Samsung prend la tête dans les technologies de production de puces... mais à quel prix !

Pour sa génération de puces électroniques en 7 nanomètres, Samsung Electronics met en production de volume la lithographie aux ultraviolets extrêmes. Une première mondiale qui le met aux avant-postes des technologies de production de semi-conducteurs mais qui le prive de juteux marchés.

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Samsung prend la tête dans les technologies de production de puces... mais à quel prix !
Usine S3 Fab de Samsung Electronics à Haweong, en Corée du Sud.

Samsung Electronics a achevé le développement de sa technologie de production de puces électroniques en 7 nanomètres avec la nouvelle lithographie aux ultraviolets extrêmes (EUV) et démarré la fabrication dans son usine S3 Fab à Hawseong, en Corée du Sud. Une première mondiale présentée lors du Samsung Foundry Forum, son événement qui se tient le 18 octobre 2018 à Munich, en Allemagne, autour de ses services de fonderie de semi-conducteurs, c’est-à-dire de fabrication de circuits intégrés en sous-traitance.

Technologie clé de la miniaturisation

Le géant coréen de l’électronique, numéro un mondial des semi-conducteurs depuis 2017, mise sur cette rupture technologique pour prendre la tête dans les technologies de production de puces électroniques. En la mettant le premier en production, il devance les deux autres acteurs de référence du secteur : l’américain Intel, numéro un mondial des processeurs de PC et serveurs et gardien de la loi de Moore, et le taïwanais TSMC, premier fondeur mondial de semi-conducteurs.

La lithographie constitue la technologie clé de la production de puces électroniques. Elle détermine en effet la finesse de gravure et donc la miniaturisation des motifs par exposition du circuit à de rayons. La lithographie EUV utilise des rayons à longueur d’onde de 13,3 nanomètres. Par rapport à la lithographie optique classique à 193 nanomètres, elle offre l’avantage de simplifier le processus de fabrication en diminuant de 20% le nombre de masques, ces coûteux pochoirs à travers lesquels le circuit est exposé aux rayons. Avec à la clé, la réduction du temps et du coût de fabrication. Voilà en théorie.

En pratique, la mise en œuvre de cette nouvelle technologie se révèle plus complexe et plus longue que prévu. Des difficultés qui ont mis Samsung Electronics en retard dans la production de la génération de 7 nanomètres. TSMC, qui a préféré reporter lithographie EUV à 2019, a mis en production sa technologie de 7 nanomètres en avril 2018, six mois en avance sur le groupe coréen.

Investissement de 6 milliards de dollars

Samsung Electronics fait un sacré pari. Il a investi 6 milliards de dollars dans cette nouvelle usine équipée exclusivement de la lithographie EUV. Un effort qui le rend prêt à poursuivre la miniaturisation jusqu’à la génération de 3 nanomètres prévue autour de 2021. Mais il paie cette audace cher, très cher. Son retard a conduit son plus grand client externe, Qualcomm, à basculer chez TSMC pour la fabrication en 7 nanomètres de sa puce mobile SnapDragon 855. A ce stade, il n’a réussi à avoir qu’un client captif : Samsung Electronics pour sa puce Exynos 9820 qui motorisera sa prochaine génération de smartphones vedettes Galaxy S10.

Mais sur le long terme, Samsung Electronics donne la direction à prendre. TSMC devrait suivre en 2019 pour sa nouvelle version de sa technologie de 7 nanomètres. Quant à Intel, il ne devrait pas entrer en course avant 2021. Le Coréen peut se targuer d’être en avance sur ses deux grands concurrents dans la course de la loi de Moore. De quoi lui donner le potentiel de séduire des clients et faire revenir chez lui Qualcomm en 2019.

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