Le marché du processeur fait une pause, avant une nouvelle embellie aiguillonnée par l’IA : c’est l’information principale rapportée par Yole Intelligence (un département de Yole Group) dans sa dernière étude sur cette industrie, publié le 12 septembre 2023.
Toutes catégories confondues, ce secteur d’activités a en effet accusé une légère baisse de son chiffre d’affaires : 154 milliards de dollars en 2022, succédant aux 155,5 milliards historiques de 2021. La contraction des livraisons destinées au PC est notamment invoquée.
Cependant, les chiffres devraient à nouveau progresser de 3% en 2023. Et la tendance va se poursuivre, selon Yole Intelligence, qui prévoit un chiffre d’affaires total de 242 milliards de dollars en 2028, soit un taux de croissance annuel moyen de 8%.
La famille du processeur graphique (GPU) tire notablement son épingle du jeu, évoluant de 22 milliards de dollars en 2022 à 55 milliards en 2028. Une explosion dont le détonateur est - sans surprise - l’IA, et dont les effets se feront surtout sentir dans le territoire du serveur informatique et du datacenter.
Deux fois plus de serveurs dédiés IA en 2028
« Les modèles d’IA générative de type ChatGPT ne cessant de grossir, on a besoin de plus en plus de GPU qui , en plus de leur rôle initial dans les phases d’entraînement, accompagnent le cycle de vie de l’IA en assumant en temps réel les demandes d’inférence, ce qui était autrefois assigné aux processeurs centraux (CPU), explique Adrien Sanchez, analyste technologie et marché spécialisé dans les processeurs à Yole Intelligence. Le calcul intensif sera aussi moteur de la demande en GPU, sans être aussi majeur que l’IA cependant. »
En conséquence, « 20% des serveurs en 2028 auront des capacités de calcul pour l’IA (embarquant typiquement deux CPU et huit GPU), soit deux fois plus que maintenant, poursuit-il. La croissance du GPU est donc tractée par le nombre d’unités et le prix individuel, tous les deux en hausse. »
L’IA participe aussi à la croissance du marché du CPU, mais dans une moindre mesure. « Plus que le nombre d’unités, c’est l’intégration de technologies avancées, comme l’accélération d’IA, dans les CPU haut de gamme qui va contribuer à l’augmentation du prix unitaire et tirer cette croissance », analyse Adrien Sanchez.
En toute logique, les puces spécifiques (ASIC) dédiées à l’IA profitent aussi de cet appel d’air. Elles devraient peser 11 milliards de dollars en 2028, contre 1,5 milliard aujourd’hui. Entrent dans cette catégorie les unités de calcul tensoriel (TPU) de Google, par exemple.
Adrien Sanchez est analyste technologie et marché, spécialisé dans les processeurs à Yole Intelligence.
Autres familles de processeurs scrutées par Yole Intelligence : les processeurs regroupant plusieurs fonctions sur une même puce (ou APU, application processing unit), ainsi que les DPU (data processing unit).
Les premiers, parfois désignés comme des systèmes sur puce (SoC, system on a chip), s’adressent essentiellement au grand public et équipent les smartphones, les montres et autres objets connectés. D’où leur faible croissance – de 61 milliards en 2022 à 65 milliards en 2028 -, le marché du smartphone étant très mature. « Leur seul relais de croissance, c’est l’automobile », indique Adrien Sanchez.
Les DPU soulagent les CPU
Les DPU, quant à eux, s’écouleraient pour un total de 8,1 milliards de dollars en 2028, une « flambée » à nuancer car ils partent de loin (600 millions en 2022). Adrien Sanchez avance deux raisons : « Dans les datacenters, jusqu’à la moitié des cœurs des CPU pouvait être mobilisée par l’échange de données, le stockage, le chiffrement… Les DPU les libèrent de ces tâches de gestion et les acteurs de datacenters rentabilisent ainsi mieux leur matériel. D’autre part, ils pourront aussi traiter les énormes quantités de données circulant dans les serveurs qui entraînent les modèles d’IA. »
Sur le plan technologique, la densification ne s’arrête pas, observe Yole Intelligence. En témoigne la puce A17 de l’iPhone 15 Pro, officialisée ce 12 septembre 2023, qui est la première à être gravée en 3 nanomètres (nm). Elle est l’œuvre du taïwanais TSMC, l’un des seuls avec Samsung et Intel à pouvoir rester dans la course à la miniaturisation extrême des transistors à une échelle industrielle.
Car ces perfectionnements, synonymes de gains de performances et d’économie d’énergie, se font au prix d’investissements considérables. « Entre les nœuds technologiques de 28 nm et de 5 nm, le haut de gamme actuel, les coûts de développements ont été multipliés par dix », fait observer Emilie Jolivet, qui dirige la division semiconducteurs et intégration avancée au sein de Yole Intelligence.
L'importance du packaging sur les performances
Enfin, Yole Intelligence souligne l’importance croissante des technologies de packaging avancées – le packaging désignant les interfaces reliant les puces entre elles et au reste du circuit électronique. « Les puces tendent à se désagréger en chiplets qu’il faut interconnecter, et c’est là que les technologies avancées entrent en jeu », indique Emilie Jolivet.
Les interconnexions par l’intermédiaire de piliers de cuivre, améliorant la densité, sont aujourd’hui le nec plus ultra et sont maîtrisées au niveau du wafer par les grands fondeurs (TSMC, Intel et Samsung). Ces technologies de packaging avancées seront un nouveau relais de croissance des performances dans les années à venir, selon Yole Intelligence.
L’automobile transporte aussi l’industrie du processeur
Les ordinateurs roulants que deviennent les voitures ne comptent que pour 4 % du marché mondial du processeur - exception faite des microcontrôleurs – en 2022, estime Yole Intelligence. « Mais c’est l’un des marchés qui croît le plus vite avec celui des datacenters », constate Adrien Sanchez.
Deux applications appuient sur l’accélérateur : les systèmes d’aide à la conduite (ou Adas, advanced driver assistance systems), de même que les équipements électroniques installés dans l’habitacle et voués à la navigation, au divertissement, au confort, etc.
Ainsi, le chiffre d’affaires lié aux ventes d’Adas devrait progresser de 18 % ces cinq prochaines années. Il y a deux raisons à cela, selon Adrien Sanchez : « Les législations en Europe et aux Etats-Unis imposant un minimum d’intelligence, les voitures neuves doivent disposer au moins d’une caméra, équipée d’un processeur, pour déclencher un freinage d’urgence. Ce qui fait du volume. »
Par ailleurs, « les constructeurs de voitures haut de gamme se tirent la bourre et dépensent beaucoup dans les processeurs les plus chers, pour pouvoir fournir à leurs clients les meilleures fonctions d’aide à la conduite », conclut-il.
