De nouvelles sources de semi-conducteurs apparaissent, mais le changement prendra du temps

Nous savons que pour l'industrie électronique, en particulier, le coût des vulnérabilités liées à la chaîne d'approvisionnement est énorme en ce qui concerne l'industrie des semi-conducteurs. Voilà pourquoi il est difficile de rester sans réagir alors que les producteurs de semi-conducteurs font face à une hausse de la demande, combinée à une série d'événements imprévus qui paralysent la production et la livraison. Par ailleurs, des fabricants OEM angoissés ont amassé des stocks de puces. Il est à présent évident que les semi-conducteurs sont essentiels à la santé de l'économie mondiale actuelle, et les pénuries ne peuvent donc pas être ignorées.

Le paysage des semi-conducteurs

Actuellement, l'industrie électronique est confrontée à une pénurie notable de puces moins avancées, et je ne pense pas qu'elle prendra fin de sitôt. Et je ne suis pas la seule. « Nous pensons que les entreprises de semi-conducteurs expédient 10 à 30 % en dessous des niveaux de demande actuels, et il faudra au moins trois à quatre trimestres pour que l'approvisionnement parvienne à répondre à la demande, puis un ou deux autres trimestres pour que les stocks des clients/canaux de distribution reviennent à des niveaux normaux », a expliqué Harlan Sur, analyste chez J.P. Morgan, dans une note aux clients.¹

J'ai vu quelques rapports et j'ai pu faire suffisamment d'observations pendant les dizaines d'années que j'ai passées à couvrir l'industrie électronique pour m'attendre à ce que les fabricants de puces se concentrent sur les puces de pointe à marge plus élevée, ce qui ne fera que confirmer la pénurie de puces plus courantes et moins complexes. En même temps, avec les changements liés à la demande des consommateurs, la demande a dépassé l'offre dans le marché d'entrée de gamme. Les fabricants de semi-conducteurs se démènent pour réaffecter la production et ajouter des capacités, mais cela peut prendre des années.

Par ailleurs, d'après diverses sources que j'ai pu consulter, la demande est toujours à la hausse, avec des changements évidents liés à la pandémie. « Les ventes de semi-conducteurs dans le monde au cours des deux premiers mois de l'année ont dépassé celles de début 2020, lorsque la pandémie a commencé à se propager dans différentes régions du monde », a indiqué John Neuffer, président et PDG de la SIA. « Les ventes sur le marché chinois ont connu la plus grande croissance annuelle, en grande partie du fait que les ventes dans ce pays avaient considérablement diminué au début de l'année dernière. »

Voici quelques chiffres : les ventes mondiales de l'industrie des semi-conducteurs s'élevaient à 39,6 milliards d'USD en février 2021, une augmentation de 14,7 % par rapport aux 34,5 milliards d'USD de février 2020, mais 1,0 % en dessous des 40,0 milliards d'USD de janvier 2021. Les ventes mensuelles sont compilées par l'organisation World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) et représentent une moyenne mobile sur trois mois.

Figure 1 : Les ventes mondiales de l'industrie des semi-conducteurs s'élevaient à 39,6 milliards d'USD pour le mois de février 2021, une augmentation de 14,7 % par rapport aux 34,5 milliards d'USD de février 2020, mais 1,0 % en dessous des 40,0 milliards d'USD de janvier 2021. Les ventes mensuelles représentent une moyenne mobile sur trois mois. (Source de l'image : WSTS)

Pendant ce temps, les capacités de fabrication de semi-conducteurs sont concentrées en Chine et en Asie de l'Est. Ce n'est un secret pour personne que ces régions du monde sont exposées à divers risques, des instabilités politiques aux catastrophes naturelles. Actuellement, environ 75 % des capacités de fabrication de semi-conducteurs, ainsi que les principaux fournisseurs de matériaux, se trouvent dans cette région, selon l'association SIA (Semiconductor Industry Association).² L'intégralité des capacités pour les semi-conducteurs logiques en dessous de 10 nanomètres (nm) se trouve à Taïwan (92 %) et en Corée du Sud (8 %).

L'histoire a déjà prouvé qu'une source d'approvisionnement limitée (qu'elle soit limitée à un certain fabricant ou à une région géographique) présente un risque inhérent. Nous avons pu le constater lorsque le Japon a été frappé par un séisme en 2011, entraînant une augmentation des prix des modules DRAM. Et ce n'est qu'un exemple. Le paysage actuel des semi-conducteurs est risqué. « Il existe plus de 50 points dans la chaîne de valeur où une région détient plus de 65 % de la part de marché mondiale », a expliqué la SIA. « Certains de ces points dans la chaîne de valeur peuvent être individuellement frappés par des catastrophes naturelles, des fermetures d'infrastructures ou des conflits géopolitiques, ce qui pourrait provoquer des interruptions à grande échelle de l'approvisionnement en puces essentielles. » Le problème est que cela va bien au-delà de l'expédition ou de la réception du dernier téléviseur ou de la dernière machine à laver.

Les implications plus significatives

Les pénuries de puces sont susceptibles de provoquer des ravages économiques plus importants dans un monde où la pandémie mondiale a déjà entraîné un ralentissement économique notable. Pour 2020, chaque pays a connu une diminution de son produit intérieur brut (PIB), selon les perspectives mondiales pour 2020 et 2021 récemment publiées par la Banque mondiale.³

Figure 2 : Les pays qui connaissent des contractions du PIB par habitant atteindront cette année le niveau le plus élevé depuis 1970. (Source de l'image : perspectives mondiales de la Banque mondiale pour 2021)

Malheureusement, cette pénurie arrive à un moment où de nouvelles avancées dans les technologies de semi-conducteurs sont plus essentielles que jamais pour permettre une nouvelle vague de technologies révolutionnaires. Il s'agit notamment de l'intelligence artificielle (IA), de la 5G, des véhicules autonomes et électriques, et de l'Internet des objets (IoT), déployés à grande échelle avec de nombreux dispositifs connectés intelligents. Pour moi, nous sommes face à un double coup dur : une pénurie à un moment où le besoin est le plus grand.

Je suis contente que les gouvernements s'inquiètent (enfin) du fait qu'une pénurie de composants pourrait ralentir la reprise après la pandémie pour certaines industries, ce qui les empêcherait de répondre à la demande et de tirer ainsi parti des dépenses accrues attendues de la part des consommateurs au cours des mois à venir. Par exemple, General Motors a annoncé des fermetures d'usines liées au manque de disponibilité de semi-conducteurs. Les économistes, quant à eux, craignent que les coûts plus élevés des puces se traduisent par des prix plus élevés dans l'ensemble de l'économie et alimentent l'inflation. Cependant, l'inquiétude ne sert pas à grand-chose si elle n'est pas suivie d'une action rapide. C'est ce qui a manqué jusqu'ici.

Les États-Unis et l'Union européenne à la recherche d'une indépendance technologique

Les nations qui abritent actuellement des fabricants de semi-conducteurs ont fait leurs preuves quant aux mesures incitatives et autres mesures gouvernementales de soutien à l'industrie. Au fil des décennies, j'ai assisté à la relocalisation de la fabrication dans le monde pour bénéficier de salaires plus bas, de meilleurs avantages fiscaux et d'autres mesures incitatives, ainsi que d'un accès au marché.

Il est également encourageant de voir que les États-Unis et l'Union européenne cherchent des moyens d'attirer les capacités au sein de leurs frontières pour faire face aux inquiétudes actuelles. Les États-Unis et l'UE ont établi des plans ambitieux pour être plus indépendants, en particulier dans le cas des technologies avancées.

Aux États-Unis, la loi NDAA (National Defense Authorization Act) pour l'exercice 2021, promulguée le 1er janvier, promet des milliards de dollars de soutien fédéral à l'industrie des semi-conducteurs aux États-Unis, essentiellement sous forme de crédits d'impôts et de subventions pour la construction de nouvelles installations de fabrication sur le territoire national. La loi connexe Creating Helpful Incentives for Producing Semiconductors (CHIPS) for America Act (visant à mettre en place des mesures incitatives pour favoriser la production de semi-conducteurs aux États-Unis) a été promulguée en décembre par le Congrès. C'est assez important pour être souligné, car aujourd'hui, seuls 12,5 % environ des semi-conducteurs sont fabriqués aux États-Unis.⁴ Les importantes subventions et exemptions fiscales dans d'autres régions que j'ai mentionnées précédemment ont laissé des traces.

Plus récemment, le Président Joe Biden a lancé un plan d'infrastructure qui inclut des initiatives pour renforcer la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs. Le plan inclut :

• 50 milliards d'USD pour la recherche et la fabrication de semi-conducteurs
• 50 milliards d'USD pour créer un bureau au département du Commerce dédié aux capacités industrielles des États-Unis et au soutien à la production de produits essentiels
• 50 milliards d'USD pour la National Science Foundation pour créer un conseil technologique axé sur des domaines clés comme les semi-conducteurs

Ces initiatives aideront peut-être les États-Unis à progresser, mais je sais d'expérience que cela prendra du temps. Beaucoup de temps. Entre-temps, en mai 2020, le fabricant TSMC a annoncé qu'il allait construire une nouvelle usine de fabrication de pointe en Arizona, mais que celle-ci ne serait pas mise en service avant 2024, au plus tôt. L'usine utilisera le procédé 5 nanomètres (nm) de l'entreprise et promet de produire jusqu'à 20 000 plaquettes par mois. D'après TSMC, la construction de cette usine devrait coûter 12 milliards d'USD, ce qui en ferait l'usine de fabrication la plus chère jamais construite aux États-Unis.

Le mois dernier (mars), l'UE a présenté son plan Digital Compass, qui prévoit notamment d'investir environ 166 milliards d'USD de son fonds de relance après le coronavirus dans le secteur numérique au cours des années à venir. Dans le cadre de cette initiative, l'UE espère produire au moins 20 % des semi-conducteurs avancés (c.-à-d., en dessous de 5 nm) utilisés dans le monde d'ici à 2030.

Conclusion

Les puces à semi-conducteurs sont essentielles pour l'économie numérique mondiale et il est évident que plusieurs sources sont nécessaires pour obtenir ces semi-conducteurs. Cependant, la réorientation de la production nécessite une mise à niveau importante à tous les égards, de l'éducation à l'immigration, et ce ne sera pas une tâche facile. Nous devons commencer à réfléchir de façon holistique à la façon d'assurer la prospérité de l'industrie à l'échelle internationale et nationale, et nous assurer que les puces dont nous avons besoin soient non seulement fabriquées, mais aussi expédiées en toute sécurité.

Un énorme effort est nécessaire pour faire face aux risques associés à la sécurité des puces et aux ruptures d'approvisionnement dues à la trop grande dépendance à une seule source ou région pour la fabrication des semi-conducteurs. Les concepteurs cherchent naturellement plusieurs sources pour se procurer leurs composants, lorsque c'est possible, et nous devons les aider au niveau mondial. Face à ces nombreux défis liés à l'offre et à la demande, nous devons aligner des forces positives pour prendre une nouvelle direction et aller de l'avant, dans notre intérêt à tous.

Références :

1 – https://www.marketwatch.com/story/worldwide-chip-shortage-expected-to-last-into-next-year-and-thats-good-news-for-semiconductor-stocks-11614020156

2 – https://www.semiconductors.org/sia-urges-u-s-government-action-to-strengthen-americas-semiconductor-supply-chain/

3 – https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33748/211553-Ch01.pdf

4 – https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2020/06/2020-SIA-State-of-the-Industry-Report.pdf