Pourquoi vivons-nous une pénurie des puces électroniques ?

La pénurie des puces électroniques que nous connaissons depuis quelques mois ne cesse de faire ressentir ses conséquences sur le monde de l’industrie. Pénurie liée au Covid ou causes diverses ? Jean-Pierre Raskin, professeur en micro-électronique à l’Université catholique de Louvain, nous a partagé les secrets de cette crise mondiale et ses enjeux économiques dans notre société techno-libérale.

Présence technologique

Vous l’aurez remarqué, le smartphone est présent partout. Entre messages envoyés, vidéos visionnées ou photos prises, les technologies jouent un rôle clé dans notre vie quotidienne, par la réalité qu’elle nous fait partager.

Depuis des années, ces technologies ne cessent de croître, permettant ainsi aux objets électroniques de se connecter au réseau ou entre eux, sans intervention humaine.

Mais derrière cette croissance se cache une réelle évolution de la société. Non seulement la fabrication de ces objets demande la présence d’une suite de matériaux, mais ils sont également très demandeurs de ressources.

« Dans 2-3 ans, nous parlerons de 50 à 60 milliards d’objets connectés »

Bien que la croissance de fabrication des objets connectés ne cesse d’évoluer, nous comptons, aujourd’hui, déjà près de 30 milliards d’objets, soit plus ou moins l’équivalent de 4 smartphones par personne.

A cette fabrication, s’ajoutent les données, sans lesquelles la création d’objets connectés n’a aucune valeur ajoutée. Nous parlons actuellement d’une croissance de données de 46% par an.

 

Les fonderies, quésaco ?

Les fonderies représentent le point névralgique de fabrication des puces micro-électroniques. Elles permettent de fondre, sublimer et déposer des fines couches de métal, ainsi que des diélectriques pour en créer un objet, ici, les puces.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) est un exemple concret de fonderie. Elle permet la fabrication de 55% des puces électroniques du monde entier au sein de ses 15 usines, toutes réparties à Taiwan.

Dans ces usines, les étapes de fabrication sont nombreuses (1200), avec pour seul objectif de créer des puces plus petites mais toujours plus performantes.

Vous l’aurez compris, bien que le marché de la micro-électronique se porte bien avec une croissance de 9% par an, l’empreinte énergétique du domaine subit une augmentation de 16% chaque année, bien loin des accords de Paris, dont les recommandations s’orientaient vers une diminution de l’empreinte écologique de 5% par an par activité.

 

L’Asie, leader de production ?

Parts de marché de production des puces par société et pays

Au travers de ce graphe, nous constatons que Taiwan représente le vrai leader en matière de production des puces électroniques, suivi par la Corée du sud avec le groupe Samsung.  L’Europe, quant à elle, ne détient que 12% du marché productif.

Cette répartition du marché a-t-elle toujours été comme ça ?

Les prédictions pour les 10 années à venir témoignent d’un investissement constant pour la Chine, Taiwan et la Corée du Sud. Dans les années 90, l’Europe et les Etats-Unis détenaient tous deux la première place de fabrication des éléments électroniques, avant de fermer les usines classées comme étant les plus polluantes.

Comment expliquer cette pénurie des puces électroniques ?

Les conséquences de la pénurie sont importantes. Pourtant, peu de gens connaissent réellement les origines de cette crise. Nous vous en expliquons quelques-unes :

• Une offre inférieure à une demande croissante, 2 à 3 fois supérieure aux prévisions,
• Un prix important de fabrication des fonderies. Ce ne sont pas moins de 15 milliards d’euros et 3 années pour en construire une.
• Un manque important de tranches de silicium (élément de fabrication) dû à un important incendie au Japon qui a provoqué une difficulté d’approvisionnement,
• Un manque d’eau à Taiwan dû à la sécheresse vécue à l’été 2021 qui a ralenti la production de puces. Pour faire face à cette pénurie, plusieurs camion citernes sont venus réapprovisionner les usines en eau.
• Et enfin, le Covid. Bien que cité en premier lieu dans tous les ralentissements industriels, le virus n’est pourtant pas la cause principale des pénuries actuelles.

Les raisons sont diverses mais le coût d’accélérateur sur la consommation high-tech et la digitalisation forment ici les principales raisons de cette pénurie. Force est de constater que la consommation de nouvelles technologies par les hommes ne cesse de croitre et évolue encore de jour en jour depuis une dizaine d’années.

 

Conséquences de la crise actuelle 

Pour ce qui est de la fin de cette crise mondiale, nous pouvons espérer en sortir fin 2023, début 2024. Bien que le chemin paraisse encore long, certaines conséquences se sont déjà fait ressentir dans le monde l’industrie, notamment :

• Une hausse des prix, dont les puces électroniques avec une augmentation de 20%,
• Un allongement des délais de livraison de plusieurs mois pour l’électronique grand public et les équipements vitaux,
• Une production automobile en recul d’1/3 dans certains pays de l‘UE. Cela s’explique notamment par la difficulté d’accéder aux puces électroniques.

 

Les investissements de l’Union Européenne

Pour pallier à ces manques du monde industriel, l’Union Européenne a décidé d’investir dans différents domaines :

• Le programme de financement de la recherche européenne dont le but est de réorienter les financements préexistants en soutien à la micro-électronique,
• Le renforcement de production dans les puces les plus matures (nœuds technologiques > 20nm) avec pour but de maintenir un certain leadership et d’augmenter la capacité de production (x4),
• La signature avec de grandes sociétés comme TSMC ou Samsung pour assurer l’approvisionnement de puces les plus avancées (nœuds technologiques < 20 nm),
• La venue de TSMC en Allemagne ou aux USA pour mettre en place des fonderies avec l’accord de Taiwan qui estime les vulnérabilités du pays trop importantes.

En conclusion, certaines transitions se doivent d’être applicables vers des technologies appropriées pour des raisons économiques, environnementales… L’Europe doit continuer ses investissements, transformer le système de production vers une économie plus verte, annoncer un pouvoir législatif comme levier de changement pour soutenir les plus fragiles… et enfin sortir de cette pénurie des puces électroniques  !

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