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Semi-conducteurs : tournant technologique ou saut de puce européen ?





Le 16 Avril 2022, par Charlotte Fourey - Alexandre Mandil


Revenus sur le devant de la scène internationale après que les pénuries aggravées par la pandémie de COVID-19 aient mis en lumière leur rôle crucial dans nos économies, les semi-conducteurs sont plus que jamais au cœur des enjeux géopolitiques, économiques et technologiques mondiaux.


Semi-conducteurs : tournant technologique ou saut de puce européen ?
Fin février dernier, en réaction à l’invasion de l’Ukraine, l’Europe et les États-Unis ont annoncé leur intention de restreindre l’exportation de puces électroniques vers la Russie. L’objectif de l’administration américaine, comme de la Commission européenne est ainsi de mettre à mal la capacité de la Russie à diversifier son économie et à soutenir son armée, un armement moderne étant hautement dépendant des semi-conducteurs. Le conflit a également mis en exergue la menace que la Russie pourrait représenter pour la production des semi-conducteurs en limitant l’approvisionnement de néon et de palladium, deux matériaux critiques à la fabrication des puces électroniques largement importés de Russie et d’Ukraine.
 
S’ils constituent un enjeu si important, c’est parce que les semi-conducteurs, des matériaux électriquement intermédiaires entre un matériau isolant et un matériau conducteur, sont présents, à travers les puces électroniques, dans la quasi-totalité de nos technologies, qu’il s’agisse de biens de consommation courante (smartphones, ordinateurs, télévisions, voitures, électroménager…) ou d’armement moderne (missiles, avions…).
 
Cette présence permet aisément de comprendre pourquoi le contrôle de la conception et de la production des semi-conducteurs constitue l’un des terrains de jeux de la rivalité sino-américaine pour le leadership mondial.
 
Le contrôle de la conception et de la production des semiconducteurs
 
Les États-Unis, avec des géants comme Broadcom ou Apple, constituent indéniablement les leaders mondiaux de la conception des semi-conducteurs et en détiennent massivement la propriété intellectuelle. En raison des difficultés de leur fabrication nécessitant des procédés de production complexes et sophistiqués, la production mondiale est quant à elle contrôlée par une poignée d’acteurs essentiellement présents en Asie. L’Asie concentre ainsi à elle seule 80 % de la production mondiale de ce marché estimé à 550 milliards de dollars et qui devrait doubler d’ici à 2030.
 
Au-delà de l’aspect quantitatif, les géants mondiaux du semi-conducteur se sont lancés dans une course technologique effrénée visant à continuellement réduire la finesse des puces pour améliorer leur puissance de calcul, restreindre leur consommation énergétique et limiter l’effet de joule. Alors que le leader taïwanais TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), qui fournit des géants américains de la techcomme Nvidia, Qualcomm ou Apple, produit déjà à lui seul plus de 25 % des semi-conducteurs à l’échelle mondiale, il contrôle par ailleurs plus de 85 % de la production mondiale des semi-conducteurs de taille inférieure à 7 nanomètres (nm). TSMC a même annoncé la fabrication en 2022 de puces dont la finesse variera entre 3 nm et 4 nm et travaille sur la mise en place de semi-conducteurs inférieurs à 2 nm. En parallèle, le Coréen Samsung, son principal concurrent, assure disposer de la capacité de produire des semi-conducteurs de 7 nm et l’Américain Intel a annoncé la mise en production en 2023 de ses premières puces gravées en 7 nm.
 
Pour assurer cette course à la miniaturisation, les principaux acteurs de ce marché ont annoncé des investissements colossaux à l’horizon 2030 : près de 450 milliards de dollars pour les entreprises coréennes, 100 milliards de dollars pour TSMC sur les trois prochaines années et plusieurs dizaines de milliards pour le géant américain Intel.
 
La guerre économique sino-américaine
 
Première consommatrice mondiale de semi-conducteurs, la Chine est quant à elle actuellement confrontée à un manque de compétences dans la conception des semi-conducteurs, ces derniers représentant le maillon faible de son commerce extérieur (312 milliards de dollars d’importations pour des exportations d’à peine 84,6 milliards de dollars). Pékin a ainsi désigné dans son 14e plan quinquennal (2021-2025) l’industrie des semiconducteurs comme l’un des secteurs stratégiques prioritaires. Pourtant, malgré des investissements de plusieurs milliards de dollars au cours de la dernière décennie, le chinois SMIC (Semiconductor manufacturing international corporation) peine encore à rivaliser avec ses concurrents taiwanais et américains et commence à peine à produire des puces de 10 nanomètres. Dès lors, ce retard et cette dépendance technologique pourraient renforcer d’autant plus l’intérêt stratégique et économique potentiel pour la Chine d’une invasion de Taïwan. Une telle invasion permettrait à la Chine de contrôler, en l’espace de quelques jours, l’approvisionnement mondial des semi-conducteurs et d’utiliser ce pouvoir comme outil de menace et de rétorsion.
 
Comprenant pleinement que l’accès aux technologies de semi-conducteurs représente une véritable vulnérabilité de la puissance industrielle chinoise, l’administration Trump a restreint l’accès de Huawei aux technologies américaines pour la fabrication des semi-conducteurs forçant celle-ci à constituer des « stocks de guerre » en 2019 et 2020.

De même, pour limiter l’impact d’une annexion de Taïwan sur ce secteur, l’administration Trump n’a pas hésité en septembre 2020 à imposer des sanctions aux entreprises taiwanaises fournissant des puces à des clients chinois avant d’exiger le déplacement d’une partie de la production de TSMC en Arizona… non loin d’une usine d’Intel, géant du secteur avec Qualcomm et Broadcom. Reprenant à son compte la stratégie offensive de Trump, l’administration Biden a par ailleurs décidé en 2021 d’investir 50 milliards de dollars dans ce secteur dans le cadre du Chips for America Act.
 
Le European Chips Act 
 
Et l’Europe ? Côté européen, comme trop souvent, le conflit russo-ukrainien a cruellement mis en exergue la dépendance quasi totale de notre continent envers des pays tiers ainsi que l’impérieuse nécessité pour l’Europe d’élargir rapidement ses capacités de production. Alors qu’en 1990 les pays européens fournissaient plus de 40 % des puces électroniques fabriquées dans le monde (les États-Unis 37 % et le Japon près de 20 %), l’Europe n’en produit désormais plus que 8 %. En outre, aucune fonderie européenne ne produit des semi-conducteurs de taille inférieure à 22 nm.
 
Prenant conscience, quoiqu’un peu tard, de l’enjeu et des risques pour son indépendance inhérents aux tensions sino-américaines, la Commission européenne a annoncé en octobre 2021 un grand plan européen pour refaire de l’Europe un leader mondial des semi-conducteurs. Présenté en février 2022 sous la forme d’un paquet législatif sur les semi-conducteurs, ce plan se compose d’une communication de la Commission exposant la stratégie européenne, de deux propositions de règlement (dont le « European Chips Act ») et d’une recommandation de la Commission applicable dans l’intervalle de l’adoption desdits règlements. En outre, un nouveau projet important d’intérêt européen commun (PIIEC) sur la microélectronique et les technologies de la communication est en cours de préparation par un grand nombre d’États membres.
 
Concrètement, ce plan européen prévoit un investissement de 43 milliards d’euros (proche du plan américain) répartis sur trois axes  :
 
  • Un axe visant à renforcer la recherche, le développement et l’innovation existants. 12 milliards d’euros seront ainsi utilisés pour la recherche et le développement et lancer des lignes pilote pour le prototypage, l’essai et l’expérimentation de nouveaux dispositifs.
 
  • Un axe consistant en la mise en œuvre d’un mécanisme de coordination entre les États membres et la Commission pour surveiller l’offre de semi-conducteurs, estimer la demande et anticiper les pénuries.
 
  • Un axe visant garantir la sécurité de l’approvisionnement en attirant les investissements, à réduire ses dépendances extérieures (l’Europe dépendant actuellement à 80 % des fournisseurs asiatiques) et à renforcer ses capacités de production. L’Europe ambitionne ainsi de doubler sa part de marché dans le secteur pour la porter à 20 % en 2030.
 
La Commission européenne entend ainsi permettre les aides d’États en faveur de ce secteur en se fondant sur l’article 107, paragraphe 3, point c), du TFUE qui permet à la Commission d’autoriser les aides d’État destinées à faciliter le développement de certaines activités économiques, si les effets positifs de ces aides d’État l’emportent sur leur incidence négative potentielle sur les échanges et la concurrence.
 
Consciente des barrières élevées à l’entrée et des milliards de dollars d’investissement nécessaires pour se renforcer dans l’industrie des semiconducteurs, l’Europe semble en outre tabler sur le renforcement de ses partenariats avec des pays tiers. Ainsi, 30 milliards d’euros seront octroyés à de grands industriels du secteur en mesure de faire émerger des “megafactories” parmi lesquels… l’américain Intel qui a déjà pour ambition de construire la plus grosse usine de processeurs au monde dans l’Ohio. Ainsi, Intel a annoncé en mars dernier un plan d’investissement de 80 milliards d’euros en Europe et notamment pour l’implantation d’usines (en particulier en Allemagne et en Italie) capables de produire des semiconducteurs de dernières générations (2 à 5 nanomètres) et dont plus de 40 % seront financées par… l’Union européenne et les États concernés. Des investissements en Europe de Samsung et TSMC sont également espérés.
 
Ainsi, au regard des enjeux, se pose immanquablement la question du caractère suffisant d’un plan de 43 milliards d’euros pour permettre à l’Europe de rattraper son retard en matière de production et d’innovation dans un secteur en constante évolution. De plus, la stratégie de partenariat avec des entreprises américaines et asiatiques interroge quant à sa compatibilité avec l’objectif affiché de souveraineté européenne…
 
Pourtant, l’Europe n’est pas totalement dénuée d’atouts. Bien qu’accusant un sérieux retard dans la conception et la production de puces, l’Europe demeure en effet présente sur une partie de la chaine de valeur et possède des compétences dans des domaines bien précis et plus particulièrement dans la lithographie ultraviolette (technique de gravure des semiconducteurs qui est essentielle). L’un des éléments clés de cette chaîne de valeur est l’entreprise néerlandaise ASML (Advanced Semiconductor Material Lithography), qui détient le monopole de certaines machines de lithographies les plus avancées au monde nécessaires à la fabrication de puces haut de gamme, et qui fournit notamment TMSC. Comme le rappelait Thierry Breton, l’Europe est au cœur de la technologie FinFet nécessaire pour les puces sous les 5 nm et de la technologie FDSOI cruciale pour la réduction de la consommation énergétique. C’est aussi en Europe que se concentrent, au niveau mondial, de nombreuses activités de recherche sur les semi-conducteurs.
 
L’Europe dispose donc de la capacité d’établir un meilleur rapport de force. L’avenir nous dira si le plan européen sera suffisant pour permettre à notre continent d’assurer son indépendance et de ne pas se laisser distancer technologiquement.
 
Charlotte Fourey
Alexandre Mandil

Avocat au Barreau de Paris
Membre de Lex-Squared


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