN en volume ? Ou s’agit-il d’une manœuvre opportuniste pour monétiser un outil industriel coûteux ? Pour y voir clair, il faut plonger dans les rares données techniques disponibles – et dans les silences qui les entourent.

« Rds(on) hors cible » : plongée dans les benchmarks qui ont tout fait capoter

Le constat de mai est sec, mais terriblement vague. Selon The Elec, les échantillons Samsung 650 V n’ont pas satisfait « les exigences de résistance à l’état passant des clients ». Aucune valeur chiffrée n’est donnée : ni le Rds(on) mesuré, ni la spécification datasheet, ni la température de test. On ignore si l’écart est de 10 %, 50 % ou plus. On ignore même si le défaut est systématique ou aléatoire.

Les applications visées sont mentionnées en termes généraux : chargeurs rapides compacts, alimentations sans interruption (UPS) de datacenter, blocs d’alimentation (PSU). Pas de référence aux chargeurs USB-C 140 W, aux convertisseurs 48 V-12 V de serveur, ni aux onduleurs photovoltaïques – pourtant des cibles naturelles du GaN 650 V. Les clients restent anonymes. Aucun fabricant de chargeurs (Anker, Belkin, Lenovo), aucun opérateur de datacenter (Google, Meta, Amazon) n’a confirmé avoir testé ou rejeté les composants Samsung.

Cette absence de détails est problématique pour une enquête technique. Le Rds(on) est certes un paramètre critique : il détermine les pertes en conduction et donc le rendement. Mais un échec sur ce seul critère peut avoir plusieurs causes : un procédé de fabrication mal maîtrisé (dopage, épitaxie), un design de transistor inadapté (cascode vs p-GaN), ou un rendement de production (yield) trop faible pour garantir des spécifications serrées. Sans données de qualification JEDEC (tests de cyclage thermique, tenue en tension, taux de défaillance FIT), impossible de trancher.

Ce qui est certain, c’est que les clients n’ont pas passé commande. Dans l’industrie des semi-conducteurs de puissance, un échantillonnage raté retarde un projet de 6 à 12 mois. Pour Samsung, c’est un coup d’arrêt commercial. Mais est-ce un échec technique définitif ou un simple contretemps de mise au point ? La suite de l’histoire suggère que Samsung lui-même a jugé la situation suffisamment grave pour changer de modèle économique.

Le second mur : les tests thermiques qui ont tout fait basculer

Le 31 juillet 2026, The Elec révèle un échec d’une nature différente. Les puces de production pilote de la ligne GaN 200 mm de Giheung ont cessé de fonctionner après 1 000 heures de fonctionnement à des températures entre 100 et 200 °C. Ce test, appelé HTOL (High Temperature Operating Life), est l’un des plus exigeants de la qualification des semi-conducteurs de puissance. Il soumet les composants à une contrainte thermique et électrique soutenue, simulant des années de fonctionnement en conditions réelles.

Comme le souligne TechTimes, ce n’est pas le même problème que celui de mai. L’échec du Rds(on) était un problème de performance : des puces qui fonctionnaient, mais pas assez bien. L’échec HTOL est un problème de fiabilité : des puces qui fonctionnent dans des conditions normales, mais qui ne survivent pas à des contraintes thermiques et électriques soutenues. Les deux problèmes remontent à la même cause racine – la maturité du procédé de Samsung dans les semi-conducteurs composés – mais ils se manifestent différemment et exigent des corrections différentes.

Le Rds(on) hors cible est principalement un problème de conception du dispositif. L’échec HTOL pointe directement vers la qualité de fabrication des wafers. Les transistors GaN de puissance sont construits sur des wafers épitaxiaux – des disques de silicium sur lesquels une couche cristalline de nitrure de gallium est déposée dans un réacteur chimique à haute température, via un procédé appelé MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition). La qualité de cette couche GaN détermine presque tout : les performances du composant fini et sa durée de vie.

Lorsque la structure cristalline de la couche épitaxiale contient des défauts – dislocations traversantes, pièges à porteurs, ou régions locales non stœchiométriques – ces défauts sont silencieux à température ambiante et en conditions de fonctionnement modérées. Mais à haute température, sous contrainte électrique, ils deviennent des points de défaillance. Les dislocations créent des chemins de fuite, les pièges à porteurs provoquent une dérive dynamique du Rds(on), et les régions non stœchiométriques dégradent la tenue en tension. Après 1 000 heures à 100-200 °C, ces défauts finissent par tuer le composant.

Anatomie d’une défaillance technique : procédé, design ou rendement ?

Pour comprendre l’échec supposé, il faut examiner les choix technologiques de Samsung. Le GaN de puissance se décline principalement en deux architectures : le cascode (transistor GaN en série avec un MOSFET Si basse tension) et le p-GaN (grille à enrichissement, plus simple à piloter). Samsung n’a jamais communiqué officiellement sur sa technologie, mais les rumeurs évoquaient une approche p-GaN sur substrat silicium – la plus répandue chez les fondeurs.

Les difficultés de fabrication du GaN sur Si sont bien documentées. La croissance épitaxiale sur un substrat de silicium génère des contraintes mécaniques et des défauts cristallins (dislocations, fissures) qui dégradent les performances électriques. Le rendement en production (yield) des premiers lots est souvent médiocre : les leaders comme Infineon ou Navitas ont mis des années à atteindre des yields industriels (> 90 %). Samsung, nouveau venu, a-t-il brûlé les étapes ?

Aucun analyste indépendant (Yole, IC Insights, SemiAnalysis) n’a publié d’estimation du yield de Samsung. Les sources se contentent de rapporter que les échantillons « n’ont pas atteint les cibles ». Or, un yield bas peut entraîner une dispersion importante des paramètres : certains composants passent, d’autres non. Si les clients exigeaient des valeurs de Rds(on) garanties sur toute la plage de température (par exemple, 50 mΩ max à 150 °C), un lot avec 30 % de hors-spécifications est inacceptable.

Une autre hypothèse concerne le design du transistor lui-même. Samsung avait initialement prévu de proposer des modules GaN (assemblage de plusieurs puces avec driver intégré), mais a dû y renoncer, ne pouvant fournir que des composants discrets. Ce revirement a fait capter des contrats, selon The Elec. Les clients voulaient des solutions clé en main ; Samsung n’avait que des puces nues ou encapsulées. Ce décalage entre l’offre et la demande a peut-être amplifié l’insatisfaction.

Enfin, une piste technique émerge des sources de The Elec : Samsung aurait pu se concentrer sur l’atteinte du seuil de tension (threshold voltage) de 2 à 3 volts exigé pour les semi-conducteurs de puissance, tout en négligeant les effets sur la longévité du composant. Un seuil de tension trop bas rend le dispositif sensible à de très faibles courants et plus sujet aux erreurs de fonctionnement. Cette optimisation, si elle a été faite au détriment de la robustesse à haute température, pourrait expliquer l’échec HTOL. Les sources indiquent que Samsung enquête sur la cause racine, avec le procédé de MOCVD sous surveillance particulière.

Le contexte concurrentiel : pendant que Samsung trébuche, les autres accélèrent

Pendant que Samsung accumule les déboires, ses concurrents ne restent pas les bras croisés. Infineon, Texas Instruments et Innoscience expédient déjà leurs composants GaN à grande échelle, comme le rappelle TechTimes. Cette accélération est d’autant plus cruciale que le marché du GaN de puissance est en pleine expansion, porté par la charge rapide USB-C et les alimentations de serveur.

Dans le domaine de la charge rapide, l’arrivée du PD 3.2 et de ses mécanismes AVS (Adaptive Voltage Scaling) a ouvert la voie à des chargeurs de 140 W, 240 W et même 280 W, comme l’analyse notre article « Charge rapide USB-C en 2026 : PD 3.2, GaN et la course aux 280 W ». Les chargeurs nouvelle génération intègrent désormais des topologies totem-pole ZVS avec des fréquences de commutation allant jusqu’à 2 MHz, et les alimentations tout GaN pour centres de données atteignent des rendements de 98 %. Dans ce contexte, chaque point de pourcentage de rendement compte, et la fiabilité à haute température est un critère non négociable.

Or, c’est précisément sur ce terrain que Samsung a échoué. L’échec HTOL à 1 000 heures est d’autant plus dommageable que les applications visées – chargeurs rapides, alimentations de serveur, onduleurs – imposent des contraintes thermiques sévères. Un composant qui ne tient pas 1 000 heures à 100-200 °C est tout simplement inutilisable pour ces marchés.

Les leçons pour l’industrie : le GaN n’est pas une simple extension du CMOS

L’expérience Samsung illustre une vérité que les acteurs établis connaissent bien : le GaN de puissance n’est pas une simple extension du CMOS. C’est une filière technologique à part entière, avec ses propres défis de procédé, de fiabilité et de qualification. Les années d’expérience d’Infineon, de Navitas ou d’EPC ne se rattrapent pas en quelques trimestres, même avec les ressources d’un géant comme Samsung.

Cette leçon vaut aussi pour les concepteurs et les intégrateurs. Comme le souligne notre article sur la charge rapide USB-C, le choix d’un composant GaN ne se résume pas à comparer les Rds(on) sur une datasheet. Il faut prendre en compte la fiabilité à long terme, la tenue en température, et la maturité du procédé de fabrication. Un composant moins performant sur le papier mais éprouvé en conditions réelles peut être un meilleur choix qu’un composant plus ambitieux mais encore immature.

Samsung peut-il encore rebondir ?

La question qui taraude les observateurs est simple : Samsung peut-il encore rebondir ? Le groupe a annoncé un pivot vers la fonderie GaN, un modèle économique différent de la vente de composants discrets. En tant que fondeur, Samsung pourrait mettre ses capacités de production au service d’autres acteurs, en leur fournissant des wafers GaN sur mesure. Ce modèle présente l’avantage de monétiser l’outil industriel de Giheung sans avoir à supporter seul les coûts de qualification et de commercialisation de composants finis.

Mais ce pivot ne résout pas le problème technique de fond. Si le procédé de fabrication de Samsung produit des puces qui échouent aux tests HTOL, les clients de fonderie potentiels seront tout aussi exigeants que les clients de composants discrets. La réputation de Samsung en matière de GaN est désormais entachée, et il faudra des preuves tangibles de fiabilité pour convaincre de nouveaux clients.

Le calendrier est serré. La production commerciale est repoussée à mi-2027 au plus tôt, ce qui laisse à Samsung environ un an pour corriger son procédé et réussir ses qualifications. Pendant ce temps, Infineon, Texas Instruments et Innoscience continuent d’étendre leurs parts de marché. Si Samsung ne parvient pas à tenir ce délai, son entrée dans le GaN de puissance pourrait bien être définitivement compromise.

Conclusion : un échec qui éclaire les enjeux du GaN

L’échec de Samsung dans le GaN de puissance est riche d’enseignements pour toute l’industrie. Il rappelle que la maîtrise d’une filière technologique ne s’acquiert pas par décret, mais par des années de R&D, de qualification et d’itérations. Il souligne aussi l’importance cruciale de la fiabilité à haute température, un paramètre souvent sous-estimé dans les premières phases de développement.

Pour les ingénieurs et les concepteurs, cette affaire est un rappel à la prudence : les promesses des datasheets ne valent que ce que valent les tests de qualification qui les sous-tendent. Dans un marché où la course à la puissance et au rendement fait rage, la fiabilité reste le critère ultime qui sépare les leaders des prétendants.

Samsung a encore une chance de se rattraper, mais le chemin sera long et semé d’embûches. Pendant ce temps, le GaN de puissance continue sa progression fulgurante, porté par des acteurs qui ont fait leurs preuves. L’histoire de Samsung dans le GaN est loin d’être écrite, mais elle servira certainement de leçon à tous ceux qui croient que la technologie se conquiert à coups d’annonces.

Sources

Article recherché et rédigé automatiquement · Magazine Electrosens

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Samsung GaN discret : l’échec des benchmarks, la fuite en avant vers la fonderie