Il détient le record mondial du plus grand nombre de brevets crédités à un même inventeur : 20 120 au 31 mars 2025. Pourtant, peu de gens connaissent le nom de Shunpei Yamazaki 山崎舜平.

Cet ingénieur japonais de 84 ans a consacré plus de cinq décennies aux semi-conducteurs, aux mémoires électroniques et aux écrans. Ses travaux ont contribué à plusieurs évolutions majeures de l’électronique moderne, tandis que son laboratoire, le Semiconductor Energy Laboratory (SEL), poursuit aujourd’hui ses recherches sur des composants toujours plus économes en énergie.

Loin des projecteurs, Yamazaki continue d’explorer de nouvelles voies.

1970 : Les fondements de la mémoire flash et la naissance d’un visionnaire

Né le 8 juillet 1942, Shunpei Yamazaki grandit dans un Japon encore profondément marqué par l’après-guerre.
Il effectue l’essentiel de ses études à l’université Dôshisha 同志社大学, au cœur de l’ancienne capitale impériale de Kyôto 京都市, où il obtient successivement sa licence, son master, puis son doctorat en ingénierie. C’est dans cet environnement académique qu’il se passionne pour la physique du solide et le comportement encore mal connu des semi-conducteurs.

La grille flottante : le principe d’une mémoire non volatile

En 1970, alors qu’il prépare son doctorat sous la direction du Dr Yogorô Katô 加藤与五郎, le jeune chercheur, âgé de 28 ans, réalise une invention qui va marquer durablement l’histoire des semi-conducteurs: un dispositif de mémoire non volatile à grille flottante en silicium, associé à une grille de contrôle.
Le principe est ingénieux : une grille flottante en silicium, isolée électriquement, peut retenir une charge électrique. Cette charge modifie l’état électrique du transistor et permet ainsi de conserver une information même lorsque l’alimentation est coupée. Une telle architecture ouvre alors une voie particulièrement prometteuse vers une mémoire électronique compacte, réinscriptible et non volatile.

Une étape décisive vers la mémoire flash

Le principe général de la grille flottante avait toutefois été étudié quelques années auparavant. En 1967, les chercheurs des Bell Labs Dawon Kahng et Simon Sze avaient déjà démontré le principe d’une mémoire utilisant une grille flottante. En juin 1970, Intel Corporation avait à son tour déposé un brevet portant sur un transistor à grille flottante. L’apport de Yamazaki est alors particulièrement important : il développe une structure à grille flottante en silicium, enveloppée d’un isolant et associée à une grille de contrôle, qui deviendra l’une des architectures fondamentales de la mémoire non volatile moderne.

Le 27 octobre 1970, il dépose au Japon le brevet n° 886343. Cette invention sera suivie, jusqu’en 1977, d’une quarantaine de brevets fondamentaux couvrant différents aspects de la technologie, notamment son intégration et ses méthodes de commande. Le dispositif original fabriqué par Yamazaki en 1971 a d’ailleurs été retrouvé et testé plusieurs décennies plus tard : en 2018, il s’est encore révélé capable d’effectuer de manière répétée des opérations d’écriture et d’effacement.
À cette époque, l’informatique grand public n’existe pas encore. Les semi-conducteurs sont principalement destinés à des applications spécialisées et personne ne peut encore mesurer l’ampleur du marché qui se développera autour du stockage électronique. Pourtant, les brevets de Yamazaki vont progressivement acquérir une valeur industrielle considérable.

Un dispositif ouvert sur le futur

Le portefeuille de propriété intellectuelle qu’il a constitué fait l’objet de licences auprès de différentes entreprises. Selon l’Organisation Mondiale de la Propriété Intellectuelle (OMPI), les royalties tirées de ces licences fournissent à Yamazaki les ressources financières nécessaires pour poursuivre ses recherches et, en 1980, créer un laboratoire de recherche et développement, le Semiconductor Energy Laboratory (SEL).

Son invention de 1970 ne doit cependant pas être confondue avec l’apparition de la mémoire flash moderne, qui interviendra quelques années plus tard. Au début des années 1980, l’ingénieur japonais Fujio Masuoka 舛岡富士雄, chez Toshiba, développera les architectures qui donneront naissance à la mémoire flash telle que nous la connaissons, notamment les technologies NAND et NOR.
Néanmoins, Yamazaki avait posé, dès 1970, la pièce essentielle de cet édifice : cette mémoire non volatile électronique reposant sur une grille flottante en silicium et une grille de contrôle. La portée industrielle de cette invention ne deviendra pleinement visible que des années plus tard.
Des décennies après cette découverte, les technologies issues de cette famille de mémoires permettront la miniaturisation spectaculaire du stockage numérique, des cartes mémoire et des clés USB jusqu’aux SSD qui équipent aujourd’hui ordinateurs, smartphones et de nombreux autres appareils électroniques.

Le Semiconductor Energy Laboratory (SEL) : quand les brevets financent la recherche

Après un passage comme ingénieur de recherche au sein de la prestigieuse TDK Corporation, Shunpei Yamazaki fait un choix audacieux en 1980 : il fonde sa propre structure, le Semiconductor Energy Laboratory (SEL) 株式会社半導体エネルギー研究所. Initialement installé à Tôkyô 東京, le laboratoire s’établira en 1985 à Atsugi 厚木市, dans la préfecture de Kanagawa 神奈川県, au centre-est de l’île de Honshû 本州.

Un laboratoire fondé sur la propriété intellectuelle

À une époque où les grands groupes industriels japonais investissent massivement dans leurs propres infrastructures de production, Yamazaki choisit une autre voie. SEL se consacre avant tout à la recherche et au développement de nouvelles technologies, plutôt qu’à la fabrication et à la commercialisation de produits destinés au grand public.

Son modèle repose sur un principe simple : transformer la recherche en propriété intellectuelle. Les chercheurs du laboratoire développent de nouvelles technologies, les protègent par des brevets, puis accordent des licences aux entreprises susceptibles de les intégrer dans leurs propres produits et procédés industriels. Les revenus issus de ces licences permettent à leur tour de financer les recherches suivantes, les équipements et les équipes de chercheurs. La propriété intellectuelle devient ainsi non seulement le résultat de la recherche, mais également l’un de ses principaux moyens de financement.

Ce modèle donne à SEL une grande liberté : le laboratoire peut explorer des technologies dont les applications commerciales sont parfois encore lointaines, sans devoir lui-même construire les usines nécessaires à leur production à grande échelle. Au fil des décennies, cette stratégie permet au SEL de constituer un portefeuille exceptionnel de propriété intellectuelle dans de nombreux domaines des semi-conducteurs et de l’électronique. Yamazaki, qui en est le fondateur et dirigeant, détient à lui seul le record mondial du nombre de brevets crédités à un même inventeur, avec 20 120 brevets au 31 mars 2025.

SEL devient ainsi une organisation singulière dans le paysage technologique mondial : un laboratoire privé dont la recherche, la propriété intellectuelle et les licences constituent le cœur du modèle économique.

Années 1990-2010 : Des écrans LCD au CAAC-IGZO

Les transistors TFT au silicium : au cœur des écrans LCD modernes

À la fin du XXe siècle, Yamazaki étend cette stratégie au domaine des écrans plats en développant des technologies de transistors en couches minces (TFT), indispensables au pilotage des pixels des écrans LCD. SEL dépose alors de nombreux brevets portant notamment sur les procédés de fabrication de transistors en silicium polycristallin à basse température (LTPS). Cette technologie permet de réaliser des circuits TFT performants directement sur des substrats de verre.

Une vision du futur : la technologie CAAC-IGZO

Au cours des années 2000, SEL s’intéresse à une nouvelle génération de matériaux pour les transistors des écrans plats (LCD et OLED). Parmi eux figure l’IGZO, un oxyde composé d’indium, de gallium et de zinc, dont les propriétés semi-conductrices avaient été étudiées avant les travaux de Yamazaki.

Les chercheurs de SEL vont franchir une nouvelle étape en mettant au point une structure cristalline particulière de l’IGZO, baptisée CAAC-IGZO (c-axis aligned crystalline indium gallium zinc oxide). Dans cette structure, les cristaux sont orientés de telle sorte que leur axe c se retrouve perpendiculaire à la surface du film. Cette organisation confère au matériau des propriétés particulièrement intéressantes pour la fabrication de transistors à couches minces.

L’un de ses principaux atouts réside dans son très faible courant de fuite. Lorsqu’une image fixe est affichée, les pixels peuvent ainsi conserver leur état avec une consommation d’énergie réduite. Cette caractéristique ouvre des perspectives importantes pour les écrans à haute résolution, mais aussi pour les appareils mobiles où l’autonomie constitue un enjeu majeur.
SEL va ensuite protéger cette technologie par un vaste portefeuille de brevets et nouer des partenariats industriels, notamment avec SHARP, afin de permettre son passage du laboratoire à la production industrielle.

Un destin couronné d’honneurs

L’ampleur et la longévité des travaux du Dr Shunpei Yamazaki ont été reconnues au Japon comme à l’étranger. Au fil des décennies, il a reçu de nombreuses distinctions scientifiques et technologiques qui témoignent de la portée de ses recherches.

Des distinctions académiques au Japon et à l’étranger

En 1997, le gouvernement japonais lui décerne la prestigieuse Médaille au Ruban Pourpre 紫綬褒章, distinction attribuée à des personnes ayant apporté des contributions remarquables dans les domaines académique, artistique ou culturel.

En 2010, il reçoit le Prix commémoratif Ôkôchi 大河内賞, qui récompense des réalisations remarquables dans le domaine de la recherche et de l’ingénierie industrielle.

La reconnaissance de ses travaux dépasse également les frontières de l’archipel. Il est nommé Life Fellow de l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), l’une des principales organisations internationales consacrées aux sciences et technologies de l’ingénieur. Il devient également membre étranger de la Royal Swedish Academy of Engineering Sciences, membre de la World Academy of Ceramics et Fellow de l’Electrochemical Society.

En 2018, il reçoit le W. David Kingery Award de l’American Ceramic Society. Plus récemment, il est également distingué par le Rustum Roy Lecture Award, décerné par cette même société savante.

Mais c’est une distinction d’une nature très différente qui va attirer l’attention du grand public : son record mondial du nombre de brevets attribués à un même inventeur.

Le record Guinness

En 2004, Shunpei Yamazaki entre pour la première fois dans le Guinness World Records, avec 3 245 brevets crédités à son nom en tant qu’inventeur. Le record progresse ensuite rapidement : 6 314 brevets en 2011, puis 11 353 en 2016.

Le 9 juillet 2025, Guinness World Records confirme officiellement un nouveau record : 20 120 brevets crédités à Shunpei Yamazaki en tant qu’inventeur, au 31 mars 2025. Ces brevets ont été déposés dans plusieurs pays, un même domaine de recherche pouvant donner lieu à plusieurs protections juridiques selon les pays et les variantes techniques concernées.

Au-delà du chiffre spectaculaire, ce record illustre surtout la longévité exceptionnelle de l’activité inventive de Shunpei Yamazaki, qui poursuit ses recherches depuis plus de cinq décennies.

Shunpei Yamazaki : 84 ans, 20 120 brevets derrière lui… et toujours une question devant lui

À 84 ans, Shunpei Yamazaki poursuit toujours ses recherches. Après plus de cinq décennies consacrées aux semi-conducteurs, aux mémoires et aux technologies d’affichage, l’inventeur s’attaque désormais à l’un des grands défis de l’ère numérique : réduire la consommation énergétique des systèmes électroniques utilisés par l’intelligence artificielle.

Car l’essor de l’IA s’accompagne d’une croissance rapide des besoins de calcul et, avec eux, de la consommation électrique des centres de données.

Parmi les pistes étudiées figure l’IA analogique, notamment l’analog in-memory computing. Le principe consiste à effectuer certains calculs directement au sein des circuits où les données sont stockées, afin de limiter les transferts entre mémoire et processeur, particulièrement gourmands en énergie. Ces travaux s’appuient notamment sur plusieurs matériaux développés par SEL, parmi lesquels le CAAC-IGZO.

La démarche de Yamazaki dépasse désormais le cadre de l’archipel. En 2025, il crée en Suède la Dr. Shunpei Yamazaki Foundation, basée à Stockholm. Sa vocation est de soutenir des travaux destinés à contribuer à la lutte contre le changement climatique, notamment dans les domaines des semi-conducteurs et des batteries, tout en favorisant les échanges scientifiques entre la Suède et le Japon.

À l’âge où beaucoup auraient déjà tourné la page, Shunpei Yamazaki continue ainsi d’explorer de nouvelles voies. Après avoir contribué à plusieurs grandes évolutions de l’électronique moderne, il s’attache désormais à une question essentielle : comment effectuer davantage de calcul avec beaucoup moins d’énergie ?

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