À l’heure où la consommation énergétique des technologies numériques ne cesse de croître, la question de la sobriété électronique s’impose comme un enjeu majeur, à la fois environnemental, industriel et stratégique. C’est dans ce contexte que Nellow, jeune startup grenobloise, se démarque avec une innovation capable de transformer en profondeur le secteur de la microélectronique et de replacer l’Europe dans la course mondiale aux semi-conducteurs

Le défi énergétique des puces du futur

L’explosion de l’intelligence artificielle, des objets connectés et des centres de données a fait bondir la demande mondiale en puissance de calcul. Mais derrière cette course à la performance se cache une réalité préoccupante : la consommation énergétique exponentielle des circuits électroniques. Chaque génération de puces offre des gains d’efficacité marginaux — à peine 20 % de mieux — tandis que la taille des modèles d’IA et le nombre de transistors ne cessent d’augmenter.

L’industrie repose depuis des décennies sur la technologie CMOS, qui consiste à miniaturiser les transistors pour améliorer la performance. Mais cette approche, dite de “physical scaling”, atteint ses limites physiques et économiques. Les investissements nécessaires à la fabrication de transistors toujours plus petits deviennent colossaux, tandis que les bénéfices énergétiques s’amenuisent. Il est aujourd’hui clair que le CMOS seul ne permettra pas de répondre durablement aux besoins énergétiques du numérique.

Du CMOS au FESO : une nouvelle ère pour la microélectronique

C’est précisément là qu’intervient Nellow, avec une innovation radicale : une nouvelle génération de puces logiques et d’intelligence artificielle basées sur les matériaux quantiques et la ferroélectricité, baptisée FESO (FerroElectric Spin Orbit).

Cette technologie permet de lire l’état ferroélectrique sans le détruire, à la différence des architectures classiques. En contrôlant le courant de sortie, il devient possible d’exécuter des opérations logiques complexes directement au niveau du matériau, avec une dépense énergétique infinitésimale.

Résultat : une réduction de la consommation d’énergie pouvant atteindre un facteur 10 à 1000, alors que l’industrie n’obtient d’ordinaire quelques dizaines de pourcents.

Présentation de la startup grenobloise Nellow

Nellow est une start-up qui développe et valorise une technologie issue de plus de 15 ans de recherche fondamentale et appliquée menée par deux laboratoires de renommée mondiale spécialisés en microélectronique : le laboratoire SPINTEC (CEA Grenoble, Université Grenoble Alpes & CNRS) et le Laboratoire Albert Fert (CNRS, Thales et Université Paris-Saclay).

Elle est  portée par une équipe de cofondateurs aux expertises complémentaires. Jean-Philippe Attané, professeur à l’Université Grenoble Alpes et Senior Member de l’Institut Universitaire de France, dirige l’entreprise en tant que CEO, fort de plus de 20 ans d’expérience en spintronique et en gestion de projets scientifiques. Laurent Vila, CTO, ingénieur au CEA et spécialiste du transfert industriel de solutions spintronique innovantes, supervise l’innovation technologique et la R&D. À leurs côtés, Manuel Bibes, CSO, chercheur CNRS et lauréat de l’EuroPhysics Prize 2022, apporte son expertise en matière quantique et en financement de projets internationaux. Enfin, Alexandre Charvier, CDO, assure le design et le développement des solutions matérielles et logicielles, fort de deux décennies d’expérience dans l’industrie des semi-conducteurs et la gestion d’équipes internationales.

L’IA de confiance : puissante, locale et économe

Grâce à cette technologie de FESO, Nellow prépare le développement d’un processeur d’intelligence artificielle “edge”, c’est-à-dire capable d’exécuter des modèles d’IA localement, sans passer par le cloud.

Cette approche a plusieurs avantages majeurs. D’abord, elle permet de réduire considérablement la consommation énergétique liée à la transmission et au stockage des données dans les centres de calcul distants. Ensuite, elle renforce la protection des données personnelles : les calculs se font directement sur l’appareil, sans avoir à envoyer les informations vers un serveur externe.

Ce modèle d’IA de confiance s’appuie sur l’utilisation de mémoires non volatiles, capables de conserver les informations sans alimentation continue.

Un projet stratégique pour l’Europe

Au-delà de l’innovation technologique, Nellow porte une ambition industrielle et géopolitique : redonner à l’Europe un rôle de premier plan dans la microélectronique.

Aujourd’hui, la production mondiale de semi-conducteurs est largement dominée par l’Asie et les États-Unis. En permettant aux usines européennes de produire des puces performantes sans dépendre des procédés de gravure ultrafins, la technologie FESO pourrait changer la donne.

Les fonderies européennes pourraient ainsi rester compétitives tout en s’appuyant sur des nœuds de gravure plus relachés, moins complexes et moins coûteux. Cela offrirait une nouvelle souveraineté industrielle, tout en répondant à l’urgence écologique.

Des brevets solides et un soutien institutionnel fort

L’innovation de Nellow repose sur un portefeuille de bientôt quinze familles de brevets.

Côté financement, Nellow bénéficie d’un soutien significatif de l’Union européenne et de la BPI France, notamment à travers le programme EIC Transition et un prix iLAB, qui lui ont accordé 3 millions d’euros pour soutenir le développement de sa technologie.

La startup prépare actuellement une levée de fonds de 10 millions d’euros, destinée à accélérer la mise sur le marché d’un premier produit fonctionnel : un processeur d’IA Edge à très basse consommation.

Une vision à long terme

Pour Nellow, la transition vers le FESO ne se limite pas à un simple progrès technologique. Elle marque le début d’un changement de paradigme : passer d’une logique de miniaturisation à une logique d’optimisation énergétique et fonctionnelle.

Alors que les géants de la tech continuent de chercher à réduire les tailles de gravure à coups de dizaines de milliards d’euros, Nellow propose une voie alternative, plus accessible et durable.