Le plan Europ\u00e9en comprend la pr\u00e9paration d\u2019un Flagship Europ\u00e9en dans la lign\u00e9e du Quantum Flagship. Elle positionne le continent sur la conception et, \u00e9ventuellement, la fabrication de prochaines g\u00e9n\u00e9rations de processeurs basse consommation pour la connectivit\u00e9, les v\u00e9hicules autonomes, l\u2019a\u00e9rospatial, la sant\u00e9, l\u2019agriculture, l\u2019IA, les data-centers, la photonique et le calcul quantique. Bref, un peu tout. Le plan s\u2019inscrit dans la lign\u00e9e de plans d\u00e9j\u00e0 lanc\u00e9s comme l\u2019EuroHPC<\/strong> (supercalculateurs), l\u2019European Processor Initiative <\/strong>(microprocesseurs, int\u00e9gr\u00e9 dans le plan EuroHPC) et l\u2019IPCEI <\/strong>(Important Projects of Common European Interest) sur la micro\u00e9lectronique. Le budget annonc\u00e9 de 145Md\u20ac comprend des financements de l\u2019Union, des \u00c9tats membres et du secteur priv\u00e9, en grande partie hypoth\u00e9tiques.<\/p>\n Ce projet \u00e9tait confirm\u00e9 dans l\u2019annonce du 2030 Digital Compass <\/strong>du 9 mars 2021 qui couvre aussi les besoins d\u2019autonomie de l\u2019Union en mati\u00e8re de cloud, de stockage distribu\u00e9 de donn\u00e9es et de 5G\/6G. Au passage \u00e9tait annonc\u00e9e l\u2019ambition de concevoir le \u201cpremier\u201d ordinateur quantique en 2025, la notion n\u2019\u00e9tant pas tr\u00e8s pr\u00e9cise autrement qu\u2019il apporterait une \u201cacc\u00e9l\u00e9ration quantique\u201d. On suppose qu\u2019il s\u2019agit de d\u00e9passer la puissance de supercalculateurs sur des cas d\u2019usage concrets.<\/p>\n Ceci \u00e9tant dit, est-ce que ce plan europ\u00e9en tient la route ou est-ce un canard sans t\u00eate ? Avant de porter un jugement, il est bon de se pencher sur les donn\u00e9es quantitatives et qualitatives du sujet et voir sur quoi le plan peut s\u2019appuyer comme existant autant dans la recherche que dans l\u2019industrie. Nous comparerons aussi ce plan avec leurs \u00e9quivalents am\u00e9ricains et chinois.<\/p>\n Le march\u00e9 mondial des semiconducteurs<\/strong><\/p>\n En Europe, l\u2019industrie des semiconducteurs est f\u00e9d\u00e9r\u00e9e par l\u2019ECCA <\/strong>(European Electronic Component Manufacturers Association) qui regroupe l\u2019EPCIA <\/strong>(European Passive Component Industry Association) et l\u2019ESIA <\/strong>(European Semiconductors Industry Association). L\u2019EPCIA comprend notamment des entreprises japonaises et cor\u00e9ennes \u00e9tablies en Europe comme Murata, Nichicon, Panasonic, Samsung et TDK (!). L\u2019ESIA produit des statistiques mondiales<\/a> du march\u00e9 des semiconducteurs. On y trouve qu\u2019en 2020, les entreprises europ\u00e9ennes r\u00e9alisaient $36,45B de chiffre d\u2019affaire repr\u00e9sentant 8,4% du march\u00e9 mondial des semiconducteurs s\u2019\u00e9levant \u00e0 $433B, avec une pr\u00e9vision qui baisse \u00e0 8,2% en 2021 sur un march\u00e9 croissant \u00e0 $469B.<\/p>\n Dans le site de la SIA <\/strong>(Semiconductor Industry Association), l\u2019\u00e9quivalent US de l\u2019ESIA, le rapport 2020 State of the US Semiconductor Industry<\/a> (20 pages) d\u00e9crit cette r\u00e9partition du CA par continent et par secteur d\u2019activit\u00e9 des fabricants et concepteurs de semiconducteurs. On y voit que la part de l\u2019Europe est tr\u00e8s in\u00e9gale selon les march\u00e9s : inexistante dans les m\u00e9moires, forte dans les composants discrets (qui comprennent les capteurs), moyenne dans les composants analogiques et tr\u00e8s faible dans les processeurs. On y apprend aussi, sans grande surprise, que 56% de la capacit\u00e9 de production des entreprises am\u00e9ricaines du secteur est situ\u00e9e hors des USA.<\/p>\n Du c\u00f4t\u00e9 de la fabrication de semiconducteurs, les donn\u00e9es 2019 positionnaient TSMC <\/strong>\u00e0 54% du march\u00e9 mondial ($47B en 2020), Samsung <\/strong>\u00e0 20%, Global Foundries <\/strong>\u00e0 9%, l\u2019autre taiwanais UMC <\/strong>\u00e0 8% ($6B en 2020) suivi du Chinois SMIC <\/strong>\u00e0 5% (source<\/a>). Intel ne figure pas dans ce palmar\u00e8s car ses usines sont tr\u00e8s marginalement mises \u00e0 disposition de clients tiers. Intel fait partie avec Texas Instruments, Micron, Renesas et quelques autres de la cat\u00e9gories des IDM (Integrated Devices Manufacturers) qui sont int\u00e9gr\u00e9s verticalement de la conception \u00e0 la fabrication des semiconducteurs. Lorsque l\u2019on int\u00e8gre toutes les fabs, les parts de march\u00e9 en valeur \u00e9taient en 2020 de 22% pour Taiwan, 21% pour la Cor\u00e9e du Sud, 15% pour le Japon et la Chine, 12% pour les USA et 9% pour l\u2019Europe selon SIA et le BCG.<\/p>\n Si l\u2019on prend le classement des fournisseurs de composants, fabless ou pas, on trouve deux europ\u00e9ens dans le top 15 avec le Franco-Italien STMicroelectronics<\/strong> et l\u2019Allemand Infineon<\/strong>. Dans les r\u00e9sultats finaux de 2020, STMicroelectronics est en fait devant Infineon avec respectivement $10,2B et $9,6B de chiffre d\u2019affaires. Le N\u00e9erlando-Am\u00e9ricain NXP <\/strong>est juste derri\u00e8re avec $8,6B. Ces trois acteurs consolident 78% des $36,4B de CA r\u00e9alis\u00e9s par des entreprises europ\u00e9ennes du secteur des semiconducteurs. En n\u2019oubliant pas qu\u2019ils sont le r\u00e9sultat d\u2019un intense meccano industriel de regroupement d\u2019entit\u00e9s diverses, comme c\u2019est le cas de l\u2019origine de STMicroelectronics ou de NXP qui est issu de Philips.<\/p>\n Les portes-feuilles produits de ces trois champions europ\u00e9ens pr\u00e9sentent d\u2019importantes zones de recouvrement dans les composants de gestion de puissance, notamment pour l\u2019automobile, des capteurs et des composants pour la s\u00e9curit\u00e9 (cartes SIM). STMicroelectronics se diff\u00e9rentie en ajoutant des imageurs et des microcontr\u00f4leurs et Infineon, avec des m\u00e9moires flash et composants radios divers, issus de l\u2019acquisition de l\u2019Am\u00e9ricain Cypress en 2019. NXP produit plut\u00f4t des composants analogiques et mixtes analogiques\/num\u00e9riques. Ce dernier est une spin-off de Philips lanc\u00e9e en 2006, ayant absorb\u00e9 Freescale en 2015. Il devait \u00eatre acquis par l\u2019Am\u00e9ricain Qualcomm en 2016, mais cela avait \u00e9t\u00e9 bloqu\u00e9 en 2018 par les autorit\u00e9s de la concurrence\u2026 chinoises ! De son c\u00f4t\u00e9, Bosch produit des capteurs avec des usines en Allemagne et concurrence STMicroelectronics.<\/p>\n Le point commun de ces march\u00e9s ? Ils sont tr\u00e8s fragment\u00e9s avec des volumes de vente moindres par r\u00e9f\u00e9rence produit que les m\u00e9moires et processeurs fabriqu\u00e9s en Asie (TSMC, Samsung, SK Hynix) et aux USA (Intel) et aussi des prix unitaires par composants relativement faibles. Ainsi, les capteurs ou microcontr\u00f4leurs de STMicroelectronics ont des ordres de grandeur de prix situ\u00e9s autour de l\u2019Euro tandis que les processeurs pour mobiles produits par TSMC pour le compte de Qualcomm et autres est situ\u00e9 entre $10 et $25, sans compter celui des processeurs Intel ou de Nvidia qui peut se chiffrer en centaines de dollars.<\/p>\n Un rapport de Roland Berger<\/a> de f\u00e9vrier 2021 d\u00e9crit aussi les capacit\u00e9s de production par g\u00e9ographie et niveau de miniaturisation des transistors. On y voit sans surprise que l\u2019Europe est le continent le plus \u00e0 la tra\u00eene dans le domaine. C\u2019est li\u00e9 aux effets de masse critique qui ont concentr\u00e9 les fabs de plus haut niveau d\u2019int\u00e9gration \u00e0 Taiwan (TSMC) et en Cor\u00e9e (Samsung, SK Hynix). Sachant que les rectangles en gris comprennent les fabs de moins de 20 nm.<\/p>\n Une donn\u00e9e inqui\u00e9tante en ressort : l\u2019Europe ne consolide que 4% des capex <\/em>mondiales du secteur pour 8,4% du CA. C\u2019est plus que probl\u00e9matique ! Partant de ce constant, le rapport de Roland Berger recommande de monter des alliances\u2026 avec TSMC ! Et finalement, indirectement se rabat sur le principe du d\u00e9veloppement de soci\u00e9t\u00e9s fabless pour les composants les plus int\u00e9gr\u00e9s.<\/p>\n Dans cette autre source<\/a>, on observe que 42% des achats de semiconducteurs sont r\u00e9alis\u00e9s par une dizaine d\u2019acteurs, Apple en premier. Samsung est le seul du lot \u00e0 disposer de ses propres fabs, notamment pour des processeurs et m\u00e9moires. Si l\u2019on veut devenir leader dans de nouvelles cat\u00e9gories, il faut donc avoir ces clients en t\u00eate. La longue tra\u00eene des autres clients est probablement d\u00e9j\u00e0 bien cibl\u00e9e par les acteurs europ\u00e9ens et c\u2019est d\u2019ailleurs leur faiblesse.<\/p>\n La cha\u00eene de valeur des semiconducteurs<\/strong><\/p>\n Ce n\u2019est pas le tout de d\u00e9crire ces classements \u00e0 haut niveau des concepteurs et fabricants de composants. Il faut creuser et analyser la cha\u00eene de valeur compl\u00e8te de ce march\u00e9.<\/p>\n Dans The Semiconductor Supply Chain: Assessing National Competitiveness<\/a>, un incroyablement dense rapport du CSET de janvier 2021 (98 pages), j\u2019ai trouv\u00e9 la r\u00e9ponse avec une cartographie tr\u00e8s d\u00e9taill\u00e9e de la cha\u00eene de valeur compl\u00e8te des technologies de semiconducteurs. Elle int\u00e8gre aussi bien les outils logiciels de conception de circuits (EDA), les mati\u00e8res premi\u00e8res que les machines de production. J\u2019esp\u00e8re qu\u2019un tel rapport a servi ou a \u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9 pour ce qui concerne l\u2019Europe pour guider sa d\u00e9cision d\u2019investir 145Md\u20ac dans le secteur de mani\u00e8re avis\u00e9e ! Le Center for Security and Emerging Technology<\/strong> est un think tank d\u2019intelligence \u00e9conomique rattach\u00e9 \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Georgetown \u00e0 Washington DC et cr\u00e9\u00e9 en 2019 par Jason Matheny, l\u2019ancien directeur de la IARPA, l\u2019\u00e9quivalent de la DARPA pour le renseignement qui d\u00e9pend du Directeur du Renseignement (Director of National Intelligence) coiffant toutes les agences f\u00e9d\u00e9rales du renseignement.<\/p>\n Que voit-on dans quelques-unes de leurs \u201cheatmaps\u201d ? Que les USA conservent encore une bonne ma\u00eetrise de la cha\u00eene de valeur des semiconducteurs avec 39% de sa valeur cumul\u00e9e. Leurs points forts sont les EDA (96% du march\u00e9 mondial avec notamment Synopsis, Cadence et Mentor), la conception de fonctions de processeurs (Core IP, 52% du march\u00e9), les outils de fabrication (44%) et le design de composants (47%, qui correspond aux fabless). Ils sont encore forts dans la fabrication (33%) et les outils d\u2019assemblage et de packaging (ATP, pour 28% du march\u00e9 mondial, ex-aequo avec Taiwan). Leur fragilit\u00e9 se situe surtout dans l\u2019approvisionnement en wafers qui viennent surtout du Japon. Et l\u2019Europe dans tout cela ? Elle est juste derri\u00e8re les USA avec le march\u00e9 du Core IP (42%, chiffre \u00e9tonnamment \u00e9lev\u00e9, du fait qu\u2019il comprend arm) et bien plac\u00e9e dans les outils de fabs, notamment gr\u00e2ce \u00e0 ASML. Le rapport fait \u00e9tat d\u2019une dynamique qui consolide dans les ann\u00e9es \u00e0 venir la dominance asiatique dans la fab.<\/p>\n Le poids d\u2019arm dans le poids de l\u2019Europe est \u00e0 prendre avec des pincettes pour plein de raisons : arm est \u00e0 l\u2019origine britannique, son acquisition en cours par Nvidia va, si elle est confirm\u00e9e, la rattacher \u00e0 l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me \u00e9tatsuniens et permettre \u00e0 Nvidia d\u2019imposer encore plus largement ses APIs CUDA que l\u2019on trouve dans ses GPU divers et qui sera ensuite propag\u00e9e dans les syst\u00e8mes embarqu\u00e9s utilisant des noyaux arm. Cela explique les vell\u00e9it\u00e9s aussi bien chinoises qu\u2019europ\u00e9ennes de s\u2019int\u00e9resser aux noyaux RISC-V qui sont open source, m\u00eame si\u2026 d\u2019origine surtout am\u00e9ricaine (Universit\u00e9 de Berkeley).<\/p>\n Cette autre heatmap fascinante de d\u00e9tails couvre le positionnement d\u00e9taill\u00e9 par technologie de la Chine (\u00e0 gauche) et des USA (\u00e0 droite). Il illustre un ph\u00e9nom\u00e8ne que l\u2019on conna\u00eet bien avec la fabrication des iPhone : si la fab est r\u00e9alis\u00e9e en Chine via des entreprises taiwanaises telles que Foxconn, elle correspond \u00e0 une petite part de la valeur de ces appareils. Idem ici, o\u00f9 l\u2019on voit que la Chine monte certes en puissance dans la fab et l\u2019assemblage, domine les mati\u00e8res premi\u00e8res, mais est tr\u00e8s faible dans les autres \u00e9l\u00e9ments de la cha\u00eene de la valeur des semiconducteurs. Ils sont notamment totalement d\u00e9munis en logiciels de conception et d\u00e9pendants des USA. C\u2019est d\u2019ailleurs aussi le cas dans le march\u00e9 de l\u2019IA et des outils de d\u00e9veloppement logiciels en g\u00e9n\u00e9ral qui sont influenc\u00e9s en premier lieu par les USA. Pour leur part, les USA sont faibles sur la lithographie, les outils d\u2019assemblage et de packaging, sur les wafers et sur les mati\u00e8res premi\u00e8res.<\/p>\n On retrouve la lithographie dans cette heatmap qui confirme la dominance europ\u00e9enne, surtout via ASML<\/strong> (lithographie en UV et EUV) mais aussi via l\u2019Allemagne (aligneurs de masques, lithographie \u00e0 faisceaux d\u2019\u00e9lectrons), la Su\u00e8de (lithographie par lasers) et l\u2019Autriche (imprint, technique de nano-impression 3D par masques) mais sur des march\u00e9s de bien plus petite taille.<\/p>\n Le march\u00e9 des outils de production et de tests de composants repr\u00e9sentait $63,3B en 2020 et devrait passer \u00e0 $80,1B en 2024. Les deux leaders de ce march\u00e9 sont d\u2019un c\u00f4t\u00e9 l\u2019Am\u00e9ricain Applied Materials<\/strong> qui commercialise des machines de production comprenant le d\u00e9p\u00f4t de mat\u00e9riaux sous vide et le packaging et de l\u2019autre, le Hollandais ASML<\/strong> qui est sp\u00e9cialis\u00e9 dans un seul type de machines, celles qui font de la lithogravure de wafers.<\/p>\n ASML commercialise notamment des machines de gravure \u00e0 ultra-violet extr\u00eame, indispensables pour la production en-dessous de 7 nm. Ils sont monopolistiques sur ce march\u00e9 qui a repr\u00e9sent\u00e9 une trentaine d\u2019unit\u00e9s en 2020, pour un prix moyen de $143M. ASML a d\u2019ailleurs connu une belle croissance, doublant son CA passant de 6875M\u20ac en 2016 \u00e0 14Md\u20ac en 2020. ASML s\u2019approvisionne chez deux acteurs europ\u00e9ens, allemands, pour deux technologies cl\u00e9s : Trumpf<\/strong> pour les lasers CO2 et Zeiss<\/strong> pour l\u2019optique. Comme quoi il est possible de cr\u00e9er un leader europ\u00e9en dans les semiconducteurs, mais plus en amont de la cha\u00eene de valeur. Sachant qu\u2019ASML a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 en 1984.<\/p>\n Nous avons aussi en France deux sp\u00e9cialistes de machines de production de semiconducteurs, avec Plassys <\/strong>(d\u00e9p\u00f4t en couches minces) et Riber <\/strong>(\u00e9pitaxie, ci-dessous<\/em>). C\u2019est avec des machines de ce dernier que sont produits les g\u00e9n\u00e9rateurs de photons quantiques du C2N <\/strong>utilis\u00e9s par la startup Quandela<\/strong>. J\u2019avais pu visiter cette salle blanche d\u00e9but mars 2021.<\/p>\n Une autre entreprise europ\u00e9enne de l\u2019amont de la cha\u00eene de valeur est aussi en bonne position, quoi que bien plus petite : SOITEC <\/strong>(un peu moins de $700M de CA annuel), avec ses wafers de silicium contenant une fine couche d\u2019oxyde de silicium isolant permettant de cr\u00e9er des composants consommant moins d\u2019\u00e9nergie. Ils sont d\u00e9riv\u00e9s sous deux formes principales : le FD-SOI pour la logique et le RF-SOI pour les composants \u201cfront-end radio\u201d traitant les signaux radiofr\u00e9quence, comme dans les smartphones o\u00f9 ils sont omnipr\u00e9sents. SOITEC fabrique ses propres wafers, notamment dans ses deux unit\u00e9s de production de Bernin pr\u00e8s de Grenoble. Elle vend des licences au Japonais ShinETSU<\/strong>, au Ta\u00efwanais GlobalWafers<\/strong> et au Chinois Simgui<\/strong> (plaques de 200 mm en RF-SOI pour l\u2019\u00e9quipement des smartphones). L\u2019ensemble r\u00e9sulte de recherches r\u00e9alis\u00e9es au CEA-Leti<\/strong> ainsi que chez STMicroelectronics.<\/p>\n Autre donn\u00e9e \u00e0 avoir en t\u00eate, le fait que le co\u00fbt de conception d\u2019un ASIC de 5 nm serait de l\u2019ordre de $500M, sachant que ce n\u2019est qu\u2019une moyenne (source: IBS, 2018). C\u2019est donc \u00e0 peu pr\u00e8s le budget dont devrait disposer une soci\u00e9t\u00e9 fabless pour cr\u00e9er un processeur. C\u2019est en tout cas en ligne avec les $682M qui ont \u00e9t\u00e9 lev\u00e9s par la startup britannique Graphcore <\/strong>pour sa conception et commercialisation de processeurs de deep learning concurren\u00e7ant ceux de Nvidia. Par comparaison, le Fran\u00e7ais Kalray<\/strong> a lev\u00e9 $46M mais il ne vise pas encore le 5 nm.<\/p>\n Les fabs en Europe<\/strong><\/p>\n Comme on vient de le voir avec l\u2019analyse de la cha\u00eene de valeur compl\u00e8te des semiconducteurs, les fabs jouent certes un r\u00f4le important, mais d\u2019autres \u00e9l\u00e9ments de la cha\u00eene tout autant, comme les EDA ou la conception des circuits. Ce sont les forces des pays occidentaux. Mais les politiques de tout bord font une fixette sur la fabrication, comme Arnaud Montebourg dans ce tweet du 11 mars 2021. Il \u00e9voque de mani\u00e8re assez na\u00efve \u201cle retour\u201d de fabs de semiconducteurs qui se seraient \u00e9chapp\u00e9es du territoire europ\u00e9en. Comme si cela pouvait se d\u00e9cr\u00e9ter en claquant des doigts !<\/p>\n Faut-il rappeler que l\u2019on n\u2019implante pas des usines comme \u00e7a ! On d\u00e9veloppe des business d\u2019entreprises existantes ou on en cr\u00e9\u00e9 de nouvelles. Dans les deux cas, il faut le faire avec une innovation technologique diff\u00e9renti\u00e9e, disposer d\u2019un avantage comp\u00e9titif co\u00fbt et valeur et surtout cibler de nouveaux march\u00e9s en forte croissance. Ce qu\u2019il n\u2019est pas \u00e9vident de pr\u00e9voir 5 \u00e0 10 ans \u00e0 l\u2019avance, le risque existant d\u2019arriver de mani\u00e8re contracyclique dans un march\u00e9 en contraction comme c\u2019est le cas actuellement avec les smartphones, modulo leurs composants 5G qui ont modifi\u00e9 la donne.<\/p>\n Lancer une usine aujourd\u2019hui \u201cfrom scratch\u201d signifierait comme l\u2019a \u00e9voqu\u00e9 Thierry Breton de planifier une densit\u00e9 de 2 nm avec un investissement d\u2019au moins $20B. Mais c\u2019est aussi hasardeux que de vouloir cr\u00e9er un Google \u00e0 partir de rien (ou de Qwant, ce qui revient \u00e0 peu pr\u00e8s au m\u00eame).<\/p>\n O\u00f9 sont donc les fabs de semiconducteurs en Europe ? On peut les segmenter en quatre cat\u00e9gories :<\/p>\n Il faut y ajouter les laboratoires de conception de composants comme celui qu\u2019Apple <\/strong>veut \u00e9tendre \u00e0 Munich en y investissant $1B sur trois ans.<\/p>\n Les fabs d\u2019Intel <\/strong>en Irlande font du 14 nm, celles de Global Foundries du 22 nm tout comme STMicroelectronics qui s\u2019est arr\u00eat\u00e9 au 22 nm. M\u00eame en int\u00e9grant les fabs \u00e9trang\u00e8res, l\u2019Europe est donc loin de la course \u00e0 l\u2019int\u00e9gration qui est domin\u00e9e par TSMC et Samsung avec des fabs \u00e0 5 et 7 nm. C\u2019est la cons\u00e9quence d\u2019un processus de consolidation du march\u00e9 d\u00e9marr\u00e9 il y a pr\u00e8s plus de 10 ans, li\u00e9, entre autres choses au co\u00fbt exponentiel des fabs de ces niveaux d\u2019int\u00e9gration, situ\u00e9 entre $12B et $20B. Mais le co\u00fbt de la fab cache des machines outils dont on a vu qu\u2019elles venaient d\u2019ailleurs, et notamment d\u2019Europe et des USA. Cette consolidation est aussi li\u00e9e \u00e0 une comp\u00e9titivit\u00e9 co\u00fbt et technologique de ces fabs. Un investissement de $20B dans une fab europ\u00e9enne ne garantirait ni l\u2019un ni l\u2019autre.<\/p>\n Les ambitions d\u2019ind\u00e9pendance chinoises<\/strong><\/p>\n Le plan europ\u00e9en n\u2019est pas isol\u00e9. Il fait suite \u00e0 des plans portant des objectifs voisins provenant des USA et de la Chine. Les premiers sentent leur leadership s\u2019\u00e9vanouir avec la mont\u00e9e en puissance de l\u2019Asie, surtout dans la fabrication de m\u00e9moires et de processeurs \u00e0 forte densit\u00e9. Les seconds veulent r\u00e9duire leur d\u00e9pendance technologique vis \u00e0 vis de leurs voisins asiatiques et de l\u2019occident aussi bien du c\u00f4t\u00e9 de la fabrication de composants avanc\u00e9s ou \u00e0 tr\u00e8s haute densit\u00e9 qu\u2019au niveau des outils de production. La position de l\u2019Europe au milieu de ces deux g\u00e9ants n\u2019est pas bien claire comme nous l\u2019avons vu. Sans compter la position envi\u00e9e de Taiwan qui est pris entre quatre feux : les USA, la Chine, la Cor\u00e9e du Sud et l\u2019Europe dans une moindre mesure.<\/p>\n Le gouvernement chinois avait investi dans les semiconducteurs d\u00e8s 1991 avec son 8e plan quinquennal. Son premier plan agressif pour d\u00e9velopper son ind\u00e9pendance dans la cha\u00eene de valeur de la production de semiconducteurs \u00e9tait le National Integrated Circuit Plan <\/strong>de 5 ans int\u00e9gr\u00e9 dans le 13e plan du gouvernement. Couvrant la p\u00e9riode 2015-2020, il \u00e9tait focalis\u00e9 sur les chipsets pour les mobiles et les \u00e9quipements t\u00e9l\u00e9coms, le tout dans la perspective du d\u00e9ploiement massif de la 5G et d\u2019une strat\u00e9gie volontariste du c\u00f4t\u00e9 des \u00e9quipementiers t\u00e9l\u00e9coms que sont Huawei <\/strong>et ZTE<\/strong>. Ce plan pr\u00e9voyait un investissement public national et r\u00e9gional total de $150B qui auraient \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s, constituant une forme avanc\u00e9e de dumping que l\u2019on a aussi observ\u00e9 dans l\u2019industrie photovolta\u00efque. Les progr\u00e8s obtenus par les industries chinoises ont cependant \u00e9t\u00e9 tr\u00e8s en de\u00e7\u00e0 des objectifs. Il n\u2019y a pas qu\u2019en Europe que les politiques ont les yeux plus grands que le ventre ! C\u2019est une bonne le\u00e7on \u00e0 \u00e9tudier.<\/p>\n C\u00f4t\u00e9 int\u00e9gration, les Chinois en sont \u00e0 peu pr\u00e8s au m\u00eame point que l\u2019Europe avec au mieux des fabs de 14 nm chez SMIC, trois g\u00e9n\u00e9rations derri\u00e8re TSMC qui en est au 5 nm. Et les importations de machines de lithogravure EUV d\u2019ASML leur sont interdites par le gouvernement n\u00e9erlandais, qui a agit sous la pression des USA. Ces derniers avaient \u00e9dict\u00e9 le Export Control and Reform Act <\/strong>(ECRA) en 2018, limitant les exportations de technologies cl\u00e9s vers la Chine et rien ne permet de dire que l\u2019administration Biden reviendra dessus. La copie de la technologie d\u2019ASML par les Chinois, si elle n\u2019est pas \u00e0 exclure, reste toutefois tr\u00e8s difficile car leur technologie r\u00e9sulte de trois d\u00e9cennies de recherches multifacettes et bien prot\u00e9g\u00e9es. L\u2019EUV est rempla\u00e7able par le multi-patterning utilis\u00e9 depuis longtemps mais celui-ci alourdit les co\u00fbts des chipsets produits car il augmente le nombre d\u2019\u00e9tapes de fabrication. Il consiste \u00e0 graver un sillon sur deux ou sur trois en alternance pour obtenir une meilleure pr\u00e9cision de gravure. On doit cependant y faire aussi appel avec l’EUV dans certains cas.<\/p>\n La Chine vient de lancer en 2020 un nouveau semiconducteur plan int\u00e9gr\u00e9 dans le 14e gosplan du pays. \u00c9voqu\u00e9 d\u00e8s 2018 avec un montant de $47B qui n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 depuis, il vise \u00e0 faire passer le volume de semiconducteurs utilis\u00e9s en Chine qui y sont fabriqu\u00e9s de 15,5% en 2020 \u00e0 30% en 2027, l\u2019impact du plan \u00e9tant estim\u00e9 \u00e0 10% de ces 30%. Il rappelle en ordre de grandeur l\u2019objectif europ\u00e9en. Mais il n\u2019est pas forc\u00e9ment positionn\u00e9 sur les m\u00eames segments de march\u00e9s. La pr\u00e9paration de ce plan \u00e9tait notamment justifi\u00e9e par les pressions commerciales de l\u2019administration Trump emp\u00eachant par exemple TSMC de produire les processeurs en 7 et 5 nm de HiSilicon (Huawei), cette production faisant appel \u00e0 des mat\u00e9riels d\u2019origine am\u00e9ricaine comme ceux d\u2019Applied Materials. Tout ceci a pouss\u00e9 la Chine a investir sur le long terme pour cr\u00e9er ses propres \u00e9quipements de fabrication de semiconducteurs.<\/p>\n Les grands industriels chinois de la fabrication de semiconducteurs sont des acteurs d\u2019assez petite taille, m\u00eame comparativement aux trois gros europ\u00e9ens du secteur :<\/p>\n Il faut aussi toujours prendre un peu de recul avec les annonces chinoises. Ils ont ainsi connu un bel \u00e9chec que l\u2019on pourrait qualifier de \u201cS\u00e9gol\u00e8ne Royalitude\u201d en r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l\u2019affaire Heuliez. La soci\u00e9t\u00e9 Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing <\/strong>(2017) lanc\u00e9e par le gouvernement de la province de Hubei devait cr\u00e9er 50 000 emplois directs et indirects et g\u00e9n\u00e9rer un CA de $9B. Ce projet devant r\u00e9colter $18,5B de financement ambitionnait de cr\u00e9er une fab de 7 et 14 nm produisant 30 000 wafers par an. R\u00e9sultat, apr\u00e8s des d\u00e9boires immobiliers, des probl\u00e8mes de management li\u00e9s \u00e0 des fondateurs n\u2019ayant aucune exp\u00e9rience dans les semiconducteurs (source<\/a>) et une difficult\u00e9 \u00e0 financer le projet, les 240 premiers employ\u00e9s de la soci\u00e9t\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 licenci\u00e9s en f\u00e9vrier 2021.<\/p>\n Les Chinois montent par contre nettement en puissance du c\u00f4t\u00e9 de la conception de circuits int\u00e9gr\u00e9s, que ce soit chez HiSilicon <\/strong>dans le groupe Huawei, chez les op\u00e9rateurs de cloud Alibaba<\/strong>, Tencent <\/strong>et Baidu <\/strong>qui cr\u00e9ent leurs propres composants pour serveurs ou avec un beau cheptel de startups tr\u00e8s bien financ\u00e9es : Cambricon Technologies<\/strong>, Horizon Robotics<\/strong>, Bitmain<\/strong>, Thinkforce<\/strong>, Enflame <\/strong>et Novumind <\/strong>qui se sont sp\u00e9cialis\u00e9s dans les processeurs d\u00e9di\u00e9s au machine learning ou au mining de cryptomonnaies. C\u2019est peut-\u00eatre l\u00e0 que se situe la force de la Chine dans les semiconducteurs.<\/p>\n Voici les abondantes sources d\u2019information qui m\u2019ont permis de r\u00e9diger cette partie sur la Chine : Can China become the world leader in semiconductors<\/a> par Justin Hodiak and Scott W. Harold dans The Diplomat, septembre 2020, Moore\u2019s Law Under Attack: The Impact of China\u2019s Policies on Global Semiconductor Innovation<\/a> par Stephen Ezell, ITIF, f\u00e9vrier 2021, The Future of China\u2019s Semiconductor Industry<\/a> par Paul Triolo dans American Affairs, f\u00e9vrier 2021.<\/p>\n Le plan de r\u00e9sistance des USA<\/strong><\/p>\n Face aux Chinois, les am\u00e9ricains avancent plut\u00f4t en ordre dispers\u00e9 pour prot\u00e9ger leurs positions qui s\u2019\u00e9rodent face \u00e0 la Chine en terme de fabs. Le chart ci-dessous <\/em>est issu de l\u2019excellent Regaining The Edge In U.S. Chip Manufacturing<\/a> par Mark Lapedus et Ann Stefora Mutschler, octobre 2020.<\/p>\n On peut citer l\u2019Electronic Resurgence Initiative <\/strong>lanc\u00e9e en 2017 par la DARPA qui \u00e9tait une initiative de R&D avanc\u00e9es pour cr\u00e9er les prochaines g\u00e9n\u00e9rations de technologies de semiconducteurs et pour s\u00e9curiser les approvisionnements en technologies strat\u00e9giques pour le D\u00e9partement de la D\u00e9fense. La DARPA rappelle qu\u2019elle \u00e9tait \u00e0 l\u2019origine des premiers processeurs MOS dans les ann\u00e9es 1970\/80, puis dans la lithographie 193nm et enfin dans les CMOS FinFET dans les ann\u00e9es 2000. Ils se focalisent sur l\u2019int\u00e9gration 3D de circuits que l\u2019on labellise maintenant de \u201cMore than Moore\u201d, la cr\u00e9ation de nouveaux mat\u00e9riaux, de fonctions sp\u00e9cialis\u00e9es, etc. Cela comprend notamment les composants supraconducteurs \u00e9tudi\u00e9s par l\u2019Universit\u00e9 du Wisconsin en liaison avec la soci\u00e9t\u00e9 Hypress<\/strong>. Ce programme dot\u00e9 d\u2019un budget de $1,5B sur cinq ans (\u00e0 partir de 2018) fait penser \u00e0 la forme que pourrait prendre un projet Flagship europ\u00e9en sur les semiconducteurs.<\/p>\n Pour le reste, le Congr\u00e8s US a lanc\u00e9 le projet de loi CHIPS<\/strong> (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act) qui proposait des financements f\u00e9d\u00e9raux de $10B et des exemptions fiscales, le tout pour $22B. Mais il n\u2019a toujours pas \u00e9t\u00e9 vot\u00e9<\/a>. Le lobby de la SIA recommande pour sa part un plan de $50B.<\/p>\n N\u00e9anmoins, une fab TSMC <\/strong>de 5 nm doit \u00eatre construite \u00e0 Phoenix en Arizona. Elle repr\u00e9sente un investissement de $12B avec un investissement initial de $3,5B. Un programme d\u2019infrastructure de $200M a \u00e9t\u00e9 financ\u00e9 par la ville. La production doit d\u00e9marrer en 2024 avec une capacit\u00e9 de 20 000 wafers de 30 cm par mois, \u00e0 une \u00e9poque o\u00f9 l\u2019on en sera probablement au 3 nm. La fab emploiera \u00e0 terme 1900 personnes. Notons que lorsque l\u2019on \u00e9voque le prix \u00e9lev\u00e9 d\u2019une fab, une bonne part du budget va surtout aux \u00e9quipementiers tels qu\u2019Applied Materials et ASML. Le b\u00e2timent et ses infrastructures co\u00fbtent beaucoup moins cher. Cette fab fournira sans-doute surtout Apple. Par comparaison, la capacit\u00e9 de production de Crolles (STMicroelectronics) est d\u2019environ 6400 wafers par semaine, mais \u00e0 un niveau d’int\u00e9gration plus bas.<\/p>\n Les Am\u00e9ricains esp\u00e8rent en tout cas que le projet sera bien men\u00e9 \u00e0 son terme et ne suivra pas le piteux exemple de la fab d\u2019\u00e9crans plats que Foxconn devait mettre en route dans le Wisconsin en 2020 avec 13 000 emplois \u00e0 la cl\u00e9 en \u00e9change de $3B de subventions. Elle avait \u00e9t\u00e9 annonc\u00e9e \u00e0 grand renforts de publicit\u00e9 par le Pr\u00e9sident Trump en 2017. Au final, Foxconn a abandonn\u00e9 ses plans initiaux et n\u2019a install\u00e9 dans le Wisconsin qu\u2019un petit laboratoire de R&D (voir ce reportage photo<\/a> \u00e9difiant). Au lieu de produire des \u00e9crans, le lieu en question pourrait servir \u00e0 assembler des serveurs pour Google et des v\u00e9hicules \u00e9lectriques pour Fisker, mais avec beaucoup moins de technologies et en exploitant un \u00e9quipement plus classique.<\/p>\n![\"image\"](\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/image_thumb-95.png\" "\\"image\\"")
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![\"Intel](\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Intel-Chandler-Fab-Arizona_thumb.jpg\" "\\"Intel")
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