La Commission européenne milite pour la création en Europe d’une fonderie avancée de puces électroniques comme il en existe à Taïwan, en Corée du Sud et bientôt aux Etats-Unis. Selon le Commissaire en charge du Marché intérieur, Thierry Breton, grand défenseur du projet, cette usine devrait pouvoir fabriquer non seulement la génération nec plus ultra actuelle de 5 nanomètres mais aussi les générations futures de 3 et 2 nanomètres. L’investissement correspondant n’est pas encore fixé mais pourrait selon les experts se monter à la bagatelle des 30 milliards de dollars.
Une décision cruciale
Mais ce projet fait débat car les industriels européens des puces ne sont plus dans la course à la loi de Moore. Ils se positionnent plutôt dans la démarche du « More than Moore » qui consiste à poursuivre la progression par d’autres procédés que la miniaturisation. " Les articles de presse qui se succèdent sur le sujet rendent compte de ce qui constitue une décision cruciale qui affectera profondément la fabrication de semi-conducteurs en Europe pour les décennies à venir, écrit Jean-Christophe Eloy, PDG de Yole Développement, un cabinet français d’études de marché des semi-conducteurs, dans un point de vue publié sur le site d'information de son groupe i-micronews. Mais une idée aussi audacieuse a-t-elle même un sens? L’indépendance technologique de l’Europe nécessite une stratégie à long terme adaptée à son infrastructure existante, et non une cathédrale de 30 milliards de dollars dans une friche industrielle. "
Thierry Breton place le projet dans la perspective des besoins futurs de processeurs plus puissants et plus efficaces que ceux disponibles aujourd'hui pour les applications de l’Internet des objets, de la voiture connectée et surtout de l’edge computing qui va disséminer l’intelligence partout où des données sont générées. Alors que la bataille des puces fait rage entre les Etats-Unis et la Chine avec des impacts palpables sur l’industrie européenne, la création d’une fonderie en Europe est censée garantir l’indépendance et la souveraineté européennes.
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La pénurie de puces pour l’automobile, un secteur industriel clé en Europe, a mis en évidence une réalité cruelle : la dépendance du monde entier vis-à-vis de deux fondeurs asiatiques de puces, le taïwanais TSMC et le sud-coréen Samsung, les seuls aujourd’hui à maîtriser en production les générations de 7 et 5 nanomètres. Pour le Commissaire européen en charge du Marché intérieur, cette crise est une leçon qui incite à accélérer le projet de fonderie de puces en Europe.
Risque d'échec
Jean-Christophe Eloy renvoie la responsabilité de cette crise aux constructeurs automobiles : " Essentiellement, la rareté des puces est le résultat des problèmes des industriels de l’automobile et des clients plutôt que de véritables pénuries de semi-conducteurs, ce qui indique la nécessité de meilleures relations entre les deux parties, estime-t-il. Le problème commencera à être résolu dans les mois à venir au fur et à mesure que la production de voitures et de puces augmentera, mais entre-temps, la pandémie laisse présager des pénuries à plus long terme pour tout le monde. "
Le patron de Yole Développemnt admet la légitimité des inquiétudes soulevées par la dépendance vis-à-vis de Taïwan et de la Corée du Sud. Mais il n’est pas d’accord sur la réponse à y apporter. " Compte tenu de ces développements dans le secteur, l'option de l'UE de construire une usine de fabrication de circuits de 5 nanomètres et moins pour répondre à la demande en Europe semble raisonnable, reconnait-il. Mais en réalité, une fonderie de puces de 30 milliards de dollars est un moyen périlleux de garantir la souveraineté technologique européenne. Pour commencer, la construction d'une telle installation à la pointe de la technologie, sans le soutien de TSMC ou de Samsung, prendra au moins 10 à 15 ans et nécessitera des dizaines de milliards de dollars d'investissement. De plus, cette entreprise extrêmement coûteuse ne se terminera pas nécessairement par un succès. Intel a rencontré des difficultés pour mettre en production sa technologie de 7 nanomètres. Si le géant américain des semi-conducteurs n’y parvient pas, l’Europe devrait-elle poursuivre un saut encore plus risqué vers la technologie de 5 nanomètres? »
Le savoir-faire en R&D existe en Europe notamment à l’Imec, l’institut microélectronique belge, situé à Louvain. C’est d’ailleurs avec son soutien que le fondeur chinois de puces SMIC a développé sa technologie de 14 nanomètres. Mais aucun des trois ténors européens du secteur - l’allemand Infineon Technologies, le franco-italien STMicroelectronics et le néerlandais NXP - ne dispose de la capacité de rivaliser avec TSMC et Samsung. " Au lieu de s'y attaquer seule, le seul moyen pour l'UE de créer une fonderie de puces de 5 nanomètres en Europe serait de suivre un chemin similaire à celui pris par les États-Unis en faisant équipe avec TSMC ou Samsung, conseille Jean-Christophe Eloy. L'effort conjoint nécessiterait moins de fonds de l'Europe - environ 10 milliards de dollars - et réduirait considérablement les délais de développement de 10 à 15 ans à environ 3 à 4 ans. " Une option que la Commission européenne n’écarte pas.
Projet inadapté aux besoins européens
Même cette solution ne convainc pas l’analyste de Yole Développement. " Mais comment cette voie résoudrait-elle la question de la souveraineté? Et avec ou sans TSMC ou Samsung, quelle sera la demande en Europe pour la technologie de 5 nanomètre dans trois à quatre ans? Tous les volumes de plaquettes à produire pour les industries des télécommunications, de l’automobile et d’autres secteurs du continent ne rempliront tout simplement pas une telle usine, tuant ainsi la raison d’être de cet énorme investissement. " En effet, TSMC et Samsung réalisent le gros de leur activité dans des secteurs à gros volumes comme les smartphones, les PC, les tablettes ou les serveurs, où l’Europe n’est plus aujourd’hui présente.
Alors quelle réponse adéquate aux préoccupations légitimes d’indépendance et de souveraineté de l’UE sachant que, compte tenu du long délai de mise en place d’une nouvelle usine de puces, les industriels européens des semi-conducteurs continueront probablement à augmenter l'externalisation de leur production auprès de TSMC et Samsung pendant encore quelques années, selon Yole Développement ? Pour Jean-Christophe Eloy, le meilleur moyen serait d'investir judicieusement et de créer un écosystème de production robuste qui fournira des puces aux entreprises européennes à long terme. " L'Europe abrite déjà des fabricants de puces et des équipementiers de pointe, chacun réalisant des ventes annuelles de 4 à 16 milliards de dollars, rappelle–t-il. Il s'agit notamment de STMicroelectronics, Infineon Technologies, NXP Semiconductors et AMS ainsi que de GlobalFoundries avec ses usines en Allemagne, Intel en Irlande et ASML aux Pays-Bas. Plusieurs acteurs plus petits mais puissants coexistent en Europe, notamment les fondeurs de semi-conducteurs Tower Semiconductor et X-Fab, chacun générant entre 500 millions et 1 milliard de dollars de ventes chaque année. Ensuite, au moins 200 entreprises, y compris des industriels intégrés, des filiales de fabricants de systèmes et des équipementiers, sont dispersées à travers l'Europe. On peut citer Elmos, Murata Europe, Besi, EVG, Soitec et Siltronic qui gagnent chacun moins de 500 millions de dollars par an, mais soutiennent l’indépendance de l’Europe en matière de fabrication et de technologie. "
Contrairement à la Chine, l’Europe dispose d’un écosystème riche et solide d'industriels des semi-conducteurs, allant des matériaux jusqu’aux équipements de production, en passant par les logiciels de CAO, avec la maitrise de verrous technologiques clés comme la lithographie avec ASML, les outils d'automatisation de la conception avec Siemens EDA (ex-Mentor Graphics), les substrats avec Siltronic ou encore le silicium sur isolant avec Soitec. Elle détient le leadership dans des composants comme les Mems (avec Bosch et STMicroelectronics), l’électronique de puissance (avec Infineon), les capteurs (avec AMS et Bosch) ou encore les imageurs de détection 3D (avec STMicroelectronics). Sa faiblesse réside dans les circuits de traitement numérique à haute performance comme ceux au cœurs des mobiles, PC, serveurs ou supercalculateurs.
Privilégier les technos de 14 à 5 nanomètres
Jean-Christophe Eloy recommande de renforcer cet écosystème existant. " L'Union européenne et les États membres ont besoin d'une stratégie solide pour renforcer ces fournisseurs, plaide-t-il. Une première étape importante serait de construire en Europe les technologies intermédiaires de 14 à 7 nanomètres, qui prendront en charge les applications actuelles de l’automobile, des télécommunications, de l’IoT et de l’industrie. Ces installations pourraient être financées par l'UE mais également co-développées avec STMicroelectronics, Infineon, NXP, AMS et ASML. Dans le même temps, l’UE devrait investir dans des activités telles que l’intégration hétérogène, le packaging avancé et le partitionnement des puces de 14 à 7 nanomètres, ce qui éviterait le besoin urgent de produire des puces de 5, 3 et 2 nanomètres tout en enrichissant le savoir-faire technologique de l’Europe. Et une autre étape pourrait consister à tirer parti des efforts de R&D de l'Europe dans les domaines de l'informatique et de la photonique émergentes, où un grand nombre d'entreprises et de start-ups ont un rôle à jouer. Cette stratégie offrirait l’avantage de renforcer l’industrie européenne des puces tout en ouvrant la voie vers la technologie de 5 nanomètres et moins à plus long terme. De plus, elle empêcherait d’acheter davantage d’industriels européens clés par des sociétés basées aux États-Unis et en Asie, ce qui, compte tenu des événements récents, est une tendance croissante."
En effet, trois acteurs européens sont en train de se faire racheter par de entreprises extra européennes : le britannique ARM par l’américain Nvidia, l’allemand Dialog par le japonais Renesas Electronics et l’allemand Siltronic par le taiwanais GlobalWafers, ce qui n’est pas du goût de certains Etats membres. La France ne cache pas ses inquiétudes quant au risque de ses opérations pour l’Europe.
" La perspective de créer une fonderie de puces de 5 nanomètres en Europe alors que les meilleures entreprises de semi-conducteurs du continent sont englobées par des mastodontes basés aux États-Unis et en Asie s'apparente à la construction d'une cathédrale dans le désert, conclut Jean-Christophe Eloy. Investir dans des entreprises et des infrastructures locales qui aideront l'écosystème technologique européen à prospérer est la seule voie à suivre, sinon le continent pourrait un jour devenir un désert industriel avec une cathédrale vide de 5 nanomètres au centre. "
