Remédier aux pénuries structurelles et renforcer l’autonomie stratégique dans l’écosystème des semi-conducteurs

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Depuis quelque temps déjà et en particulier depuis le printemps 2021, des pénuries généralisées et soudaines de puces électroniques ralentissent fortement la production industrielle dans l’ensemble de l’Union. Certains secteurs, comme ceux de l’automobile, du matériel électronique, des technologies 5G, des équipements industriels et des dispositifs médicaux, sont durement touchés. Cette baisse se produit malgré une hausse des commandes enregistrées par les fabricants, et entrave considérablement la reprise économique post-COVID.

Plusieurs facteurs sont à l’origine des goulets d’étranglement que connaît actuellement la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs. En premier lieu, la production industrielle a souffert des perturbations de la chaîne d’approvisionnement mondiale dues à la pandémie de COVID-19. Cette dernière a également accéléré la numérisation de nos sociétés (avec l’économie sans contact, l’économie des plateformes, le divertissement à domicile, les périphériques réseau, les produits pour le travail à domicile, les centres de données), qui se traduit par une augmentation de la demande de puces électroniques. Plus généralement, la reprise après la pandémie a fait grimper la demande de biens de consommation qui contiennent ces composants électroniques.

La pénurie actuelle semble être non seulement cyclique, mais aussi structurelle en raison de la croissance séculaire des nouvelles technologies. L’internet (industriel) des objets, l’intelligence artificielle, l’informatique en nuage, les équipements 5G et les dispositifs connectés, comme les smartphones et les voitures électriques automatisées connectées, stimuleront la demande de puces électroniques de manière exponentielle, ce qui intensifiera la pression pour accroître les investissements dans les capacités de production européennes afin d’éviter de futurs problèmes d’approvisionnement.

De fait, alors que la part de l’Union dans le marché mondial des semi-conducteurs dépassait 40 % dans les années 70, elle n’est que de 10 % actuellement (les principales fonderies européennes sont Global Foundries, STMicroelectronics, Bosch, Infineon et NXP). De plus, l’Europe ne dispose pas de fonderies capables de produire des semi-conducteurs à la pointe de la technologie (mesurant moins de 22 nm). Les puces de pointe sont nécessaires non seulement pour accroître les performances informatiques, mais aussi pour réduire la consommation d’énergie. La fabrication de puces haut de gamme se concentre en Asie et est dominée par le duopole formé par TSMC et Samsung (toutes deux produisent déjà des puces de 5 nm), tandis que les États-Unis sont les chefs de file en matière de conception de puces. Seules quelques entreprises, comme Intel, conçoivent et fabriquent leurs puces.

Cependant, l’industrie européenne occupe une position de premier plan dans le domaine des processeurs consacrés aux systèmes embarqués, des capteurs, du matériel électronique de puissance, des plaquettes en silicium et des produits chimiques, ainsi que du matériel avancé de production de puces. Elle jouit également d’une position forte dans la recherche fondamentale grâce à des centres de recherche comme l’Institut de microélectronique et composants de Louvain, et des programmes de recherche et développement (R&D) tels que l’initiative relative à un processeur européen et la nouvelle entreprise commune «Technologies numériques clés».

Le rétablissement de l’équilibre entre l’offre et la demande prendra du temps, car la fabrication de semi-conducteurs est l’un des processus de fabrication les plus complexes et à très forte intensité de capital et de R&D, et demanderait des investissements considérables. La mise en place d’une usine de fabrication de pointe nécessite 20 milliards d’EUR (ce qui tranche avec les 3 milliards d’EUR levés par Northvolt pour ouvrir deux giga-usines de batteries). Ces investissements ne peuvent être réalisés qu’en ayant une vision à long terme.

La chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs revêt également d’importantes dimensions géostratégiques:

  • la Chine s’est fixé pour ambition d’atteindre 70 % d’autonomie dans la production de puces électroniques. À cette fin, son programme Made in China 2025 («Fabriqué en Chine 2025») prévoit de consacrer 170 milliards d’USD sur dix ans au développement de la recherche et des capacités de production;
  • les États-Unis ont présenté un plan de 50 milliards d’USD sur cinq ans pour renforcer leur secteur de production de puces électroniques (une partie de cette somme est destinée à aider TSMC à construire une usine de fabrication de puces de 5 nm en Arizona). TSMC prévoit également, sur invitation du gouvernement japonais, de construire une usine commune avancée en matière de conditionnement et de tests au Japon;
  • la «dissociation technologique» entre les États-Unis et la Chine devrait faire office d’alerte sur la nécessité d’agir de manière stratégique en ce qui concerne la position de l’Europe dans la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs. En effet, l’Union pourrait être victime de la «guerre froide technologique» qui se déroule actuellement entre les deux pays.

Étant donné que les marchés des semi-conducteurs connaîtront une croissance importante dans les années à venir, l’Union a besoin d’une stratégie industrielle pour cette chaîne d’approvisionnement visant à:
remédier aux pénuries à court terme grâce à la constitution de stocks, la diversification de l’approvisionnement et l’adoption d’une approche plus coopérative avec les fournisseurs;

  • renforcer ses atouts tout en éliminant ses faiblesses en matière de conception et de fabrication de puces à la pointe de la technologie;
  • instaurer des partenariats internationaux afin de renforcer les interdépendances;
  • mener des études de rentabilité des capacités de conception de puces européennes perfectionnées et des sites de production à l’intérieur de l’Union, par exemple dans le cadre d’une alliance européenne sur les puces électroniques ou en laissant la place à un investisseur étranger;
  • élaborer des feuilles de route et des plans de recherche et d’investissement stratégiques pour la conception de processeurs. La conception de puces mérite une attention toute particulière, car les recettes annuelles découlant des puces élaborées pour l’informatique en nuage et l’intelligence artificielle devraient connaître une croissance importante.