Une guerre froide sous le signe des puces électroniques

En imposant des restrictions aux exportations des puces électroniques les plus complexes, le président américain Joe Biden tente de freiner la montée en puissance technologique de la Chine. Le tout est de savoir s’il ne surestime pas son pouvoir dans une industrie extrêmement dépendante d’une seule entreprise taïwanaise.

La dégradation des relations entre la Chine et les États-Unis ne date pas d’hier. Ces dernières années ont été émaillées d’annonces belliqueuses diverses, depuis des relèvements des droits de douane, aux restrictions aux exportations, en passant par des blocages d’investissements. Mais, dans la guerre commerciale que se livrent les deux grandes puissances mondiales, ce que le président américain Joe Biden a décrété au début de ce mois a surpris bon nombre d’observateurs.  

Le 7 octobre dernier, l’hôte de la Maison-Blanche a ainsi mis en œuvre de très sévères restrictions aux exportations technologiques destinées à l’industrie chinoise des puces électroniques. L’agence américaine Bureau of Industry and Security (BIS), jusqu’ici plutôt discrète, a introduit une législation à très grande portée qui a pour effet de couper  la quasi-totalité de l’économie chinoise de la génération de semi-conducteurs la plus avancée.  




La Chine n’est toujours pas capable de produire la nouvelle génération de puces, malgré les énormes progrès réalisés par son industrie de semi-conducteurs en un temps record.

La nouvelle réglementation vise les micropuces d’une taille ne dépassant pas 16 nanomètres. Les nanomètres renvoient aux transistors placés sur la puce. La puissance de calcul d’une puce est fonction du nombre de transistors qu’elle contient. En clair, plus ils sont petits, mieux c’est. Une fois n’est pas coutume, “bigger” n’est pas synonyme de “better” pour les Américains. Mais fabriquer de tels mini-formats est d’une rare complexité. Et la Chine n’est toujours pas en mesure de produire cette  nouvelle génération de puces, malgré les énormes progrès réalisés par son industrie de semi-conducteurs en un temps record.  

Tant les puces que leurs composants ou les machines pour les produire sont soumis aux nouvelles règles d’exportation. Ces dernières ne s’appliquent pas seulement aux entreprises américaines. Quasiment toutes les entreprises qui, d’une manière ou d’une autre, utilisent la technologie américaine ont besoin désormais d’une licence de la BIS. Les entreprises du secteur, notamment Nvidia, AMD, Applied Research, KLA et Applied Materials ont ainsi reçu une lettre du gouvernement américain dans laquelle les autorités US leur demandaient instamment de ne plus livrer de puces ou de machines puissantes à la Chine. Le groupe néerlandais ASML, qui fabrique des machines capables de produire des puces ne dépassant pas sept nanomètres, est lui aussi invité fermement par l’oncle Sam à ne plus en exporter en Chine.  

Les Américains invoquent leur sécurité nationale pour justifier cette nouvelle approche restrictive. Non sans raison: la dernière génération de semi-conducteurs joue un rôle crucial dans la fabrication d’armes – telles que les missiles de précision téléguidés – ainsi que dans d’autres technologies qui peuvent être utilisées à des fins militaires comme l’intelligence artificielle et les superordinateurs.




“Il ne s’agit rien moins que de déterminer le leadership futur dans l’économie mondiale. De savoir qui sortira vainqueur de la cinquième révolution industrielle.”

Mais de nombreux observateurs y voient également une stratégie plus globale: mettre un frein aux progrès technologiques des Chinois au-delà de la seule industrie des semi-conducteurs. C’est la conclusion d’un rapport du cabinet de recherches international GlobalData: “Il ne s’agit rien moins que de déterminer le leadership futur dans l’économie mondiale. De savoir qui sortira vainqueur de la cinquième révolution industrielle – celle de l’intelligence artificielle – et qui donnera le ton dans les prochaines décennies.”  

Entreprises dominantes

“En termes quantitatifs, la production chinoise de puces finira par dépasser celle des États-Unis”, nous explique le professeur américain d’histoire internationale, Chris Miller, l’auteur du livre “Chip War”, qui vient de sortir.




“La seule dimension qui nous permet de concurrencer l’Asie est la qualité.”

Chris Miller

Auteur du livre “Chip War”

“La seule dimension qui nous permet de concurrencer l’Asie est la qualité. L’avance considérable que les États-Unis disposent encore par rapport à la Chine est sa capacité supérieure à produire de la puissance informatique. Washington a pour objectif de creuser encore cette avance qualitative, même si la Chine devient le leader en volume de production.”  

L’avenir dira si cette nouvelle escalade dans la guerre froide économique réussira à tailler des croupières à la Chine. En attendant, le nouveau régime de restrictions est examiné de près dans le secteur. Aucune entreprise ne se risque à évoquer des conséquences concrètes, mais Chris Miller prévoit l’émergence d’une industrie des puces à deux vitesses. “Et cette évolution différenciée pourrait perdurer plusieurs décennies”, estime l’expert.  

150

millions de dollars

Les machines ASML destinées à produire des puces électroniques de la dernière génération (en utilisant de la lumière EUV) coûtent 150 millions dollars pièce.

“À long terme, la Chine essaiera certainement de développer toutes les machines nécessaires à la production de puces avancées, mais ce sera très difficile. Il s’agit des appareils les plus précis et sophistiqués dans l’histoire humaine. Il n’est pas possible de les copier en quelques années. Cela prendra au moins une décennie et coûtera des dizaines de milliards de dollars. Il n’est d’ailleurs pas exclu que la Chine n’y parvienne jamais. La stratégie des États-Unis est en tout cas de tout mettre en œuvre pour maintenir leur avance.”  

Dans le monde, il n’existe que cinq entreprises capables de fabriquer de telles machines, souligne Chris Miller. Trois sont américaines, une japonaise et une européenne (ASML). “Elles dominent le marché en raison de leur capacité à mener à bien des activités extrêmement complexes. Les machines EUV d’ASML (Extreme Ultraviolet, voir l’encadré ci-dessous) coûtent 150 millions dollars pièce. En trente ans de R&D, elle a réussi à mettre au point la technologie la plus précise jamais développée pour une production de masse. Cela ne se copie pas comme cela.”


Les machines prodigieuses d’ASML

L’entreprise taïwanaise TSMC fournit les semi-conducteurs pour à peu près tous les produits électroniques fabriqués dans le monde – depuis les missiles téléguidés jusqu’aux puces bluetooth dans les smartphones ou les lave-vaisselle intelligents – en utilisant les machines du groupe néerlandais ASML.

ASML fabrique des machines qui “gravent” des motifs sur les différentes couches d’une puce électronique en utilisant de la lumière ultraviolette, et non plus de la lumière DUV (“deep ultra violet”) comme cela se passait auparavant. Mais, pour la dernière génération de puces, ASML est la seule entreprise au monde à recourir désormais à l'”extreme ultra violet” (EUV), un type de lumière qui n’existe pas sur la terre.

L’EUV est émis en envoyant un rayon laser 50.000 fois par seconde sur une goutte d’étain qui tombe. Cette lumière est dirigée sur la puce, à travers des lentilles miroirs polies jusqu’au niveau atomique. Ce qui permet, en raison de sa longueur d’onde extrêmement courte, d’imprimer des lignes aussi fines que 7 nanomètres, soit le dix-millième de l’épaisseur d’une feuille de papier.

Et l’on annonce déjà la prochaine génération d’appareils (high-NA), les machines les plus complexes jamais développées par les humains, selon certains. Pour obtenir une lumière EUV encore plus fine, elle est dirigée à travers des lentilles miroirs d’une précision démentielle. Ces machines, qui ne seront opérationnelles que dans quelques années, sont aussi grandes qu’un autobus. Elles coûteront environ 250 millions d’euros pièce.

Dans un rapport datant de 2021, le consultant BCG indique que la Chine devra engager au moins 1.000 milliards de dollars d’investissements de base pour devenir autosuffisante dans le domaine des puces électroniques. Et une fois que la machinerie sera là, il en coûterait encore au pays 125 milliards de dollars chaque année pour la faire tourner.  




Les mesures de rétorsion que la Chine pourrait mettre en œuvre pour faire revenir les États-Unis à la table de négociation sont plutôt limitées.

Les mesures de rétorsion que la Chine pourrait mettre en œuvre pour faire revenir les États-Unis à la table de négociation sont plutôt limitées. Certes, les entreprises US présentes sur son sol pourraient être sanctionnées. On pense d’emblée à Apple qui fait fabriquer une grande partie de ses iPhones en Chine. Mais l’Empire du milieu se tirerait une balle dans le pied. Et puis, Apple est déjà en train de transférer une part non négligeable de sa production en Inde.  

La Chine pourrait restreindre davantage ses exportations de (métaux de) terres rares, que l’on utilise entre autres pour l’électronique grand public, les catalyseurs automobiles et les médicaments contre le cancer, remarque le sinologue averti, Bill Bishop, dans sa newsletter très suivie, Sinocism. Mais cette mesure affecterait également son économie, nuance l’analyste.  

Premier sous-traitant

Ce pari stratégique assurera-t-il la victoire des États-Unis, et par extension l’Occident? Pas sûr. L’échiquier géopolitique peut nous réserver bien des surprises.




Les perturbations des chaînes d’approvisionnement durant la pandémie ont mis en lumière que les États-Unis, tout comme le reste du monde, sont très dépendant d’un seul fournisseur: Taïwan

D’abord, et avant tout, parce que les États-Unis n’ont pas toutes les cartes en main. L’oncle Sam n’est pas non plus autosuffisant dans le secteur des semi-conducteurs. Les perturbations des chaînes d’approvisionnement durant la pandémie ont mis en lumière que les États-Unis, tout comme le reste du monde, sont très dépendant d’un seul fournisseur: Taïwan, où siège une entreprise incontournable dans le secteur, la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), créée en 1987 par Morris Chang (91 ans aujourd’hui) qui est né en Chine, mais a été formé au Massachusetts Institute of Technology (MIT).  

L’entreprise de Morris Chang a révolutionné le fonctionnement de l’industrie des puces électroniques en étant la première à se profiler comme sous-traitant de la production de semi-conducteurs. Ce modèle industriel, combinant savoir-faire technologique et prix bon marché, s’est avéré si performant que pratiquement le monde entier se tourne à présent vers Taïwan pour se fournir en puces plutôt de les fabriquer soi-même.




“Pour la plupart des appareils qui utilisent des puces électroniques, une partie essentielle de la production a lieu à Taïwan.”

Aujourd’hui, la position de TSMC est si essentielle que les dommages se chiffreraient en centaines de milliards de dollars si une partie seulement de ses infrastructures de production ne fonctionnait plus, avertit Chris Miller. “Sans TSMC, plus aucun smartphone, ou à peu près, ne pourrait plus être produit. L’entreprise produit un tiers des puces contenues dans tous les ordinateurs du monde. Et cela vaut aussi pour presque toutes les puces des applications d’intelligence artificielle, des datacenters, des antennes télécoms. La réalité est que, pour la plupart des appareils qui utilisent des puces électroniques, une partie essentielle de la production a lieu à Taïwan.”  

Faire pression

Ce n’est d’ailleurs pas un hasard si Taïwan est devenu un maillon crucial de l’économie mondiale, fait observer Chris Miller. “C’était la stratégie délibérée du gouvernement taïwanais. Depuis les années 1960, Taïwan cherche à assurer sa sécurité de différentes manières. Le choix de s’intégrer profondément dans cette chaîne de production de puces avait pour objectif d’accroître l’importance du pays dans le concert international, et ainsi d’augmenter les chances de voir les États-Unis et d’autres pays lui venir en aide s’il est attaqué.”  

Cette stratégie, également appelée “bouclier de silicium” (le matériau de base des semi-conducteurs), a bien fonctionné pendant des décennies. Même si la Chine considère Taïwan comme une province chinoise, Pékin a longtemps appliqué une politique de retenue à son égard. Ce n’est plus vrai. Et l’on peut craindre une poursuite de l’escalade compte tenu de la nouvelle attitude agressive des États-Unis en matière de semi-conducteurs. Certains analystes craignent ainsi que la Chine hausse encore plus le ton face au danger de voir son retard technologique se maintenir pendant de longues années.  

La pénurie de puces électroniques, provoquée par la pandémie de covid, a réveillé l’Occident.




Personne ne croit que l’Occident pourra s’affranchir rapidement de sa dépendance aux usines de puces taïwanaises.

Tant les États-Unis que l’Europe ont voté leur “Chip Act” respectif afin de mettre en place leur propre production locale de puces. De leur côté, les Américains font directement pression sur TSMC pour produire davantage sur leur sol. Cela a déjà conduit à la création d’une usine en Arizona.

Mais, dans le secteur, personne ne croit que l’Occident pourra s’affranchir rapidement de sa dépendance aux usines de puces taïwanaises. Des tentatives “vouées à l’échec”, a même déclaré Morris Chang à Nancy Pelosi, la présidente de la Chambre des représentants américaine, lors de sa visite controversée à Taïwan.  

Cette réaction sans ambages place sous un jour différent l’annonce des restrictions américaines aux exportations liées aux semi-conducteurs. Les États-Unis semblent en effet convaincus que le “bouclier de silicium” se maintiendra et que la Chine ne se risquera pas à attaquer sa province “renégate”, parce qu’une telle offensive aboutirait à une “mutual assured destruction” sur le plan économique.




“De trop nombreuses personnes en Occident partent du principe que la Chine ne s’aventurera pas dans une guerre au vu de ses coûts élevés. Pour ma part, je l’exclus de moins en moins.”

Mais tout le monde ne partage pas cette sérénité. “L’Europe, et l’Allemagne en particulier, avaient fait le pari que l’interdépendance avec la Russie sur le plan énergétique serait trop grande pour qu’il y soit mis fin un jour “, fait remarquer Chris Miller. “Nous avons appris entre-temps que cette logique n’a pas fonctionné. Nous ignorons ce que fera le dirigeant chinois, Xi Jinping, mais je m’étonne, pour m’en inquiéter, que de trop nombreuses personnes en Occident partent du principe que la Chine ne s’aventurera pas dans une guerre au vu de ses coûts élevés. Pour ma part, je l’exclus de moins en moins.”  

D’autres analystes imaginent des scénarios moins radicaux, tels qu’un blocus économique de Taïwan. Qui aurait également d’importantes répercussions, mais sans doute pas de nature militaire. Quoi qu’il en soit, tant que le monopole taïwanais subsistera dans l’industrie des puces électroniques, la situation restera délicate. Joe Biden gardera-t-il la maîtrise de sa stratégie risquée ou n’aboutira-t-il, au contraire, qu’à faire sortir un peu plus la Chine de ses gonds?

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