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Les UV extrêmes : la prochaine révolution des microprocesseurs

par Etienne Henri
UV Extrêmes

L’industrie du semi-conducteur a fait les frais en début de semaine dernière du nouvel épisode de la guerre commerciale menée par Donald Trump. Nvidia, Intel, Micron : la purge n’a épargné personne avec des pertes allant jusqu’à 7% sur la seule journée du lundi 25 juin.

The Don et son administration se sont encore illustrés en promettant de s’en prendre à toutes les entreprises ne respectant pas la propriété intellectuelle américaine : des menaces suffisamment larges pour faire trembler le secteur dans son ensemble.

Les investisseurs, craignant une énième folie commerciale de la Maison-Blanche, ont soldé massivement leurs positions sans faire de détail.

Pourtant, le newsflow est positif ce mois-ci avec l’arrivée d’une annonce que les spécialistes attendaient depuis de nombreuses années. Inaugurée par Samsung, la gravure de processeurs avec la technologie des UV extrêmes (EUV en anglais) devrait devenir une réalité dans les prochains mois. Le groupe coréen installe une nouvelle ligne de production dans son usine géante de Hwaseong. Le site doit débuter ses activités à partir du second semestre 2019 avant de passer en pleine production à partir de 2020, pour un investissement initial de quelque 6 Mds$.

Samsung HwaseongLe site de Samsung à Hwaseong. Crédit : Samsung.

Toujours plus fin pour aller toujours plus vite

Les puces électroniques que nous utilisons dans nos ordinateurs comme dans nos téléphones sont imprimées sur des plaques de silicium.

La taille des plaques (appelées galettes ou wafers) est relativement constante, la finesse de la gravure est donc primordiale.

Plus fine est la gravure, plus le nombre de puces gravées sur chaque plaque est conséquent. Ce qui réduit tout naturellement le coût de production. Ainsi, les fondeurs de puces sont en permanence à la recherche de techniques pour graver leurs composants toujours plus finement.

Vous avez certainement constaté que les performances des processeurs n’augmentent plus tellement depuis 10 ans. La raison est simple : les limites physiques sont de plus en plus proches, et gagner en finesse s’avère de plus en plus coûteux. La stratégie est donc de multiplier le nombre de processeurs dans un appareil pour tout de même gagner en performance.

Parmi les nombreux avantages d’une gravure plus fine, outre le gain de performance, il y a le gain en autonomie des appareils. En effet, à performance égale, une puce gravée plus finement nécessite moins d’énergie.

La nouvelle frontière de la microélectronique serait-elle quantique ? Pas si sûr. Les constructeurs ont encore de puissantes marges de progression comme l’annonce de Samsung en mars dernier vient le démontrer. L’ère de la technologie des UV extrêmes est enfin arrivée. 

Les UV extrêmes, une technologie à la peine depuis 20 ans

Les EUV sont le Graal des fondeurs qui cherchent à les utiliser de manière économiquement viable depuis près de 20 ans. Il faut dire qu’ils sont prometteurs : alors que les machines de gravures actuelles utilisent l’électromagnétisme à une longueur d’onde de 193 nanomètres (nm), les EUV ne font eux que 13,5 nm.

Un fondeur peut donc espérer produire une galette de puces plus dense de 20% à 30% que ce qu’il fait actuellement.

Côté consommation, les gains devraient être de l’ordre de 30% à 50%. Pour les utilisateurs d’appareils mobiles, cela représente un gain d’autonomie très conséquent. Pour les gestionnaires de data centers, le gain est double : la consommation d’électricité sera réduite d’autant, ce qui entraînera mécaniquement une baisse des besoins en climatisation, un poste de dépenses loin d’être négligeable.

L’aboutissement de plus d’une décennie de R&D

Derrière cette innovation se cache une entreprise peu connue du grand public : ASML. Son métier ? Fournir en machines de lithographie les principaux fabricants de puces électroniques. 

Le Dr Clovis Alleaume, qui travaille sur les UV extrêmes chez ASML, précise : « C’est principalement une question de rendement. La théorie des EUV est connue depuis près de 20 ans. Les premières machines de pré-production sont fonctionnelles depuis 10 ans, mais leur faible rendement interdisait tout usage industriel – d’autant que les technologies de génération précédente étaient, elles, éprouvées et très rentables. Nous avons franchi il y a quelques mois seulement le point d’équivalence de rendement, et allons bientôt le dépasser ! Les migrations de fondeurs vers les EUV devraient s’accélérer dans les prochains mois. »

EUV ASMLLes machines de lithographie EUV d’ASML, déjà présentes chez la plupart des fondeurs,
n’attendaient qu’une amélioration de leur rendement pour tourner à plein régime. Crédit : IMEC.
 

UV extrêmes : quelles conséquences pour vos investissements ? 

Depuis des années, Deutsche Bank prévoit un avenir sombre pour ASML et ne croit pas à un déploiement à grande échelle de la technologie EUV.

Je ne jette absolument pas la pierre à Deutsche Bank pour sa prudence. La mise en œuvre de cette nouvelle finesse de gravure a eu lieu dans la douleur, et les difficultés auxquelles les ingénieurs d’ASML étaient confrontés lors des déploiements des premières machines faisaient effectivement froid dans le dos à quiconque se penchait sur la question.

Il est également vrai qu’un échec de la migration vers les UV extrêmes aurait été problématique pour les fondeurs. Pour autant, les conclusions de la Deutsche Bank me semblent faire fi d’un facteur important : ASML occupe une position de leader sur le marché des machines de lithographie. L’ensemble de l’industrie des microprocesseurs suit en pratique l’évolution des capacités d’ASML, et les sauts technologiques (comme leur absence) ne mettent pas en jeu la vie de l’entreprise.

Le corollaire est également vrai : ce n’est pas parce que la gravure en 7 nm devient la nouvelle norme qu’ASML va faire bondir son chiffre d’affaires (CA) sur le long terme. ASML est leader sur son marché et n’a que de faibles marges de progression de CA.

Alors que l’action de l’entreprise s’échange actuellement à plus de 30 fois les bénéfices annuels, il est toujours risqué de se positionner sur ce dossier en période de tensions sur les marchés actions. Il suffirait que quelques fondeurs annoncent un simple retard dans leur migration technologique pour que les investisseurs prennent peur ; la lune de miel pourrait alors s’arrêter brutalement.

ASMLIl est bien plus prudent d’investir dans les entreprises qui bénéficieront directement des nouvelles finesses de gravure. Les fabricants de composants électroniques pourront, grâce aux UV extrêmes, annoncer des évolutions de performance époustouflantes. Amélioration de la rapidité, baisse de la consommation, compacité des produits : tous ces arguments pousseront le grand public comme les entreprises à renouveler leur matériel électronique. [NdlR : le portefeuille NewTech Insider comporte un grand nombre de valeurs qui vont bénéficier de la mise en œuvre de cette technologie. N’hésitez plus.]

Le marché de la microélectronique pourrait retrouver une croissance de son chiffre d’affaires comme nous n’en avions pas vu depuis 10 ans. La plupart des analystes ont délaissé ce marché jugé ennuyeux ces dernières années, préférant se concentrer sur les applications et autres services web. Le retour à la croissance du secteur devrait le rappeler à leur bon souvenir et ouvrir la voie à une hausse des actions concernées.

Vous souhaitez profiter de cette croissance à venir ? Ne traînez pas : nous devrions voir l’arrivée des premiers produits commerciaux basés sur les EUV d’ici un an environ. Nul doute que leurs performances sensiblement supérieures séduiront les clients et attireront alors l’attention des investisseurs qui n’auraient pas vu arriver cette évolution. Mieux vaut se placer en amont !

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