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Dix tableaux pour mieux comprendre le marché des puces

Essentiels non seulement à l’activité économique, mais aussi à la souveraineté et à la sécurité nationales, les semi-conducteurs font l’objet d’une bataille inédite entre les grandes nations industrielles. État des lieux d'un secteur clé en dix tableaux.

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semi-conducteurs
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Les Européens désertent le top 10

Aucun ne figure parmi les dix plus grands fournisseurs en 2020. Les trois ténors des puces en Europe, Infineon Technologies, STMicroelectronics et NXP, sont néanmoins présents dans le top 15. La Chine, pourtant de loin le plus gros marché, brille par son absence. Son champion des puces, HiSilicon, le bras armé de Huawei dans les semi-conducteurs, pointe seulement à la 17e place, avec 8,2 milliards de dollars en 2020, selon Gartner.

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Top 15 fournisseurs de puces en 2020 Top 15 fournisseurs de puces en 2020

Apple est de plus en plus vorace

Il s’impose pour la deuxième année d’affilée comme le plus gros consommateur, en valeur, de puces en 2020, devant Samsung Electronics et Huawei. Ce podium des consommateurs correspond à celui que ce trio forme dans les équipements électroniques en chiffre d’affaires. Apple, Samsung Electronics et Huawei ont en commun de pourvoir à une partie de leurs besoins avec des composants développés en interne. Samsung Electronics, en tant que numéro deux mondial des semi-conducteurs, se distingue par la plus grande autosuffisance.

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Top 10 consommateurs de puces en 2020 Top 10 consommateurs de puces en 2020

Les États-Unis et le Japon omnipuissants

Ils détiennent respectivement trois et cinq équipementiers majeurs sur les dix premiers au monde. C’est ce qui permet aux États-Unis d’interdire aux fournisseurs de puces du monde entier de livrer des composants et services de fonderie au chinois Huawei, parce qu’ils utilisent tous des équipements américains. L’Europe dispose de deux équipementiers dans le top 10. L’un d’eux est le néerlandais AMSL, spin-off de Philips, leader mondial de la photolithographie, une technologie clé de la production de puces car c’est elle qui définit la finesse de gravure.

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Top 10 équipementiers de puces en 20109 Top 10 équipementiers de puces en 20109

Samsung, TSMC et Intel en tête

Ce sont les trois plus gros investisseurs de l’industrie des puces. À eux trois, ils ont englouti 59,6 milliards de dollars en 2020 dans leurs infrastructures industrielles, soit près de 55 % du total des investissements dans le secteur. Samsung, qui n’est que numéro deux mondial des semi-conducteurs derrière Intel, doit son titre de plus gros investisseur à sa position de leader mondial des puces mémoires, une famille de circuits intégrés particulièrement intensive en investissements de production.

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Top 15 investisseurs de l'industrie des puces en 2020 Top 15 investisseurs de l'industrie des puces en 2020

Tous nord-américains et asiatiques

Les distributeurs jouent un rôle clé dans la diffusion de puces auprès d’un panel diffus de petits utilisateurs, PME et start-up. Environ un tiers de la production est écoulé par leurs canaux. Les deux autres tiers sont vendus directement par les fournisseurs aux grands équipementiers électroniques comme Apple, Samsung, Huawei, Bosch, Continental, Denso, Cisco, HP, Lenovo, Sony, Nokia et Ericsson. Aucun distributeur européen ne figure dans le top 10.

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Top 10 distributeurs de puces en 2019 Top 10 distributeurs de puces en 2019

Une très forte concentration

Cinq fournisseurs se partagent 90 % du marché mondial. Et la concentration risque de s’accentuer avec le projet de rachat de l’allemand Siltronic par le taïwanais GlobalWafers. Une opération déjà approuvée par l’Allemagne, mais qui n’est pas du goût du gouvernement français, qui craint de voir l’Europe perdre son seul fournisseur de substrats électroniques. Sans substrats, pas de puces.

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Top 5 substrats électroniques de puces en 2019 Top 5 substrats électroniques de puces en 2019

Une activité localisée surtout en Asie

Une fois les plaquettes de puces fabriquées, elles sont envoyées dans des usines où elles sont testées, puis découpées en composants qui sont ensuite montés dans des boîtiers. Si la fabrication des plaquettes est automatisée et peut s’effectuer n’importe où (la part de la main-d’œuvre dans les coûts de production est faible), le test, l’assemblage et le packaging font appel à beaucoup d’opérations manuelles. C’est pourquoi ils sont réalisés essentiellement en Asie. Taïwan en a fait sa grande spécialité, avec six acteurs dans le top 10 mondial.

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Top 10 prestataires de test assemblage et packaging de puces au 3e trimestre 2020 Top 10 prestataires de test assemblage et packaging de puces au 3e trimestre 2020

Vers un duopole Taïwan-Corée du Sud

Taïwan détient quatre acteurs dans le top 10 mondial des sous-traitants de fabrication de puces. À lui seul, TSMC accapare près de 55 % du marché et fabrique 70 % des microcontrôleurs consommés par l’automobile. Mais le sud-coréen Samsung, actuellement numéro quatre, investit massivement dans cette activité avec l’ambition de détrôner TSMC à l’horizon 2030. TSMC et Samsung sont incontournables pour la fabrication des générations de puces les plus avancées. Ils sont aujourd’hui les seuls à maîtriser les technologies de 7 et 5 nanomètres.

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Top 10 fondeurs de puces en 2019 Top 10 fondeurs de puces en 2019

Des performances au-dessus du marché

Les sociétés « fabless », ne disposant pas d’usine, font reposer leur production sur la sous-traitance auprès de fondeurs de puces comme TSMC, Samsung, UMC et GlobaFoundries. Un modèle qui leur permet de se concentrer sur la conception et d’être agiles, ce qui explique leurs performances souvent au-dessus de celles du marché. Leur succès pousse les fabricants intégrés à sous-traiter une part croissante de la production. Certains vont jusqu’au modèle « fablite », s’appuyant en grande partie sur la sous-traitance.

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Top 10 sociétés fabless de puces en 2020 Top 10 sociétés fabless de puces en 2020

Les éditeurs américains incontournables

Sans logiciels de CAO, impossible de concevoir les puces. Certains circuits intégrés complexes, comme les processeurs au cœur des smartphones, des PC et des serveurs, réunissent plus de 10 milliards de transistors. Pour les concevoir, il faut notamment passer par les fourches caudines d’éditeurs de logiciels principalement américains. Synopsys, Cadence Design Systems et Mentor Graphics (racheté en 2017 par l’allemand Siemens) sont les plus connus.

Image d'illustration de l'articleComverse - L'Usine Nouvelle
11 éditeurs de logiciels d'aide à la conception de puces en 2019 11 éditeurs de logiciels d'aide à la conception de puces en 2019
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