ElectroTech · 8 November 2026

GaN : comment Samsung a brûlé 1 300 wafers par mois pour rien — autopsie d’un double échec et de ses conséquences pour l’industrie

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 une industrie du nitrure de gallium qui, elle, n’a pas attendu Samsung.

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.

Un élément de contexte souvent oublié éclaire pourtant la stratégie : en juillet 2025, TSMC annonçait son retrait du marché du GaN, laissant un vide que Samsung, mais aussi les fondeurs asiatiques, comptaient bien combler. Le coréen ne partait donc pas de zéro : il héritait d’une demande orpheline et d’un discours industriel favorable. C’est précisément ce qui rend le double échec de 2026 plus douloureux — l’opportunité était réelle, l’exécution ne l’a pas été.

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 (8 pouces) 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.

Ce mécanisme n’est pas propre à Samsung : il est le quotidien de tous les fabricants de GaN sur silicium. La différence, c’est que les acteurs établis ont appris à le dompter. Infineon, qui a racheté l’activité GaN d’International Rectifier en 2015, a accumulé plus d’une décennie de données de fiabilité. Navitas et Innoscience ont eux aussi publié des rapports HTOL documentés. Samsung, qui n’a jamais rendu publique la moindre donnée de qualification, partait de zéro sur ce plan — et c’est précisément ce que l’échec de juillet expose.

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 capoter des contrats, selon The Elec : un client potentiel cité par le média résume la situation d’une phrase — « les clients voulaient des produits GaN sous forme de modules, mais Samsung a déclaré ne pouvoir fournir que les composants, ce qui a fait échouer les contrats d’approvisionnement ». 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 croissance épitaxiale en tête de liste des suspects — mais aucune conclusion n’a été rendue publique à ce jour.

Le pivot vers la fonderie : une fuite en avant ou une vraie stratégie ?

Le revirement de Samsung mérite d’être lu à froid. Abandonner les composants discrets pour se positionner en fonderie GaN, c’est-à-dire fabriquer pour le compte de tiers (fabless), n’est pas absurde en soi : TSMC l’a fait pendant des années avant de jeter l’éponge en 2025, et le modèle a fait la fortune de la fonderie CMOS. Mais il suppose une chose que Samsung n’a précisément pas démontrée : un procédé suffisamment mûr pour que des clients acceptent de confier leurs designs à une ligne dont les propres puces échouent aux tests HTOL.

C’est là toute la contradiction du plan de juillet. Une fonderie vend une garantie de procédé — des modèles SPICE fiables, des design kits (PDK) stables, des règles de dessin éprouvées, des rapports de fiabilité. Or la ligne de Giheung, avec ses 1 300 à 1 500 wafers de 200 mm par mois, n’a pas encore produit une seule puce qui passe la qualification thermique. Aucun fabless sérieux ne signera un contrat de production de volume sur cette base avant d’avoir vu des données HTOL convaincantes. Le pivot vers la fonderie ressemble donc moins à une stratégie industrielle aboutie qu’à une manière de sauver la face et de amortir un investissement déjà engagé.

Le calendrier aggrave le problème. Repousser la production commerciale à mi-2027 au plus tôt, c’est laisser à Infineon, Texas Instruments et Innoscience près de deux ans supplémentaires pour consolider leurs positions, baisser leurs coûts et verrouiller les contrats de conception (design wins) chez les fabricants de chargeurs, d’onduleurs et d’alimentations serveur. Dans les semi-conducteurs de puissance, un design win se gagne des années avant la production de masse : une fois qu’un fabricant a qualifié un composant concurrent dans son alimentation, il ne change pas de fournisseur pour un gain marginal. Samsung arrive structurellement trop tard, et son retard technologique rend l’écart plus difficile à combler chaque trimestre.

Il faut aussi mesurer ce que représente l’abandon du programme automobile Semipowerex. Ce projet, mené depuis 2024 avec des partenaires coréens, visait les transistors GaN pour véhicules électriques — un segment où les exigences de fiabilité (AEC-Q101, cyclage thermique sévère, durées de vie de quinze ans) sont encore plus élevées que dans la consommation. S’en retirer après la seule phase 1, c’est reconnaître implicitement que la marche était trop haute. Pour l’écosystème automobile coréen, qui comptait sur un champion national pour le GaN de traction, le signal est mauvais.

Ce que cela change pour l’industrie du GaN — et pour vous

Pour le concepteur ou le maker qui lit cet article, la leçon est double. D’abord, la maturité d’un procédé GaN ne se juge pas sur une conférence ni sur un prototype de laboratoire, mais sur des rapports HTOL et des données de fiabilité publiées. Ensuite, le marché du GaN de puissance n’a pas attendu Samsung : les composants d’Infineon, de Texas Instruments et d’Innoscience sont disponibles en volume, documentés, et qualifiés. Le retrait de TSMC en 2025 puis les déboires de Samsung en 2026 laissent certes un espace de fonderie, mais cet espace se comble par la qualité, pas par la capacité installée.

Cette affaire s’inscrit dans une dynamique plus large, celle d’une gamme GaN qui s’étend désormais de 40 à 1 200 V et qui bouscule la segmentation historique entre GaN basse tension et SiC haute tension. Les fondeurs qui maîtrisent l’épitaxie sur silicium — et ils sont peu nombreux — captent l’essentiel de la valeur, pendant que les nouveaux entrants découvrent que la couche MOCVD est un art autant qu’une science. Le GaN n’est pas un nœud logique que l’on grave : c’est un matériau que l’on cultive, et cette nuance a coûté cher à Samsung.

Reste une question ouverte, et honnêtement non tranchée par les sources disponibles : Samsung peut-il corriger sa cause racine avant mi-2027 ? Rien dans les documents publics ne permet de l’affirmer. The Elec indique qu’une enquête interne est en cours, sans en dévoiler les conclusions. Tant que des données HTOL indépendantes ne seront pas publiées, la prudence s’impose : considérez le GaN de Samsung comme non qualifié pour tout design de production, et fiez-vous aux fournisseurs qui documentent leurs tests plutôt qu’à ceux qui annoncent des feuilles de route.

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