Lors de la quatrième et dernière séquence de son événement annuel dédié aux investisseurs, le 9 décembre 2020, STMicroelectronics a confirmé sa stratégie d’intégration verticale dans les composants et modules électroniques de puissance en carbure de silicium. Oria Bellezza, président de la technologie, de la production et de la qualité, a ainsi révélé le projet d’une usine de substrats de carbure de silicium de 200 mm. "Nous sommes en train d’étudier différents sites pour son implantation, confie-t-il à L’Usine Nouvelle. Nous devons faire notre choix bientôt." Le démarrage de la production est prévu au courant de 2022.
A l'abri des risques geopolitiques
Montant de l’investissement, capacité de production, localisation... Aucun détail n’est dévoilé à ce stade. Mais ce projet est présenté comme éminemment stratégique. Il est question de sécurité d’approvisionnement de ce précieux substrat disponible aujourd'hui auprès d’une poignée de fournisseurs alors que la demande explose, tirée à la fois par la course à l’électrification des voitures et le besoin d’amélioration de l’efficacité énergétique dans l’industrie.
"Les fournisseurs de substrats de carbure de silicium se situent principalement aux Etats-Unis et au Japon, deux pays qui ont montré ces derniers temps une forte propension à imposer des restrictions d’exportation de leurs technologies, remarque Jean-Marc Chéry, le président du directoire et directeur général du groupe. Nous ne voulons pas prendre le risque de dépendre exclusivement de ces sources. Nous tenons à disposer d’une source interne qui nous met à abri des risques géopolitiques."
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C’est pourquoi STMicroelectronics a racheté en 2019 Norstel, un spécialiste suédois de la croissance de lingots et la production de plaquettes de carbure de silicium de 150 mm. Le choix d’une acquisition en Europe s’inscrit dans la volonté d’indépendance et de sécurité. Cette acquisition sert de base à la création d’une source interne de substrats. "Nous avons finalisé cette acquisition et progressé dans l'intégration de Norstel, affirme Orio Bellezza. Nous avons commencé à nous approvisionner en une petite partie des substrats pour notre production à partir de la ligne pilote de Norstel à Norrköping, en Suède. Nous progressons également dans le développement du processus de croissance des lingots et fabrication de substrats de 200 mm, taille vers laquelle l'industrie migrera progressivement dans la seconde moitié de cette décennie." Les substrats de 150 mm constituent aujourd'hui l'état de l'art dans cette filière.
Tesla, premier client
Le carbure de silicium est un semi-conducteur à large bande qui offre l’avantage, comparé au silicium, d’améliorer l’efficacité énergétique de systèmes électroniques de puissance comme les onduleurs, les convertisseurs de courant ou encore les chargeurs de batterie. Il est considéré comme la technologie clé de l’électrification de l’automobile par sa capacité à améliorer l’autonomie de la batterie et à réduire le poids, l’encombrement et le coût total de possession.
STMicrolectronics a développé cette filière pour Tesla, un client qui représente aujourd'hui environ 70 % de ses revenus dans cette activité. Il en est à la troisième génération de produits et compte maintenant 60 partenaires répartis à égalité entre l’automobile et l’industrie. Les composants sont fabriqués sur le site de Catane, en Sicile, tandis que le test, l’assemblage et le packaging sont sous-traités en Chine. Depuis 2017, la capacité de production a quadruplé, et il est prévu de la multiplier encore par 2,5 d’ici 2025 avec l’ouverture en 2021 d’une unité de production sur le site de Singapour.
Le groupe s’approvisionne en substrats auprès de quatre fournisseurs, dont les deux leaders mondiaux : l’américain Cree et l’allemand SiChrystal, appartenant au groupe japonais Rohm. Avec la future usine, l’objectif est d’assurer 40 % de ses besoins en interne à l'horizon 2024.
Devenir N°2 des composants électroniques de puissance
Jean-Marc Chéry fait du développement de cette filière d’avenir un axe stratégique et l’un des moteurs de croissance du groupe dans les cinq années à venir, avec l’ambition d’atteindre un chiffre d’affaires de 1 milliard de dollars dans cette activité à l’horizon 2025, contre un peu moins de 300 millions de dollars attendu en 2020. L’objectif est d’éjecter l’américain On Semiconductor de la place de numéro deux mondial des composants électroniques de puissance, derrière l’indétrônable numéro un, l’allemand Infineon Technologies. Aujourd'hui, il est le numéro trois.
Selon les données communiquées à L'Usine Nouvelle par le cabinet Omdia, les composants en carbure de silicium (hors modules) devrait terminer 2020 avec un marché mondial de 740 millions de dollars, en progression de 27 % par rapport à 2019 et ce malgré la pandémie du Covid-19 qui a plombé les ventes de voitures. A l'horizon 2024, ce marché devrait atteindre 1,7 milliard de dollars. En 2019, STMicroelectronics est placé en tête avec 33 % d'un pactole de 580 millions de dollars, devant Cree (32 %), Rohm (9 %), Infineon Technologies (8 %) et Microchip Technology (2 %). La course entre STMicroelectronics et Cree pour le leadership sur ce marché s'annonce très serrée. Mais Richard Eden, analyste chez Omdia, invite à la prudence. "Il faut prendre les parts de marché avec des pincettes, recommande-t-il à L'Usine Nouvelle. Chez la plupart des fournisseurs, il y a confusion entre leurs produits en silicium et leurs produits en carbure de silicium. C'est seulement chez Cree que la situation est claire. Il ne fait pas de composants en silicium."
