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Les semi-conducteurs entrent dans l’ère de l’angström

par Ray Blanco
Les semi-conducteurs entrent dans l’ère de l’angström

[Taïwan produit aujourd’hui plus de 90% des puces les plus innovantes de la planète, celles qui mesurent moins de 5 nm. C’est une situation intenable au niveau géopolitique. Et elle ne devrait pas durer alors que nous allons basculer vers une nouvelle ère des semi-conducteurs, celui de l’angström, c’est-à-dire une finesse de gravure moléculaire. Les cartes pourraient être rebattues dans les années à venir au prix d’investissements colossaux.]

Plus de 90% des puces les plus innovantes sont fabriquées sur une île qui compte parmi les pires poudrières du monde.

Taïwan se trouve aujourd’hui au centre d’un jeu de tir à la corde géopolitique.

La Chine communiste convoite cette petite nation insulaire qui se trouve au cœur de l’écosystème mondial des semi-conducteurs.

Si la République populaire de Chine s’emparait de Taïwan, tout l’édifice mondial des semi-conducteurs s’écroulerait. Et c’est un énorme problème, pour les États-Unis comme pour le reste du monde.

La crise révèle les fragilités et les tensions

Si vous regardez autour de vous, vous verrez bien que presque tout ce que nous faisons dépend énormément de la technologie des semi-conducteurs.

Cette année, même les produits que l’on n’associe pas forcément aux puces informatiques, comme les voitures, souffrent dans un contexte où les perturbations de la chaîne d’approvisionnement remettent en question les objectifs de production, et entraînent des effets secondaires tels que la flambée des prix des voitures d’occasion.

Or, l’entreprise qui produit l’essentiel des puces les plus avancées est TSMC. L’entreprise taïwanaise se charge de produire presque toutes les puces conçues à l’échelle de 5 nanomètres.

Cette concentration est un cauchemar sur le plan de la sécurité nationale.

Les Etats-Unis ont remporté la Guerre Froide essentiellement grâce à une technologie supérieure, et souvent basée sur les progrès réalisés en matière de semi-conducteurs. Les soviétiques n’avaient pas de Silicon Valley.

Mais au cours des années suivant la Guerre Froide, les Etats-Unis ont de plus en plus délocalisé leurs sites industriels, pour faire baisser les coûts de production grâce à une main-d’œuvre meilleur marché. Et même si l’Amérique demeure une véritable puissance en matière de conception de puces, on ne reste pas éternellement le premier de la classe, en termes de conception, quand on a exporté tout le savoir-faire lié à la production.

Les Etats-Unis s’emploient à gérer cette situation avec la loi CHIPS for America Act, qui prévoit 52 Mds$ de financements. Le texte est passé au Sénat, mais est en instance à la Chambre des Représentants, avant d’atterrir sur le bureau du président Biden.

Et une des entreprises qui en profitera n’est autre que TSMC.

La société s’emploie déjà à alléger les craintes sur le plan de la sécurité nationale en lançant un énorme projet aux Etats-Unis. Au cours de l’été, la société a commencé à construire un site de production de puces en Arizona, lequel s’inscrit dans un plan d’investissement de 100 Mds$ sur trois ans, en vue d’accroître ses capacités.

Mais il n’y a pas que TSMC…

Intel veut revenir dans la course

Intel, autrefois acteur dominant du secteur – en matière de processus les plus avancés – déploie beaucoup d’efforts pour retrouver sa gloire passée.

Le P-DG de l’entreprise, Patrick Gelsigner, a déclaré publiquement qu’il souhaitait reprendre Apple à TSMC, et qu’il proposait de produire des puces en sous-traitance pour d’autres acteurs.

Mais dans le secteur des semi-conducteurs où tout évolue rapidement, il faut déjà être dans la partie. Intel est resté à la traîne et a tardé à réduire la dimension de ces processeurs. D’autres acteurs l’ont donc dépassé, en termes de performance.

Alors tandis que TSMC s’emploie à accroître ses capacités aux Etats-Unis, Intel travaille sur une « giga fabrique de puces » – comme l’appelle Gelsinger – en Europe.

Les projets d’expansion de l’entreprise, qui devraient coûter 95 Mds$, sont d’une ampleur stupéfiante, et du même ordre que ceux de TSMC. De plus, les nouveaux sites mis en chantier l’an prochain devraient commencer à produire d’ici 2025.

Mais il ne s’agira pas du même type de puce que celui que produit Intel actuellement. Intel a l’intention d’équiper ses usines des dernières machines les plus performantes, notamment de futurs équipements réalisés par ASML.

ASML, entreprise européenne, a le monopole total des équipements nécessaires à la fabrication des puces de 5 nm ou moins.

Ses équipements de photolithographie permettent de réaliser les microscopiques schémas sur les bandes de silicium qui sont ensuite soumises à d’autres processus afin d’y intégrer les transistors.

Aucune autre entreprise au monde ne maîtrise la fabrication selon ce procédé appelé EUV (lithographie extrême ultraviolet).

Geslinger déclare que nous entrons dans « l’ère de l’angström » (0,1 nanomètre), normalement utilisé pour décrire les distances entre les atomes ou les longueurs d’onde de la lumière haute fréquence.

Le nouvel équipement en cours de développement chez ASML exigera un niveau de précision équivalant à la taille d’un seul atome d’hélium, dans la mesure où il gravera des éléments à l’échelle de 20 angströms, soit 2 nm, soit environ un tiers de la taille des puces actuelles.

Tout cela pour dire que nous pouvons nous attendre à des améliorations majeures, en termes de performance des puces, dès à présent et en milieu de décennie. Et nous allons avoir besoin de cette amélioration des performances et des capacités alors que nous bâtissons une économie dont la part technologique devrait doubler d’ici la fin de cette décennie.

 

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