« La Chine a annoncé la création de machines de photolithographie capables de produire des puces selon un processus technologique très élevé »

La Chine a annoncé la semaine dernière la création de machines de photolithographie capables de produire des puces selon un processus technologique très élevé – supérieur à 8 nm.

Il s’agirait d’un bond en avant dans ces technologies.

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Industrie principale

Il n’est pas si facile de trouver des équipements qui n’utilisent pas de microcircuits au 21e siècle. En fait, les puces constituent un domaine lié à presque le reste de l’industrie. Dans le même temps, il s’agit d’une industrie techniquement complexe qui nécessite des compétences et des équipements uniques. Le nombre de pays qui, en principe, peuvent le faire se compte sur une main : Taiwan, la Chine continentale, la Corée du Sud, le Japon, les USA , et c’est pratiquement tout (plusieurs autres États ont une production locale, ce qui n’est pas la plus importante). à l’échelle mondiale). De plus, il existe un grand écart au sein de ce groupe : par exemple, les puces électroniques les plus avancées sont actuellement produites uniquement par Taiwan, représenté par la société TSMC.

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Usine TSMC en Chine

Mais si la production de semi-conducteurs en tant que telle est concentrée dans un cercle restreint de pays et d’entreprises, alors la production de moyens de production pour eux est presque entièrement monopolisée à l’échelle mondiale. Nous parlons de machines photolithographiques, nécessaires pour appliquer un dessin sur une carte, une sorte de « machines » pour les puces. Formellement, plusieurs entreprises produisent de telles machines, mais des puces véritablement modernes ne peuvent être fabriquées que sur les équipements de la société néerlandaise ASML.

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La société, autrefois une petite division de Philips, « a connu le succès » en s’appuyant de manière persistante sur la technologie de photolithographie ultraviolette extrême (EUV), qu’elle a développée sur plusieurs décennies. Il y a eu de nombreuses années de pertes en cours de route, mais dans les années 2010, la technologie a finalement commencé à fonctionner. À partir de 7 nm, les fabricants utilisent presque exclusivement des équipements EUV (à l’exception de la Chine, qui sera évoquée plus loin). À la fin de la dernière décennie, ASML avait acquis une position dominante sur le marché mondial.

Machine pour le prix d’un avion

Les coûts des équipements photolithographiques et de leur maintenance représentent environ 40 % du coût de production des puces. Le coût d’une machine ASML est proche du coût d’un avion de ligne Airbus, et en termes de volume physique, une de ces « machines » dépasse un bus ordinaire (et d’un ordre de grandeur en poids). Il s’agit essentiellement d’une mini-usine. Sa position monopolistique sur le marché permet à ASML de fixer les prix à sa propre discrétion. On ne peut pas dire que l’entreprise néerlandaise profite souvent de cette position, mais le manque de concurrence rend en tout cas les constructeurs nerveux. De plus, il y a aussi des retards dans les livraisons et, surtout, ces dernières années, la question de la production de semi-conducteurs est devenue extrêmement politisée.

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Machine photolithographique d’ASMLPhoto : TASS/ABACA

Tout d’abord, des problèmes sont survenus avec la Chine, qui a augmenté d’année en année sa part sur ce marché. Si au début des années 2010, la part de la Chine dans la production mondiale était légèrement supérieure à zéro, elle dépasse désormais les 20 % . Tout cela a coïncidé avec la détérioration des relations américano-chinoises et avec la course à l’IA, dans laquelle de nombreux semi-conducteurs sont nécessaires pour réussir.

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L’administration américaine a introduit des restrictions sur la fourniture de puces à la Chine, qui ont affecté non seulement les entreprises américaines, mais également les acteurs du marché d’autres pays. Néanmoins, les entreprises chinoises ont continué à produire leurs propres puces, et des puces assez modernes. Par exemple, la société chinoise Yangtze Memory Technologies (YTMC) a étendu en 2023 la production de puces de mémoire 3D NAND (utilisées, par exemple, dans la production de SSD – disques SSD). Huawei, qui aurait dû être le premier à souffrir de sanctions, a fortement augmenté sa propre production l’année dernière. La Chine a réussi à déboguer facilement la production de masse de semi-conducteurs en utilisant la technologie de traitement 7 nm (pas la plus moderne, mais suffisante pour la grande majorité des tâches) en quantités suffisantes, ce qui a donné un répit aux fabricants d’électronique locaux.

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Puce mémoire 3D NAND de Yangtze Memory Technologies

La seule façon d’influencer d’une manière ou d’une autre la position de la Chine dans l’industrie était précisément de restreindre la fourniture d’équipements photolithographiques. En fait, ASML a refusé de fournir des EUV à la Chine il y a longtemps. On pensait que sans ces machines, il ne serait pas possible de produire des puces de 7 nanomètres. Cependant, les Chinois ont prouvé que les équipements de la génération précédente – des machines utilisant la technologie ultraviolette profonde (DUV) – étaient suffisants pour ce processus. C’est un peu moins efficace que l’EUV, mais étant donné l’énorme demande du marché et les subventions généreuses accordées aux fabricants, c’est plus que rentable. Théoriquement, ces machines peuvent également être utilisées pour des technologies de processus plus élevées (5 nm).

Deux ans en 15

Cet été déjà, les États-Unis ont de nouveau fait pression sur les contreparties de la Chine en Asie et en Europe. Le gouvernement néerlandais a annoncé qu’il envisageait de restreindre le service des véhicules DUV en Chine. A noter qu’avant même l’introduction des sanctions, les Chinois achetaient ces équipements en réserve, donc techniquement c’est largement suffisant. Cependant, sans travaux d’entretien, de graves problèmes peuvent survenir. Pour ASML, c’est un autre casse-tête : l’entreprise réalise plus de la moitié de son chiffre d’affaires en Chine. En outre, les Chinois disposent d’un levier assez important pour appliquer des sanctions en représailles. En conséquence, aucune décision n’a encore été prise.

Quoi qu’il en soit, la dépendance de la Chine à l’égard des équipements étrangers rendait sa position vulnérable. En Chine même, une seule entreprise produit de telles machines : Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE). Cependant, jusqu’à récemment, sa capacité était limitée à la production de machines primitives utilisant la technologie du procédé 90 nm, considérée comme moderne en 2003. Un tel équipement est tout à fait suffisant pour la production de puces utilisées dans les équipements militaires. En conséquence, l’argument américain selon lequel des mesures étaient prises pour limiter les capacités de l’armée et de la marine chinoises ne semblait absolument pas convaincant.

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Les restrictions ont incité les Chinois à remplacer les importations et à créer des alternatives nationales et, idéalement, un cycle complet de production de puces, en commençant par l’équipement. Les machines photolithographiques sont incroyablement complexes à construire, elles nécessitent des compétences extrêmement élevées et le principe « c’était nécessaire hier » ne fonctionnera pas ici pour n’importe quel argent. Cependant, à la mi-septembre, il est devenu connu qu’une entreprise non spécifiée (vraisemblablement la SMEE) était en mesure de produire deux machines capables de gérer respectivement des processus de 28 et 8 nm.

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Production de puces électroniques en Chine

C’est encore pire qu’ASML, mais pour les Chinois, le progrès est énorme. On peut dire qu’ils ont surmonté environ 15 ans de développement de l’industrie des semi-conducteurs dans les plus brefs délais. Pour la première fois au monde, des puces basées sur des procédés de fabrication en 7 nm ont commencé à être produites en 2017. C’est déjà plus que suffisant pour la production de micropuces non seulement pour l’armée, mais aussi pour la plupart des industries civiles. En fait, la seule chose qui dépasse les capacités de la Chine est la production de certains des équipements informatiques les plus avancés, en particulier des processeurs modernes.

Effet inverse des sanctions

Pour être honnête, on ne sait pas exactement quel est l’état de production de ces machines, s’il s’agit de production de masse ou jusqu’à présent uniquement de prototypes. Quoi qu’il en soit, si l’équipement fonctionne, son introduction en production ne sera pas si difficile, étant donné que Pékin prendra toutes les mesures nécessaires pour garantir la plus grande indépendance possible vis-à-vis des fournisseurs étrangers dans les conditions actuelles. Le fait qu’avant d’atteindre la vitesse requise, lorsque l’économie d’échelle se fera sentir, vous devrez travailler à perte pendant un certain temps ne dérangera probablement personne en Chine.

Il y a un an, il a été rapporté que la SMEE avait également déposé des brevets d’équipement pour la technologie EUV. La situation n’est pas entièrement clarifiée : parlons-nous de machines qui seront bientôt construites et mises en production ou parlons-nous de recherche théorique. Dans le premier cas, on pourra affirmer que la Chine a enfin rattrapé ASML, et que ses besoins en contreparties étrangères seront bien moindres (mais ne tomberont pas à zéro : pour produire des puces, tout acteur a besoin de nombreuses pièces provenant de différents pays . À l’heure actuelle, il s’agit d’une industrie véritablement mondiale).

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Scanner lithographie

Si la Chine est en mesure d’assurer la production de nouveaux équipements, on pourra alors affirmer que les sanctions américaines ont non seulement échoué, mais ont eu l’effet inverse. Aujourd’hui, la RPC, craignant de plus en plus de restrictions, tente de localiser au maximum la production de semi-conducteurs, ce qui n’était pas observé il y a quelques années à peine.

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Les prétendus succès de la Chine indiquent clairement que, même si la production de machines photolithographiques est extrêmement difficile, la tâche consistant à développer l’industrie concernée est tout à fait réaliste dans certaines conditions. Cela pourrait changer radicalement l’équilibre des pouvoirs dans l’industrie mondiale et annuler pratiquement tout effet des sanctions. Pour les consommateurs tiers, il est important que la concurrence apparaisse dans cette industrie, ce qui peut rafraîchir considérablement le secteur et même conduire à une baisse des prix, qui augmentent actuellement à pas de géant.