ElectroTech · 5 November 2026

PMIC à courant de repos nanoampère : ce que la série nanopower de Renesas/Dialog change vraiment pour l’IoT autonome

Alors que les nœuds IoT se comptent en milliards, leur durée de vie se joue désormais dans des budgets de puissance de quelques microwatts. La famille nanopower héritée de Dialog, désormais intégrée au catalogue Renesas, pousse le courant de repos de l’étage d’alimentation vers la centaine de nanoampères. Derrière l’annonce, c’est toute l’architecture des objets connectés autonomes qui se redessine — et les ingénieurs doivent comprendre ce qui change vraiment, et ce qui relève encore du laboratoire.

Le nanoampère, nouveau champ de bataille de l’IoT

L’explosion des nœuds IoT alimentés par batterie ou par récolte d’énergie ambiante a déplacé le centre de gravité de la conception électronique. Pendant des années, l’effort portait sur la consommation en mode actif : réduire les µA/MHz des microcontrôleurs, optimiser les rafales radio, compresser les protocoles. Mais une fois ces leviers actionnés, un constat s’impose : le courant de repos (Iq) des circuits de gestion d’alimentation est devenu le facteur dominant de la durée de vie d’un nœud. Un capteur qui dort 99 % du temps consomme, en moyenne, presque exclusivement son Iq — celui du régulateur, du convertisseur, du PMIC qui maintient la tension en veille.

C’est dans ce contexte que la gamme nanopower issue de Dialog Semiconductor — dont Renesas a finalisé l’acquisition en 2021 et qu’il commercialise sous la marque Dialog — occupe le devant de la scène. Les références documentées de cette famille, comme le DA9070/DA9073 et le DA9231, revendiquent des courants de repos de l’ordre de la centaine de nanoampères, avec des fonctions intégrées de power path et de gestion de batterie. L’information, relayée par le site spécialisé RossOnix, marque un tournant : jusqu’ici, les meilleurs LDO descendaient à quelques dizaines de nanoampères, mais les PMIC intégrant plusieurs rails et des fonctions de séquencement peinaient à passer sous le microampère. La famille nanopower prétend combler ce fossé.

Reste à savoir ce que cela signifie concrètement. Car si l’annonce est séduisante, les détails techniques — topologies, techniques de contrôle, compromis — méritent un examen attentif. Et la concurrence n’a pas attendu : Texas Instruments, Analog Devices et Microchip alignent déjà des références très agressives, et le marché de la gestion d’énergie IoT s’est structuré en 2026 autour de guides complets qui intègrent PMIC, récolte solaire et power path (voir le guide gestion d’énergie IoT 2026). Décryptage.

Pourquoi 1 µA de repos est déjà trop : anatomie d’une fuite

Prenons un nœud IoT typique : un microcontrôleur en veille profonde, un capteur de température, une radio LoRaWAN ou BLE, et un régulateur pour maintenir la tension. En mode veille, le MCU consomme typiquement quelques centaines de nanoampères à quelques microampères selon la technologie. Le capteur, lui, peut être coupé ou en veille. Mais le régulateur, lui, reste actif en permanence — c’est lui qui maintient la tension sur le rail.

Si ce régulateur présente un Iq de 1 µA, cela semble dérisoire. Mais faisons le calcul. Une pile CR2032 offre une capacité typique de 225 mAh. À 1 µA de courant constant, elle durerait théoriquement 225 000 heures, soit plus de 25 ans. Le problème, c’est que le nœud ne dort pas tout le temps : il se réveille périodiquement pour effectuer une mesure, transmettre les données, puis se rendort. Si le cycle de service (duty cycle) est de 1 % — c’est-à-dire 1 % du temps en actif, 99 % en veille — et que le courant actif est de 10 mA, le courant moyen devient :

• Iq (1 µA) × 0,99 + 10 mA × 0,01 ≈ 1 µA + 100 µA = 101 µA.

À 101 µA, la même pile CR2032 ne tient plus que 2 227 heures, soit environ 93 jours. Trois mois. C’est le scénario classique d’un capteur industriel qui devrait fonctionner cinq ans et qu’il faut remplacer au bout d’un trimestre. Le coupable n’est pas le microcontrôleur ni la radio — c’est le Iq du régulateur qui, multiplié par le temps de veille, devient le poste de consommation dominant.

Ce phénomène est exponentiel : diviser le Iq par dix (de 1 µA à 100 nA) dans l’exemple ci-dessus ne change pas radicalement la durée de vie si le courant actif domine. Mais dès que le duty cycle descend à 0,1 % — ce qui est courant pour un capteur de température qui émet une fois par heure — le Iq devient le facteur limitant. À 0,1 % de duty cycle, le courant moyen est Iq × 0,999 + 10 mA × 0,001 ≈ Iq + 10 µA. Si Iq = 1 µA, on est à 11 µA, soit 20 000 heures (2,3 ans). Si Iq = 100 nA, on tombe à 10,1 µA, soit 22 000 heures (2,5 ans). Le gain est modeste. Mais si le courant actif est réduit à 1 mA (MCU très efficace, radio courte), alors à 0,1 % de duty cycle, le courant moyen devient Iq + 1 µA. Avec Iq = 1 µA, on est à 2 µA, soit 112 000 heures (12,8 ans). Avec Iq = 100 nA, on tombe à 1,1 µA, soit 204 000 heures (23 ans). Le nanoampère fait alors toute la différence.

C’est exactement la thèse de la famille nanopower : dans les architectures modernes où le MCU et la radio sont déjà très sobres, le Iq du PMIC est le dernier goulet d’étranglement. Le descendre sous la barre des 100 nA ouvre la porte à des nœuds qui vivent des décennies sur une pile bouton.

Cette dynamique rejoint celle documentée dans notre dossier sur les microcontrôleurs ultra-basse consommation et l’IA embarquée : à mesure que les MCU tombent sous le microampère en veille profonde, le budget de puissance d’un nœud se déplace mécaniquement vers l’étage d’alimentation. La bataille du TOPS/W et celle du nanoampère sont les deux faces d’une même contrainte énergétique. Le contexte de marché le confirme : selon ABI Research, le nombre d’appareils intégrant du TinyML devrait atteindre 2,5 milliards d’unités en 2026, pour un marché des outils et services dépassant les 5 milliards de dollars — autant de nœuds dont l’autonomie dépendra d’un Iq de quelques centaines de nanoampères.

Dans les entrailles du PMIC : topologies et contrôle au ras des picoampères

Atteindre un Iq de quelques centaines de nanoampères n’a rien d’évident. Les topologies classiques — LDO, Buck, Boost — ont chacune leurs compromis. Un LDO est simple et silencieux, mais son Iq est souvent dominé par le circuit de référence de tension et l’amplificateur d’erreur. Un Buck est plus efficace à fort courant, mais son oscillateur, son driver de grille et sa logique de contrôle consomment intrinsèquement plus. Les PMIC multi-rails cumulent les difficultés : chaque rail ajoute son propre circuit de contrôle.

Les techniques pour réduire le Iq sont connues mais difficiles à mettre en œuvre. Le contrôle par hystérésis, par exemple, supprime l’oscillateur à fréquence fixe : le convertisseur ne commute que lorsque la tension de sortie sort d’une fenêtre. En veille, il ne commute presque jamais, et le Iq se réduit à la consommation du comparateur et de la référence. Le burst mode, popularisé par les fabricants de DC-DC, fonctionne sur le même principe : des paquets de commutation espacés par de longues périodes d’inactivité. Les contrôleurs à temps constant (constant on-time, COT) évitent la boucle de compensation classique et permettent des temps de réponse très rapides avec une consommation minimale.

Mais le vrai défi est ailleurs : les circuits de démarrage et de polarisation. Un PMIC doit générer une tension de référence stable, un courant de polarisation pour les amplificateurs, et une logique de séquencement. Chacun de ces blocs consomme. Les concepteurs de Dialog, forts de leur héritage dans la gestion de batterie et l’alimentation — rappelons que Renesas a finalisé l’acquisition de Dialog en 2021 — ont développé des circuits de polarisation qui fonctionnent en régime sous-seuil, où les transistors MOS opèrent avec des courants de l’ordre du nanoampère. C’est un domaine où les brevets abondent, mais où la publication technique reste discrète.

Ce régime sous-seuil n’est pas une abstraction : c’est précisément l’approche qu’Ambiq a industrialisée sur ses microcontrôleurs, en collaboration avec TSMC, pour surmonter la sensibilité aux variations de fabrication, de température et de tension — les trois obstacles classiques de ce mode de fonctionnement. Les mêmes contraintes physiques s’appliquent aux circuits de polarisation d’un PMIC, avec une difficulté supplémentaire : un régulateur doit tenir sa tension de sortie sur toute la plage de charge, pas seulement en veille. Notre dossier sur les microcontrôleurs ultra-basse consommation le rappelle sans détour : « le sous-seuil n’est pas une baguette magique » — la physique impose ses limites, et un Iq annoncé sur datasheet ne se transpose pas tel quel dans un système réel.

Le compromis inévitable est la réponse transitoire. Un PMIC qui consomme 100 nA en veille ne peut pas réagir instantanément à un appel de courant de 100 mA. La solution classique est de prévoir un mode « boost » temporaire : lorsque la charge demande du courant, le PMIC bascule dans un mode de fonctionnement plus rapide, au prix d’une consommation accrue pendant quelques microsecondes. Cette transition de mode est un point critique : si elle est mal gérée, elle provoque des chutes de tension ou des oscillations. Les datasheets des PMIC basse consommation spécifient donc soigneusement le temps de réponse à la charge et la surtension/dépassement associés.

La famille nanopower : ce que documentent réellement les fiches produit

L’annonce relayée par RossOnix est sobre : « Dialog Introduces nA level Current PMIC Series for Low-Power IoT Applications ». Le titre en dit long, mais il faut distinguer ce qui est documenté de ce qui relève de la promesse marketing. Les sources constructeur disponibles — fiches produit Renesas — permettent de cerner la famille nanopower autour de deux références documentées :

• DA9070 / DA9073 : PMIC « nanopower » entièrement intégrés, ciblant les appareils connectés à très faible puissance. Ces circuits combinent gestion de batterie, power path et régulation multi-rails dans un seul boîtier, avec un courant de repos de l’ordre de la centaine de nanoampères.
• DA9231 : PMIC nanopower pour appareils connectés basse consommation, positionné sur le même créneau d’Iq ultra-faible.

Ce que l’on sait avec certitude, c’est que Dialog n’est pas un novice. Avant son absorption par Renesas, la société avait bâti sa réputation sur les PMIC pour processeurs Intel Atom — un marché exigeant en termes de densité de courant et d’efficacité — et sur les circuits de gestion de batterie pour smartphones. Cette expérience se retrouve dans les architectures multi-rails avec séquencement, une fonctionnalité cruciale pour les nœuds IoT qui doivent alimenter un MCU, des capteurs et une radio avec des tensions différentes et des ordres de mise sous tension précis.

En revanche, il faut être honnête sur les zones d’ombre : la désignation exacte de la « nouvelle série » évoquée par RossOnix, la date officielle de l’annonce, les chiffres précis de Iq par rail, la plage de tension d’entrée et le nombre exact de rails de sortie ne sont pas tous documentés dans les canaux que nous avons pu consulter. La page Mouser dédiée aux DA9070/DA9073 était inaccessible au moment de la rédaction (accès refusé), et les fiches Renesas donnent les grandes lignes sans détailler chaque paramètre. Nous ne comblerons donc pas ces trous par des chiffres inventés : ce serait trahir le lecteur.

La stratégie de Renesas, qui conserve la marque Dialog pour ses produits d’alimentation, est claire : capitaliser sur l’expertise en très basse consommation pour attaquer le marché de l’IoT industriel et agricole, où la durée de vie des batteries est un argument de vente décisif. Les fonctionnalités attendues incluent la récolte d’énergie intégrée — un domaine où Dialog avait déjà des produits comme le DA9313 — et une interface de contrôle numérique pour ajuster les tensions et les séquences sans composants externes.

En attendant les spécifications complètes, les ingénieurs doivent se méfier des promesses marketing. Un Iq de 100 nA annoncé en laboratoire ne se reproduit pas toujours sur le terrain, où les fuites de PCB, les condensateurs de découplage et les variations de température peuvent ajouter plusieurs centaines de nanoampères. C’est exactement l’un des sept pièges documentés par Hackaday dans son article du 2 août 2026 sur les capteurs et cartes breakout : « veille à 10 µA sur la datasheet, 1 mA sur la carte ». La mesure elle-même est un défi : mesurer 100 nA avec précision nécessite un équipement spécialisé et des précautions de blindage que peu de laboratoires maîtrisent.

Le duel des nA : TPS7A02, ADP160, BD83070GWL et la famille nanopower

Pour situer l’annonce, il faut la comparer aux références existantes. Le tableau ci-dessous rassemble les données sourcées disponibles. Attention : les valeurs de Iq ne sont comparables qu’à topologie et conditions de mesure équivalentes — un LDO et un Buck-Boost ne jouent pas dans la même catégorie.

Deux enseignements se dégagent de ce tableau. D’abord, sur le strict terrain du LDO, Texas Instruments garde la main avec le TPS7A02 à 25 nA — un chiffre qui reste une référence difficile à battre. Ensuite, la force de la famille nanopower n’est pas tant le Iq brut que l’intégration : un PMIC multi-rails qui tient la centaine de nanoampères tout en gérant batterie, power path et séquencement remplace plusieurs composants dont la somme des Iq dépasserait largement le microampère. C’est là que se joue la vraie bataille — non pas sur un chiffre isolé, mais sur le budget de puissance total d’un sous-système.

Il faut aussi rappeler que le paysage des PMIC ne se limite pas aux acteurs cités. Texas Instruments structure son offre autour de PMIC fonctionnellement sûrs (ASIL, SIL) pour processeurs, FPGA, MCU et capteurs, avec des pilotes Linux et RTOS et des cartes de démonstration — un écosystème logiciel qui pèse lourd dans le choix d’un ingénieur. Microchip propose également une gamme complète de PMIC. La compétition ne se fait donc pas uniquement sur le nanoampère, mais sur l’écosystème complet : documentation, outils de configuration, support logiciel, disponibilité.

Ce que le nanoampère change (et ne change pas) pour l’architecte

La tentation, face à une annonce de PMIC à Iq nanoampère, est de conclure que l’autonomie des nœuds va exploser. La réalité est plus nuancée, et dépend de trois facteurs que l’architecte doit maîtriser.

Premier facteur : le profil de charge réel. Comme le montre le calcul de la section précédente, le gain d’un Iq divisé par dix n’est décisif que lorsque le courant actif moyen est lui-même très faible. Un nœud qui transmet en LoRaWAN toutes les heures avec une radio à 10 mA pendant 100 ms a un courant actif moyen de l’ordre de la dizaine de microampères — le Iq de 100 nA devient alors négligeable devant lui. À l’inverse, un capteur qui n’émet qu’une fois par jour et dont le MCU reste en veille profonde sous le microampère verra sa durée de vie dictée presque entièrement par le Iq du PMIC. C’est dans ce second cas que la famille nanopower prend tout son sens.

Deuxième facteur : la qualité du power path. Un PMIC nanopower ne se résume pas à un régulateur économe : il intègre la gestion de batterie et le power path, c’est-à-dire l’arbitrage entre la source d’énergie (batterie, récolte solaire, USB) et la charge. Cette fonction est critique pour les nœuds à récolte d’énergie, où la source est intermittente. Le guide gestion d’énergie IoT 2026 insiste sur ce point : la combinaison PMIC + harvesting + power path forme un triptyque indissociable, et un PMIC à faible Iq mal associé à un circuit de récolte médiocre peut annuler tout le bénéfice.

Troisième facteur : la mesure et la vérification. Un Iq de 100 nA sur datasheet ne signifie rien si l’on ne peut pas le vérifier sur sa carte. Les fuites de PCB, les condensateurs de découplage mal choisis, les résistances de tirage et les courants de fuite des broches GPIO peuvent ajouter plusieurs centaines de nanoampères. La leçon de Hackaday — « veille à 10 µA sur la datasheet, 1 mA sur la carte » — vaut pour tous les PMIC, y compris les plus sobres. L’ingénieur doit prévoir dès la conception des points de mesure, des cavaliers de coupure et une méthodologie de caractérisation adaptée aux nanoampères.

Enfin, il faut situer cette évolution dans le contexte plus large de l’électronique 2026. Les MCU intègrent désormais des NPU pour le TinyML, avec des accélérateurs dédiés qui consomment 0,5 à 2 TOPS sous 1 W selon les analyses de Promwad. Un nœud qui fait de l’inférence locale consomme davantage en actif, ce qui réduit mécaniquement le poids relatif du Iq — mais augmente l’exigence sur la qualité de la régulation pendant les pics de courant. Le PMIC nanopower doit donc conjuguer sobriété en veille et réactivité en charge, un compromis que les topologies à mode burst gèrent avec plus ou moins de bonheur.

Conclusion : une étape réelle, mais pas une révolution solitaire

La famille nanopower issue de Dialog, désormais dans le giron Renesas, constitue une étape importante dans la course au courant de repos. Elle démontre qu’un PMIC multi-rails peut descendre à la centaine de nanoampères tout en intégrant gestion de batterie et power path — une combinaison qui reste rare sur le marché. Pour les nœuds IoT à très faible duty cycle, alimentés par pile bouton ou récolte d’énergie, c’est un levier concret.

Mais il faut résister à deux tentations. La première est de croire que le nanoampère résout tout : sans un profil de charge adapté et une carte propre, le gain reste théorique. La seconde est de comparer des chiffres qui ne sont pas comparables : un LDO à 25 nA (TPS7A02) et un PMIC multi-rails à quelques centaines de nA ne répondent pas au même besoin. La vraie question pour l’ingénieur n’est pas « quel est le Iq le plus bas ? » mais « quel est le budget de puissance total de mon sous-système d’alimentation, et comment le vérifier ? ».

Les prochains mois diront si Renesas publie les spécifications complètes de sa nouvelle série — plage d’entrée, nombre de rails, Iq par rail, temps de réponse — et si la concurrence (TI, ADI, Microchip) répond sur le même terrain de l’intégration. En attendant, les concepteurs ont tout intérêt à surveiller les annonces autour d’electronica 2026, où les acteurs de l’alimentation exposent traditionnellement leurs nouveautés. Le nanoampère n’est plus un slogan : c’est devenu un critère de sélection, à condition de savoir le mesurer.

Sources

• RossOnix — Dialog Introduces nA level Current PMIC Series for Low-Power IoT Applications
• Renesas — Multi-Channel Power Management ICs (PMICs)
• Renesas — DA9231 Nanopower PMIC for Low Power Connected Devices
• Mouser — Renesas/Dialog DA9070/DA9073 Fully-Integrated Nanopower PMICs (page inaccessible au moment de la rédaction)
• Texas Instruments — Multi-channel ICs (PMICs)
• Microchip — Power Management Integrated Circuits (PMICs)
• Wikiot — Gestion d’énergie IoT 2026 : PMIC, Harvesting solaire, Power Path
• rftools.io — Calculateur de dropout de régulateur de tension
• wiot-group.com
• Elektor Magazine — Microcontrôleurs ultra-basse consommation et IA en 2026
• akaor.fr — TinyML et Edge AI : stratégie 2026
• Promwad — Embedded AI hardware platforms 2026
• electronica 2026

Article recherché et rédigé automatiquement · Magazine Electrosens