[ITW] Les dessous de la crise mondiale des semi-conducteurs (Patrice Duboé, Capgemini)

Transcription intégrale de l'interview audio

Patrice Duboé :
[0:01] Il y a 20 ans, on était sur du 130 nano et donc on pouvait construire des puces pour pas très très cher. Aujourd'hui, l'état de l'art dans les semi-conducteurs, on est au niveau du 2 nano. Il faut savoir que lorsqu'on veut construire aujourd'hui une usine de semi-conducteurs à cette techno-là, c'est plusieurs milliards, c'est entre 15, 20, 30 milliards.

Monde Numérique :
[0:24] Bonjour Patrice Duboé.

Patrice Duboé :
[0:25] Bonjour Jérôme.

Monde Numérique :
[0:26] Directeur de l'innovation pour l'Europe du Sud chez Capgemini. Ravi de vous accueillir à nouveau dans Monde Numérique pour ce rendez-vous mensuel en partenariat avec Capgemini dans le cadre du rapport annuel TechnoVision de Capgemini. On va parler ce mois-ci des semi-conducteurs. On en parle régulièrement. Les semi-conducteurs sont à la base de toute l'innovation technologique aujourd'hui. Mais on sait qu'il y a d'énormes tensions mondiales qui touchent à la fois à la technologie, à l'économie, à la géopolitique. Alors il faut que vous nous expliquiez tout ça pour qu'on y voit clair. Et d'abord, en fait, qu'est-ce que c'est ces fameux semi-conducteurs ?

Patrice Duboé :
[1:03] Alors Jérôme, connaissez-vous la différence entre les semi-conducteurs, le silicium et la Silicon Valley, par exemple ?

Monde Numérique :
[1:09] Je suis sûr que vous allez nous éclairer sur ce point.

Patrice Duboé :
[1:11] Alors effectivement, il est important de savoir de quoi on parle. Les semi-conducteurs, en fait, sont faits à base de silicium. Donc le silicium, c'est le composé chimique qui va être à la base des semi-conducteurs. Donc, en semi-conducteur, on le voit dans la définition, c'est un élément qui conduit, mais pas trop. Donc, semi-conducteur. C'est-à-dire, des fois, il va conduire l'électricité et d'autres fois, il va moins conduire.

Monde Numérique :
[1:36] Ce qui permet, pardon, de faire passer le courant, pas passer le courant, donc des zéros et des 1.

Patrice Duboé :
[1:40] Exactement. Donc, on est à la base de l'informatique, de l'électronique avec les transistors. Donc, en fait, l'histoire, elle n'est pas d'aujourd'hui. C'est en 1833 que Faraday, que tout le monde connaît, a découvert les semi-conducteurs. C'est-à-dire qu'ils voyaient que la conductivité d'un élément pouvait changer en fonction de la température. Donc c'est intéressant, si on chauffe un élément, ça peut conduire ou pas. Et ça démarre vraiment l'histoire en 1947 avec les laboratoires Bell, qui sont mondialement connus, qui vont créer le transistor. Donc là, on arrive à la base de l'électronique. Et puis en 1971, là c'est Intel qui crée le premier microprocesseur. Donc en fait, l'histoire est arrivée avec ça. Donc on a un élément qui s'appelle le silicium. et avec ça on va faire des semi-conducteurs. Donc en anglais, silicium c'est silicone, d'où la Silicon Valley. Donc la Silicon Valley, ce n'est pas là où on trouve le silicium, mais c'est là où toutes les entreprises informatiques et électroniques se sont créées pour pouvoir développer l'informatique électronique. Et on parle encore aujourd'hui de la Silicon Valley en San Francisco qui est un petit peu le lieu où tout se crée autour de l'électronique et de l'informatique.

Monde Numérique :
[2:45] Alors, pourquoi toutes ces tensions aujourd'hui ? Qui sont les acteurs en présence ?

Patrice Duboé :
[2:50] Alors, qui dit tension dit souvent pénurie ou monopole. Alors, effectivement, lorsqu'on pense à semi-conducteurs, on va penser à Intel en tout premier lieu. Si on est européen, on va dire il y a aussi ST Microelectronics. Et puis surtout, si on suit la bourse, on va dire Nvidia. Si on prend en termes de capitalisation boursière, aujourd'hui, Nvidia est le premier acteur. Mais aujourd'hui, en fait, on a plusieurs acteurs. On a ce qu'on appelle les fondeurs. Ce sont eux qui vont créer ces fameux circuits. Et autant, il y a 20 ans, on avait à peu près une trentaine d'acteurs au niveau mondial qui pouvaient créer des semi-conducteurs. Aujourd'hui, on n'en a plus que trois. Alors, comment on est passé de 30 acteurs dans le début des années 2000 à uniquement trois aujourd'hui ? En fait, la réponse, elle tient en deux réponses, c'est à la fois les coûts et la technologie. Pour pouvoir faire des processeurs de plus en plus puissants, qui vont plus vite, qui consomment moins, il a fallu réduire la taille des circuits. Et c'est pour ça qu'on parle en nanomètres lorsqu'on parle dans l'électronique.

Monde Numérique :
[3:51] Oui, la fameuse finesse de gravure.

Patrice Duboé :
[3:52] Tout à fait. Il y a 20 ans, on était sur du 130 nano. Et donc, on pouvait construire des puces pour pas très très cher. Et vous savez que la loi de Moore, depuis les années 70, explique que tous les deux ans, on peut augmenter la capacité de calcul des processeurs par deux, tout en diminuant le coût par deux. D'où pourquoi de plus en plus de consommateurs, donc on va baisser les coûts. Sauf que cette loi, elle s'est à peu près arrêtée il y a 5-10 ans, parce qu'on arrive à des limites en termes de technologie et de coûts. Aujourd'hui, l'état de l'art dans les semi-conducteurs, on est au niveau du 2 nano. Il faut savoir que lorsqu'on veut construire aujourd'hui une usine de semi-conducteurs à cette techno là c'est plusieurs milliards c'est entre 15 20 30 milliards donc on comprend bien qu'il faut beaucoup de moyens pour investir et c'est pour ça qu'aujourd'hui on n'a plus que trois fondeurs que sont tsmc le tc taïwan on a intel aux us et on a samsung en corée du sud donc on comprend bien qu'avec uniquement trois acteurs aujourd'hui c'est un sujet géopolitique dès qu'on entend parler de tension à taïwan entre la chine et taïwan qu'est ce qui se cache derrière c'est si jamais il y a un blocus de Taïwan, la planète se trouve bloquée d'une très grande partie des microprocesseurs. Et on peut imaginer la même chose avec du protectionnisme qui pourrait arriver aux US ou dans d'autres états.

Monde Numérique :
[5:12] Patrice, on dit un mot également d'un autre aspect de la technologie qui est la fabrication des machines qui permettent de fabriquer les puces, c'est ça ?

Patrice Duboé :
[5:21] Alors ça, là au moins, on a un avantage. Autant en Europe, vous avez vu qu'on n'a plus d'acteurs dans les fondeurs. TSMC, Intel et Samsung ne sont pas européens. Par contre, on a un leader mondial en Europe qui est néerlandais, qui s'appelle ASML. Et donc, ASML, le leader mondial pour fabriquer les machines qui vont être installées dans ces méga factories pour créer justement ces fils, ces nanotechnologies. Donc, on a au moins cette avance-là. Par contre, au niveau des acteurs de semi-conducteurs, alors on a toujours des acteurs, on a ST Micro Electronics, on a Infineon, on a NXP qui est ex-Motorola. Mais on n'a plus en gros de leader pour fabriquer les puces sur la technique du 2 nano. Pour vous donner un exemple, en Europe on a 10 ans de retard vu qu'on est sur des techniques du 22 nano, donc on est très loin en fait du 2 nano. Donc ça c'est un petit peu un problème en termes de souveraineté, comment rester souverain quand on connaît tous les usages aujourd'hui des semi-conducteurs

Patrice Duboé :
[6:27] au niveau de toutes les industries.

Monde Numérique :
[6:28] Et alors pourquoi ces risques de pénurie ? C'est parce qu'en fait ces semi-conducteurs, et notamment ceux qui sont avec la plus fine, avec la gravure la plus fine, il y en a partout, on en a besoin partout en fait.

Patrice Duboé :
[6:42] Alors effectivement, lorsqu'on a créé l'électronique, au début on utilisait tout ça dans les ordinateurs, donc on pensait à IBM, ensuite on a eu la vague des téléphones, nos téléphones utilisent beaucoup de CPU, maintenant le gaming, les ordinateurs avec les fameuses GPU, les plus graphiques, qui sont très importantes, surtout maintenant sur l'IA et l'IA générative, d'où NVIDIA qui a explosé en termes de valo parce qu'ils ont les puces GPU les plus puissantes au niveau mondial, dont le fait qu'il y ait peu d'acteurs, ça mène beaucoup de risques. La première, on l'a vu pendant le Covid. Le fait qu'il y ait un problème dans la chaîne de logistique, la fameuse supply chain, donc si on n'arrive plus à recevoir les puces à temps, ça bloque toutes les chaînes de montage. Alors, on pourrait se dire, si on a moins de téléphones, ce n'est pas très grave, ça nous fera des vacances. Le problème, c'est sur les voitures. Aujourd'hui, une voiture ne fonctionne plus sans micro-pros. Pourquoi ? On a mis tellement d'électronique, d'intelligence dans les voitures. Regardez l'intelligence des phares, les démarrages, les fermetures, tout électronique. Et donc, on a plein de chaînes de production dans le monde qui se sont arrêtées pendant le Covid parce qu'on n'arrivait plus à amener les puces. C'est pour ça que dans les acteurs, on voit que maintenant, Les utilisateurs, les fabricants investissent dans ces nouvelles puces. Apple, aujourd'hui, crée ses propres puces.

Patrice Duboé :
[8:03] Tesla, dans les voitures, Tesla est une voiture électronique informatique, ne peut pas fonctionner sans composants. Donc, ces acteurs, Apple, Tesla, investissent massivement pour créer leurs propres architectures de puces. Donc, on voit bien que peu d'acteurs, une chaîne d'approvisionnement qui est très, très tendue, on arrive à des problèmes, en fait, de cheminement et également de géopolitique, comme on l'a vu avec des risques de protectionnisme de certaines plaques au niveau mondial.

Monde Numérique :
[8:29] Quand vous dites qu'Apple ou Tesla créent leurs puces, c'est-à-dire qu'en fait, ils les conçoivent, ils les designent, mais ils ne les fabriquent pas ?

Patrice Duboé :
[8:36] Exactement. Lorsqu'on parle de semi-conducteurs, on a plusieurs étages. Comme dans tout procédé industriel, d'abord, il faut faire le design. Il faut dessiner, concevoir la puce, que ce soit la CPU ou la GPU, donc la puce computer ou la puce graphique. Donc là, on a par exemple chez Calgimini des milliers de consultants experts qui travaillent dans une entité qui s'appelle Silicon Engineering. Et donc, que font ces experts ? Ils travaillent avec nos clients pour designer les puces d'aujourd'hui ou les puces de demain. Et donc ça, c'est quelque chose qui est intéressant. Jusqu'à présent, on avait un petit peu des monolithes. C'était un petit peu la mode dans l'informatique. Et dans les années 80, lorsqu'on s'appelait IBM ou DEC ou Bull, on faisait tout sur le plafond. On vendait l'ordinateur, l'écran, le clavier, même le câblage. Et puis ensuite, on a essayé d'avoir un monde un petit peu plus ouvert pour qu'on puisse avoir des compatibilités entre les ordinateurs. Et aujourd'hui, on se dirige un petit peu vers ce monde-là. On va essayer d'avoir des composés un peu moins monolithiques, ce qu'on appelle des chiplets. Donc, on va créer des modules où pour créer une architecture de CPU, on va essayer d'avoir un cœur. Mais ensuite, selon les fonctionnalités, on va pouvoir avoir plusieurs partenaires,

Patrice Duboé :
[9:47] plusieurs fournisseurs pour avoir une même puce et des mêmes composants.

Monde Numérique :
[9:52] On entend parler de temps en temps de volonté de relocalisation d'usines, enfin de localisation même, que ce soit aux Etats-Unis ou en Europe. Alors pourquoi est-ce qu'on ne fabrique pas, pourquoi est-ce qu'on ne construit pas de nouvelles usines pour fabriquer ces fameuses puces ?

Patrice Duboé :
[10:07] Alors ça c'est une très bonne question parce qu'on arrive sur la question de souveraineté, qui est alors du jour sur, on parle beaucoup de gigafactory. Aujourd'hui l'Europe, la France, l'épine nordique, l'Allemagne, ont tous investi sur des gigafactory de batteries. Par contre, on ne le voit pas sur les chaînes de Micropros.

Patrice Duboé :
[10:25] Et en fait, la réponse, elle est sur le coup. Comme on l'a vu tout à l'heure, investir sur une usine de 20, 30 milliards, c'est compliqué. Et aujourd'hui, on n'a pas la technologie. C'est-à-dire que même si on voulait mettre 30 milliards sur la table, on n'a pas la techno état de l'art d'aujourd'hui en 2, 3 ou 4 nanos. Donc pour ça, il faudrait avoir des partenariats. Si l'Europe veut avancer, il faut qu'elle ait un partenariat avec l'un des grands leaders mondiaux des fondeurs. Ça peut être Intel, ça peut être TSMC, pourquoi pas la Chine qui arrive également de façon très très forte sur ce modèle. Donc on a un problème aujourd'hui d'accès à la technologie et d'accès au fonds pour pouvoir construire ces usines. D'ailleurs, le premier projet qui était le plus avancé au niveau de l'Allemagne pour créer deux nouvelles usines, aujourd'hui Intel s'est retiré et donc on n'est pas sûr que cette usine de semi-conducteurs se fera sur le sol européen donc là on est sur un vrai challenge on a réussi le challenge du GPS vous vous souvenez qu'il n'y avait que les américains avec GPS l'Europe a fait Galileo on se pose la même question sur les satellites, Au niveau télécom, on a un projet Iris Carré qui devrait concurrencer Starlink. Sur la partie semi-conducteur, nous sommes en retard.

Patrice Duboé :
[11:42] Donc là, il y a des décisions à prendre. Il faudrait peut-être créer un géant européen. On sait qu'aujourd'hui, on a trois leaders européens que sont STMicro, Infineon et NXP. Pourquoi ne pas créer un programme au niveau européen pour partir peut-être sur ces nouvelles technos de chiplet ? On a les compétences en engineering, en design, mais on n'a pas les capacités aujourd'hui physiques au niveau des fondeurs.

Monde Numérique :
[12:07] Alors le futur, Patrice Duboé, c'est quoi ? Non pas sur le plan géopolitique ou financier, parce que vous n'avez pas de boule de cristal, donc je pense qu'il n'y a pas grand-chose à me dire là-dessus, mais sur le plan technologique ?

Patrice Duboé :
[12:18] Alors, il faut toujours garder un petit peu d'espoir, même si on a du retard, ça permettrait de bien réfléchir et de partir lancer. Il y a un premier challenge qui est celui un petit peu, on parle de la planète, dont vous savez que pour construire des semi-conducteurs, il faut beaucoup d'électricité, il faut beaucoup d'eau. Donc peut-être que l'Europe, qui a toujours été en avance, ce thème-là pourrait peut-être influencer les chips de demain. L'autre futur, c'est dans le design. On l'a vu, les chiplets partir vers une architecture qui est décomposée, permet d'avoir moins de monopole, d'avoir un écosystème de partenaires qui est beaucoup plus souple, qui est plus agile, donc on sait que le design, lorsqu'on devient modulaire, enlève des risques de monopole. Et il y a un dernier enjeu qui est celui au niveau du physique, donc aujourd'hui on est basé sur du silicium, le futur c'est peut-être le graphène, donc le graphène n'est pas loin du carbone, on sait que le carbone peut se transformer, avec beaucoup de pression il va devenir un diamant, pour nous c'est moins intéressant, mais en le chauffant à des très fortes températures, à entre 2000 et 3000 degrés, le carbone peut se transformer en graphène. Et le graphène a des capacités qui sont très intéressantes pour les semi-conducteurs, donc c'est peut-être le futur. Utiliser le graphène, investir massivement dans la R&D, dans la recherche des lomans, sur le graphène pour avoir des nouveaux composants qui soient plus modulaires et peut-être moins dépendants des technos du silicium.

Monde Numérique :
[13:45] Merci beaucoup Patrice Duboé, directeur de l'innovation pour l'Europe du Sud chez Capgemini. Et pour en savoir plus, on renvoie au rapport annuel Technovision de Capgemini.

Patrice Duboé :
[13:53] Merci Jérôme.