[Tribune] Pourquoi une fonderie avancée de puces est vitale pour l'avenir de l'Europe

Alors que l’idée d’une fonderie avancée de puces européenne fait débat, Mathieu Duchâtel directeur du programme Asie à l’Institut Montaigne, la soutient. Il y voit le moyen de répondre aux besoins futurs dans les télécoms, la voiture autonome, et un catalyseur de l’écosystème européen de la nanoélectronique. Il répond au passage aussi aux arguments des détracteurs du projet qui se sont déjà exprimés dans nos colonnes. 

 

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[Tribune] Pourquoi une fonderie avancée de puces est vitale pour l'avenir de l'Europe
Mathieu Duchâtel, directeur du programme Asie de l'nstitut Montaigne a publié en janvier un rapport sur les semi-conducteurs.

Une fonderie avancée de puces en Europe, pour quoi faire ? Lancée en juillet dernier par Thierry Breton – « une manufacture avancée, vers la gravure en 2 nanomètres », remise en avant en décembre par 17 ministres des Télécommunications de l’Union européenne (UE), l’idée progresse et fait débat.

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Cette idée est à la fois très spécifique aux problèmes de l’industrie mondiale des semiconducteurs, et tout à fait dans l’air du temps. La dimension conjoncturelle – les tensions d’approvisionnement de l’industrie automobile, qui gagnent aujourd’hui le numérique pur – souligne le problème d’inadéquation entre l’offre et la demande. Mais le sujet est plus structurel pour l’Europe, car il se trouve à l’intersection de deux questions pour son avenir industriel et stratégique. Jusqu’à quel point doit-on soutenir les capacités manufacturières européennes par des politiques industrielles et non plus se contenter d’agir sur leur environnement en soutenant surtout la recherche et le développement ? Comment positionner l’Europe dans un ordre international de plus en plus défini par la bipolarité sino-américaine, et dans lequel l’interdépendance des chaînes de valeur est devenue un levier de compétition géopolitique ?

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Un projet de plus de 20 milliards d'euros

Il faut prendre la mesure d’une telle entreprise. Une fonderie qui franchirait le seuil critique des 7 nanomètres serait un projet titanesque, dont l’investissement en capital dépasserait sans doute la vingtaine de milliards d’euros. Avant toute autre considération, la question immédiate est celle de la rentabilité.

C’est aujourd’hui le numérique pur qui absorbe la production des fonderies TSMC et Samsung, de génération 7 et 5 nanomètres. Le marché du numérique pur sera aussi le débouché, dans un premier temps exclusif, des fonderies de 3 puis de 2 nanomètres des deux géants asiatiques lorsqu’elles entreront en fabrication à partir de 2022/2023. Le carnet de commandes de la fonderie TSMC en 5 nanomètres, dont la production vient de débuter au deuxième semestre 2020, est déjà plein – son principal client est Apple, qui s’approvisionne chez TSMC pour le nouveau processeur A14 de l’iPhone 12. La production en 7 nanomètres tourne à plein régime alors même que Huawei, deuxième client de TSMC en 2019 après Apple, a perdu accès aux produits du fondeur taiwanais en raison des restrictions aux transferts de technologie initiées par les Etats-Unis.

Or c’est un raccourci qui induit en erreur, et que l’on entend pourtant trop souvent, que de conclure que l’Europe n’a pas besoin de franchir le seuil des 7 nanomètres car il n’existe de marché qu’aux Etats-Unis et en Asie orientale où est concentrée la capacité industrielle du numérique pur.

Tout d’abord, parce que dans une chaîne de production globalisée, qui demeure caractérisée par l’interdépendance - bien que cette interdépendance s’érode sous l’effet de la compétition stratégique sino-américaine -, un marché extérieur à l’UE reste un débouché commercial viable même s’il est éloigné.

Des besoins croissants

Sur ce point, il y a déjà des enseignements à tirer de l’aventure TSMC en Arizona. L’investissement dans une fonderie avancée représente un changement d’échelle pour TSMC, un acteur qui, bien qu’il s’agisse d’un leader mondial, reste profondément ancré dans l’écosystème nanoélectronique taiwanais pour ses capacités manufacturières les plus avancées. Il s’agit aussi d’un changement de cap pour les Etats-Unis, qui prennent acte du retard considérable accumulé par Intel dans la mise en production de ses semi-conducteurs gravés en 7 nanomètres, repoussée à 2022/2023. Or l’annonce récente selon laquelle TSMC planifiait déjà des capacités de production cinq fois supérieures à celles envisagées à l’origine – de 20,000 à 100,000 tranches de 300 mm par mois – est liée, selon la presse taiwanaise, à une anticipation de la croissance de la demande mondiale en semi-conducteurs gravés en 5 nanomètres, qui s’élèvera à 5 %. La transformation numérique en cours dans le monde tire la croissance de l’industrie nanoélectronique vers le haut. Dans ce contexte, les Etats-Unis et TSMC regardent le marché du 5 nanomètres à l’horizon 2029.

Mais au-delà du numérique pur, d’autres industries auront besoin à l’avenir, pour leur croissance, de franchir le seuil des 7 nanomètres. C’est d’abord le cas des équipementiers en réseaux de télécommunication. A long terme, cela est vrai aussi du tournant vers les véhicules autonomes de l’industrie automobile, pour laquelle la fiabilité est cruciale. Prenons un exemple français : les cartes accélératrices de Kalray, dont l’une des principales applications est la voiture autonome, incorporent déjà une technologie en 16 nanomètres qui n’est pas disponible en Europe, et s’appuient donc sur la gravure TSMC. L’intégration des avancées digitales dans certaines industries traditionnelles va provoquer une montée en gamme de leurs besoins en technologie de semi-conducteurs.

Parmi ces secteurs, la défense illustre l’utilité d’une montée en gamme de la capacité manufacturière européenne en semi-conducteurs. Aujourd’hui, le secteur de la défense se passe aisément des 7 nanomètres. Ce sont les caractéristiques propres à la conception des circuits intégrés, leurs propriétés spécifiques de résistance à des environnements électromagnétiques hostiles, la nécessité de confidentialité lors de la phase de test et d’assemblage qui orientent les choix d’approvisionnement de l’électronique militaire.

Un enjeu de défense

A l’horizon 2030, les avancées permises aux Etats-Unis et en Asie orientale par les progrès de la nanoélectronique auront un impact sur la R&D des futurs systèmes d’armes. C’est l’une des raisons pour lesquelles les Etats-Unis apportent un financement fédéral à l’installation de TSMC en Arizona. Les concepteurs américains de circuits intégrés pourront développer de nouveaux produits pour l’industrie de défense avec un fondeur présent sur place, moins vulnérable à des actes hostiles de la part de la Chine ou de la Corée du Nord que s’ils étaient gravés à Taiwan ou en Corée du Sud.

Cette dimension militaire offre en cela un argument crucial : une fonderie avancée serait un projet structurant pour l’écosystème des semi-conducteurs en Europe, et ses fondements scientifiques et technologiques, évitant le déclassement des capacités de recherche et de développement qui sont aujourd’hui l’une des principales forces de l’Europe.

Malgré l’élégance de l’image, la « cathédrale de 30 milliards de dollars dans une friche industrielle » est un argument excessif. Le coût d’une fonderie pour l’Europe serait inférieur à 30 milliards de dollars. Aux Etats-Unis, le coût total des mesures fédérales et de l’Etat d’Arizona est confidentiel. Ces mesures résident essentiellement dans des subventions prenant la forme d’exemptions d’impôt sur les bénéfices, sans doute de facilités d’accès à un site industriel. Elles s’inscrivent dans un écosystème existant de nanoélectronique dans la région de Phoenix, où NXP, ASML, Infineon et Intel sont déjà présents. L’investissement TSMC amène déjà des investissements corollaires de sous-traitants. Ainsi en Europe, l’implantation de Samsung ou de TSMC les inséreraient de la même manière non dans une friche mais dans un écosystème local existant, qu’elles contribueraient à transformer.

Les mesures incitatives que prendraient l’Union européenne et l’heureux élu - l’Etat membre choisi pour accueillir une fonderie - pour attirer Samsung ou TSMC sont un facteur important, mais non décisif de l’équation. Ayons conscience d'une chose : dans leur décision de s'implanter en Europe, TSMC et Samsung seront mus non par des considérations relatives à la politique étrangère de leur pays, mais par un calcul rationnel de coûts-bénéfices. Dans ce calcul centré sur les profits possibles d’une aventure européenne, le soutien public entrera en compte. Les réticences sont d’ailleurs fortes du côté des deux acteurs à envisager l’Europe comme terrain d’investissement. Les interlocuteurs coréens et taiwanais mettent en avant les arguments classiques relatifs au poids, en Europe, des coûts, des normes, du droit du travail… Même si les Européens formulaient une offre précise fondée sur un soutien politique clair et convaincant, la partie ne serait pas gagnée. De cette analyse, il apparaît cependant que le calcul de rentabilité est surtout la responsabilité de l’investisseur, alors que celle des pouvoirs publics porte sur l’attractivité.

Cultiver les forces existantes en Europe

Enfin, soutenir la construction en Europe d’une fonderie avancée ne saurait être un arbitrage dont le coût serait l’abandon du soutien aux forces objectives de l’Europe, grâce auxquelles elle pèse aujourd’hui dans l’industrie mondiale des semi-conducteurs : lithographie extrême ultraviolet (EUV), recherche fondamentale, certains matériaux, propriété intellectuelle en matière de conception pour les secteurs automobiles et aéronautiques…

20 % du plan de relance de l’Union est fléché vers le numérique, et l’industrie des semi-conducteurs y est désignée comme l’une des sept priorités – il s’agit bien de cultiver, projet par projet, les forces existantes de l’Union, sélectionnées par les entreprises, soutenues par les Etats et validées par la Commission.

Le deuxième grand instrument de l’UE pour soutenir l’industrie est le recours à un « projet important d’intérêt commun européen ». L’industrie nanoélectronique a déjà bénéficié de cet instrument, qui permet à la Commission de soutenir des projets transnationaux entre Etats membres. A l’horizon 2024, 1,75 milliards d’euros devraient avoir été déboursés pour enclencher un investissement privé à la hauteur de près de 6 milliards d’euros, en soutien à 40 projets européens.

Ces deux outils montrent combien le soutien de l’Europe est déjà fléché vers les forces existantes de l’Union et que ce soutien s’inscrit dans la durée.

C’est donc en réfléchissant de manière complémentaire que l’on doit envisager le cours à un deuxième projet important d’intérêt commun européen pour faciliter l’implantation d’une fonderie avancée Samsung ou TSMC dans un pays européen. La piste mérite d’être explorée, mais la décision finale sera celle des deux fabricants asiatiques.

Mathieu Duchâtel, directeur du programme Asie à l'Institut Montaigne

Les tribunes sont publiées sous l'entière responsabilité de leurs auteurs et n'engagent en rien la rédaction de L'Usine Nouvelle.

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