[Reportage] Taïwan, ce géant des puces électroniques qui fait rêver l'Europe

Parc des expositions de Nangang, à l’est de Taipei. En cette fin décembre se tient le Semicon, le deuxième plus grand salon des semi-conducteurs au monde. Entre les démonstrations de robots industriels et les hôtesses légèrement vêtues, les professionnels sont venus nombreux faire leur marché sur les quelque 2 000 stands de fournisseurs et d’acteurs de la chaîne de production taïwanaise. Partout, un même enthousiasme. « Nous avons battu des records de ventes cette année, la demande est énorme », assure, tout sourire, un vendeur de machines de test de semi-conducteurs, la main posée sur un imposant caisson rectangulaire. À l’intérieur, un bras robotisé relève à une vitesse étourdissante des centaines d’informations sur une rangée de puces électroniques.  

Le Semicon témoigne de la vitalité d’un secteur essentiel à la production de tout objet électronique, du smartphone à la voiture en passant par les ordinateurs : sans cette matière première, pas de digitalisation de l’économie, pas d’objets connectés, pas de 5G. Grand comme la Belgique, mais aussi peuplé que l’Australie, l’archipel est le premier producteur mondial, en valeur, de semi-conducteurs, cet « or noir » moderne dont le marché mondial, qui représentait 516 milliards d’euros en 2021 selon Gartner, pourrait doubler d’ici à 2030. Alors que le secteur était jusqu’alors méconnu du grand public, la forte demande en électronique liée aux confinements successifs, les pénuries dans le secteur automobile, ou encore la guerre commerciale sino-américaine, ont depuis peu placé Taïwan au centre de toutes les attentions. 

« Avant la pénurie, notre industrie avait peu de contacts avec la politique. On ne faisait que du business, sourit, un brin nostalgique, Terry Tsao, le président de l’association Semi Taïwan qui organise le Semicon. Mais cela a changé ces derniers mois. Tous les pays viennent nous voir pour nous dire qu’ils veulent leurs propres usines de semi-conducteurs ! » La richesse industrielle de Taïwan attise toutes les convoitises... 

Chi Hui Lin

Démonstration en temps réel  d’une machine de test  de circuits imprimés  lors du Semicon, le deuxième plus grand salon des semi-conducteurs au monde. (© Chi Hui Lin)

Le cœur de ce réacteur se situe à quelques dizaines de kilomètres au sud de Taipei, dans le parc scientifique de Hsinchu. Une zone industrielle de 700 hectares dont le calme tranche avec les gargotes et les temples bigarrés de la capitale. C’est ici que se niche le leader mondial du secteur, pris dans la tempête qui a ébranlé l’an dernier toute une partie de l’industrie mondiale : TSMC. Valorisée 540 milliards d’euros, un record dans l’électronique, l’entreprise a vu ses revenus dépasser les 50 milliards d’euros en 2021. L’architecture de son siège social est à son image, un bâtiment colossal et sobre en forme de dragon, impénétrable. Reliées à ses flancs par des passerelles hermétiques, des usines qui renferment l’un des processus industriels les plus complexes au monde. « C’est un secteur très secret, où chacun cherche à voler les innovations des autres, témoigne un fournisseur de TSMC. Les ports USB de nos ordinateurs sont scellés à notre entrée dans les locaux, et nos téléphones personnels interdits. » 

TSMC, un pur fondeur qui fournit Apple 

Ultra-complexes, les procédés de production des puces électroniques reposent pourtant sur un matériau des plus simples : le sable, ou plutôt le dioxyde de silicium qu’il renferme. Après purification – un processus polluant nécessitant des tonnes de solvants et d’acides –, TSMC reçoit ce silicium sous forme de disques fins de la part des leaders du secteur comme le taïwanais GlobalWafers, le japonais Sumco et l’allemand Siltronic. Soigneusement transportés par convoyeur dans les salles blanches, ces disques sont soumis pendant plusieurs semaines à environ 1 500 opérations lithographiques et chimiques afin de composer le circuit souhaité. Ordinateurs, serveurs, ou encore systèmes embarqués de l’automobile : 24 % des semi-conducteurs utilisés dans le monde sortent chaque année des lignes de production de TSMC. Et le chiffre monte à 92 % pour les puces les plus avancées (transistor inférieur à 10 nanomètres), dont le géant  taïwanais est le seul à maîtriser la production industrielle aux côtés du sud-coréen Samsung. 

TSMC

Les milliers d’opérations nécessaires  à la production d’un  wafer sont largement automatisées, mais certaines tâches sont réalisées manuellement dans des salles blanches. (© TSMC)

TSMC a gagné la confiance de Nvidia et Qualcomm, et ravi à Samsung en 2013 son précieux client Apple.

Au rez-de-chaussée du siège de TSMC, le showroom – seul espace ouvert au public – livre quelques secrets de ce leadership encore incontesté. Sur un mur est reproduit le schéma du modèle économique pensé par le fondateur de l’entreprise, Morris Chang, lors de sa création en 1987 : c’est celui de la « pure fonderie », dans lequel les concepteurs de puces sous-traitent leur fabrication à TSMC. À l’opposé de celui de ses deux concurrents principaux, Intel et Samsung, ce modèle lui a permis de gagner la confiance des plus grands designers de puces tels que Nvidia et Qualcomm, et de ravir en 2013 à Samsung son précieux client Apple, qui craignait de voir sa propriété intellectuelle passer aux mains du sud-coréen. « Notre industrie n’est pas en concurrence avec nos clients », résume Terry Tsao. Fournisseur de tous les géants mondiaux, TSMC n’a plus qu’à concentrer ses efforts pour creuser l’écart technologique avec ses rivaux : si l’une de ces puces de dernière génération (5 nanomètres) était aujourd’hui étirée pour atteindre la superficie de la France, la taille de ses transistors n’excéderait pas celle d’une tête d’épingle. 

Chi Hui Lin

Le portrait de Morris Chang, le fondateur de TSMC, trône à l'accueil de l'entreprise. Cet ingénieur formé aux États-Unis a été missionné par le gouvernement taïwanais pour développer une industrie nationale des semi-conducteurs dans les années 1980. (© Chi Hui Lin)

Et TSMC anticipe déjà le coup d’après. «Réduire la taille du transistor était la seule manière de faire avancer la technologie des semi-conducteurs, note Nina Kao, sa porte-parole. Aujourd’hui, nous arrivons à la fin de cette logique, mais il reste encore de nombreuses possibilités pour continuer à progresser, et notamment les méthodes d’encapsulage en 3D des puces.»

 À quelques pas de son siège, un immense chantier atteste des investissements déployés par TSMC pour conserver cette avance technologique. « Les bâtiments poussent à vue d’œil, les ouvriers se relaient 24 heures sur 24 », glisse un agent de sécurité, pointant du doigt trois carcasses en acier sur lesquelles s’activent des travailleurs harnachés. Les enjeux sont colossaux : c’est ici que seront réalisés les tests du processus de fabrication en 2 nanomètres, le prochain « nœud technologique » de TSMC attendu pour 2024. 

Une stratégie gouvernementale 

Le leadership de Taïwan n’est pas le fait du seul talent de Morris Chang : il provient surtout de l’effort considérable des pouvoirs publics pour bâtir une filière encore inexistante dans les années 1980. À quelques centaines de mètres des bâtiments de TSMC, l’Institut de recherche en technologie industrielle de Taïwan (Itri) est le point de départ de cette stratégie. Financé à 70 % par des fonds publics, il a essaimé plus de 240 entreprises depuis sa création en 1973, et parmi elles, le fleuron national TSMC. « Il y a quarante ans, le gouvernement a fait le pari de développer le secteur des semi-conducteurs, notamment parce que notre territoire était trop petit pour des industries plus lourdes, raconte Chih-I Wu, le directeur général des laboratoires d’électronique et d’optoélectronique de l’Itri. Une dizaine d’ingénieurs taïwanais sont revenus des États-Unis pour rejoindre l’Itri et ont participé à cet essor. » 

Pour accompagner la production et assurer la formation de talents, le gouvernement a adossé à ces entreprises d’importants parcs technologiques. Établi en 1980 à l’emplacement d’anciennes plantations de thé à proximité des deux meilleures universités en ingénierie du pays, le parc de Hsinchu reste le plus emblématique d’entre eux, et concentre aujourd’hui près 63 % de la production mondiale de puces en modèle « fonderie ». « Nous assurons toutes les démarches administratives ainsi que l’approvisionnement en eau et en électricité pour le compte des entreprises, qui peuvent se concentrer sur leur innovation », décrypte Chen Shu-Chu, la directrice adjointe du parc. 

Photo Chi Hui Lin pour l'Usine Nouvelle

À l’entrée du parc de Hsinchu, qui rassemble entreprises de conception et de fonderie de puces électroniques, instituts de recherche et universités. (© Chi Hui Lin)

Du nord au sud, tout le monde est impliqué dans les semi-conducteurs, cela n’existe nulle part ailleurs !

—  Frank Huang, président de Powerchip

Loin de n’avoir bénéficié qu’à TSMC, cet effort concerté a fait émerger un écosystème industriel complet, réparti sur l’ensemble de l’île. « Du nord au sud, tout le monde est impliqué dans les semi-conducteurs, cela n’existe nulle part ailleurs ! », s’enorgueillit Frank Huang, le président de Powerchip, le troisième plus grand fondeur taïwanais. Pour mieux le comprendre, direction Kaohsiung, troisième ville du pays située à l’extrême sud. Le train à grande vitesse permet d’engloutir en une heure et demie la distance qui sépare Hsinchu d’un autre acteur clé de cette chaîne de production : ASE, le leader mondial du test et de l’assemblage de puces, dont le chiffre d’affaires dépassait 15 milliards d’euros en 2020. C’est ici, sous un ciel céruléen, que les puces gravées par TSMC sont encapsulées et soumises à une batterie de tests avancés avant l’expédition finale. Le processus, moins complexe que la gravure, exige une main-d’œuvre importante : elle est assurée à Taïwan par des travailleurs originaires d’Asie du Sud-Est – en majorité des femmes –, dont les conditions de vie et de travail sont régulièrement dénoncées par des ONG. 

Investissements massifs 

« À mesure que les puces rétrécissent, notre travail en tant qu’assembleur devient de plus en plus précieux, et nous devons redoubler d’efforts pour ne pas prendre de retard technologique, explique Chou Kuang-Chun, le vice-président d’ASE. Mais l’avantage d’être à Taïwan est de pouvoir travailler directement avec les fondeurs. Par exemple, TSMC teste avec nous l’emballage de ses puces les plus avancées. » Dans le hall d’entrée de l’assembleur, une maquette confirme ces ambitions. Autour des bâtiments historiques et vieillissants d’ASE, une flopée d’usines rutilantes sont déjà sorties de terre.  

Chi Hui Lin

TSMC multiplie les investissements pour répondre à la demande et maintenir son avance technologique. Cette extension, située près de son siège, sera consacrée à la R & D. (© Chi Hui Lin)

Le leader des tests de semi-conducteurs n’est pas le seul à investir massivement. « L’automobile, en raison de la transition vers les véhicules électriques et autonomes, va nécessiter une quantité incalculable de puces à laquelle nous ne sommes pas encore préparés », constate Frank Huang, dont l’entreprise, Powerchip, a également lancé la construction d’un site dans le centre de Taïwan. Anticipant une forte demande, TSMC prévoit d’investir 87 milliards d’euros sur les trois prochaines années, et a déjà débuté le chantier de son usine la plus avancée (3 nanomètres) à proximité du siège d’ASE. « Ces investissements vont renforcer la confiance dans les chaînes d’approvisionnement dépendantes des semi-conducteurs », assure Nina Kao, la porte-parole du fondeur. 

Implantation d'usines aux États-Unis et au Japon 

Depuis la pénurie, tous les pays viennent nous voir pour nous dire qu’ils veulent leurs propres usines de semi-conducteurs !

—  Terry Tsao, président de l’association Semi Taïwan

Malgré ces perspectives radieuses, les défis s’annoncent nombreux pour Taïwan. Aux États-Unis comme en Europe, la pénurie a mis en exergue la dépendance aux fondeurs asiatiques et pousse de nombreux pays à redynamiser leur filière. Tributaires des savoir-faire du géant taïwanais pour les puces les plus avancées, les grandes puissances cherchent dans le même temps à attirer sur leur sol une partie des lignes de production de TSMC, à l’encontre d’une règle tacite voulant que le fondeur conserve ses usines dernier cri sur le territoire national. L’an passé, les États-Unis sont parvenus à obtenir de TSMC qu’il lance le chantier d’une usine en Arizona, pour assurer la fabrication de puces de dernière génération (5 nanomètres), utilisées notamment dans l’armement américain. Cette année, le géant taïwanais doit également commencer la construction d’un site de production de technologies plus matures au Japon, en partenariat avec la branche semi-conducteurs de Sony. Et l’Europe ? «Nous avons des discussions à un stade très préliminaire avec l’Allemagne, indique la porte-parole de TSMC. Notre stratégie d’expansion dépendra des besoins de nos clients, des opportunités commerciales, de l’efficacité opérationnelle et des coûts.» 

Cette redistribution des cartes s’ajoute aux problèmes de l’île, qui doit déjà faire face à des sécheresses récurrentes, au manque de terre et de talents. Et bien sûr, aux menaces d’une invasion chinoise, qui considère l’archipel démocratique comme l’une de ses provinces historiques. Face à cette éventualité, les Taïwanais considèrent d’ailleurs l’industrie des puces électroniques comme une « montagne qui protège le pays », selon une expression courante. « Tant que nous dominerons la production des semi-conducteurs, personne n’aura intérêt à ce que la Chine nous envahisse », affirme le président de Powerchip. Autant de raisons qui pousseront Taïwan à tout faire pour conserver son leadership.