La Chine peut-elle dépasser ASML dans sa quête d’autonomie en matière de semi-conducteurs ?

ASML est une société multinationale néerlandaise connue mondialement sous le nom de «le plus grand monopole de la fabrication de puces» en raison de son rôle crucial dans la chaîne d’approvisionnement de l’industrie. ASML est le plus grand producteur mondial de machines de photolithographie, qui utilisent une source de lumière pour graver des chemins électroniques sur des tranches de silicium. Ce processus est une étape essentielle dans la création des semi-conducteurs vendus par le comme TSMC, Intel et NVidiaqui achètent tous des machines ASML pour leur fabrication de puces.

Les machines de lithographie les plus puissantes fabriquées par ASML sont appelées EUV (Extreme Ultraviolet), elles sont la version améliorée des DUV (Deep Ultraviolet). Les deux effectuent le même processus, mais les DUV utilisent une lumière d’une longueur d’onde plus longue, qui est moins puissante et ne peut pas graver des détails aussi fins qu’un EUV. Des gravures plus fines signifient que davantage de voies peuvent être imprimées sur une plaquette de silicium, ce qui crée une puce plus rapide et plus puissante.

ASML est actuellement la seule entreprise au monde capable de fabriquer des machines EUV. Leurs EUV sont vendus jusqu’à 200 millions de dollars par machine ; leur dernier modèle en production, la machine High NA EUV, est évalué à plus de 300 millions de dollars et a à peu près la taille d’un camion. Il devrait être commercialisé d’ici la fin de l’année et devrait permettre la première production en série de micropuces de 2 nanomètres, les puces les plus puissantes jamais fabriquées à ce jour. Bien qu’il existe de nombreuses entreprises dans le monde sur le marché de la photolithographie, notamment Nikon et Canon, ASML possède la technologie la plus avancée dans ce domaine.

Suite à la pression des États-Unis, en 2019, le gouvernement néerlandais introduit des restrictions pour empêcher ASML de vendre ses machines EUV à la Chine. Ces restrictions étaient une réponse aux craintes internationales concernant les applications potentiellement dangereuses de cette technologie, telles que le développement de la puissance militaire de la Chine et le développement de l’IA pouvant être utilisée pour des cyberattaques. En raison de cette interdiction, ASML ne peut vendre ses machines DUV, moins puissantes, qu’à la Chine.

Cependant, il a été découvert que les entreprises chinoises seraient probablement capables de créer des puces de 5 nm avec ces DUV, qui restent des puces d’une puissance importante. En conséquence, les États-Unis ont appelé le gouvernement néerlandais à introduire des contrôles supplémentaires à l’exportation sur la technologie ASML, cette fois également sur la vente de machines DUV. Cette décision a suscité un débat aux Pays-Bas sur les revenus qui seraient perdus en raison de la réduction des ventes à la Chine, ce qui est Le troisième plus grand marché d’ASML après Taiwan et la Corée du Sud.

Il existe un argument selon lequel l’augmentation des contrôles à l’exportation aura un impact sur les investissements d’ASML dans l’innovation et entraver leur capacité à augmenter les taux de production dans le contexte de la pénurie mondiale actuelle de puces. ASML lui-même a déclaré avoir un un carnet de commandes dépassant 38 milliards de dollars il y a moins d’un an. Malgré cela, les Pays-Bas ont choisi d’introduire ces nouveaux contrôles à l’exportation à partir de septembre, qui obligent ASML à demander des autorisations pour vendre plusieurs de ses meilleurs modèles DUV à la Chine. La décision était justifiée comme une application de la Accord trilatéral sur le contrôle des exportations de semi-conducteurs Les Pays-Bas ont conclu un accord avec les États-Unis et le Japon en janvier, où les trois pays ont convenu de travailler ensemble pour réduire les exportations d’équipements de fabrication de puces vers la Chine. La semaine dernière, il a été annoncé qu’une nouvelle série de restrictions à l’exportation pourrait être introduite par le gouvernement néerlandais dans un avenir proche.

Ces restrictions sont susceptibles, au moins à court terme, d’entraver les progrès de la Chine dans le secteur des semi-conducteurs et de limiter les entreprises chinoises à créer des puces plus lentes et moins efficaces. Il est également remarquable que le reste de l’Europe semble emboîter le pas, avec le La Commission européenne présente un paquet économique plus tôt cette année, qui vise à étendre les contrôles à l’exportation du bloc sur certaines technologies. Cette évolution met en évidence l’influence des décisions prises par les principales entreprises de l’industrie des semi-conducteurs et montre comment leurs actions peuvent encourager la collaboration multilatérale dans leurs régions locales. Le fait que les États-Unis convainquent les Pays-Bas de s’aligner sur leur approche à l’égard de la technologie chinoise pourrait donc marquer le début d’un effort international plus large visant à collaborer sur les questions liées à l’industrie chinoise de fabrication de puces.

Face au nombre croissant de contrôles à l’exportation, la Chine a investi massivement dans son industrie nationale des semi-conducteurs dans l’espoir de devenir à terme indépendante des chaînes d’approvisionnement mondiales. L’objectif final est de créer leurs propres machines EUV aussi puissantes, sinon plus, que celles d’ASML. La société chinoise Shanghai Micro Electronics Equipment s’attend à lancer le première machine de lithographie 28 nm d’ici la fin de 2023, un résultat inévitablement éclipsé par la sortie EUV High NA d’ASML au même moment.

Cependant, la Chine semble commencer à travailler sur la fabrication de machines beaucoup plus puissantes, l’Université de Tsinghua, l’Université de Nanjing, l’Académie chinoise des sciences et la société Specreation ayant toutes déposé des brevets pour la technologie EUV l’année dernière. Tous ces brevets concernent cependant spécifiquement la création d’une source de lumière EUV, plutôt que la machine dans son ensemble. Cette source de lumière semble être l’objectif actuel de la Chine et le premier composant EUV qu’elle entend perfectionner. Alors que les entreprises chinoises ont été acheter une technologie de source lumineuse auprès de KMLabs, basé aux États-Unis, pour étudier et effectuer une ingénierie inverseles obstacles sont nombreux dans leur mission.

Premièrement, il ne semble pas que des résultats aient été obtenus jusqu’à présent dans ce processus d’ingénierie inverse. Il est également très difficile d’intégrer une nouvelle technologie de source lumineuse dans les systèmes EUV existants, ce qui ajoute des étapes supplémentaires et donc des retards dans le processus de maîtrise d’une source lumineuse EUV. En outre, la source de lumière nécessite un ensemble de gaz, de collecteurs et d’amplificateurs de lumière ainsi qu’une technologie de champ magnétique pour fonctionner et jusqu’à présent, la Chine n’a réussi à développer aucun de ces composants. Les spécialistes prévoient qu’il faudra au moins deux ans à la Chine pour créer ces sources lumineuses.

Alors que la Chine s’est fixé pour objectif d’atteindre 40 pour cent d’autosuffisance en chips d’ici 2020 et 70 pour cent d’ici 2025, leur autosuffisance n’a pas encore dépassé les 20 pour cent. La Chine continue d’importer chaque année pour environ 400 milliards de dollars de semi-conducteurs. Ces statistiques montrent que la quête chinoise d’autosuffisance en matière de puces prend beaucoup de retard.

On craint que si la Chine parvient à infiltrer des entreprises comme ASML et à voler leurs données et leur matériel, elle pourrait contourner des années de travail et fabriquer des machines EUV dans un avenir proche. Plus tôt cette année, il a été signalé qu’un ancien employé d’ASML basé en Chine a pu voler les données de la puce. Même si les réglementations en matière de contrôle des exportations ont pu être violées, les données acquises ne semblent pas avoir eu d’impact significatif sur le développement d’un EUV par la Chine. Entreprise technologique chinoise DongFang JingYuan Electron a été accusé par ASML de vol de propriété intellectuelle en 2021 et cela ne semble pas non plus conduire à des développements significatifs dans l’industrie technologique chinoise. La création d’une machine EUV nécessite des masses de données, de ressources et d’expertise, ce qui signifie que même si ces cas de vol de données deviennent plus fréquents, il est peu probable qu’ils aient un effet révolutionnaire.

Il existe cependant un développement plus préoccupant pour l’Occident. La Chine a investi dans le développement d’un raccourci permettant d’atteindre des niveaux élevés d’efficacité des puces sans avoir besoin des équipements les plus puissants, grâce à un processus connu sous le nom d’emballage avancé. Ce processus implique diverses techniques d’empilement qui permettent de mieux regrouper les composants des micropuces pour créer un dispositif plus puissant.

Traditionnellement, l’étape de conditionnement de la fabrication des chips est sous-traitée à Entreprises OSAT qui privilégient les faibles coûts de main-d’œuvre et n’ont donc pas investi dans l’innovation de ces techniques. Maintenant, comme Paul Triolo, un expert en technologie chinoise au sein du cabinet de conseil ASG basé à Washington, l’a déclaré au China Project : «Les entreprises chinoises, dont Huawei, examinent attentivement les problèmes avancés d’emballage..» Des entreprises aux États-Unis, en Corée du Sud et à Taiwan font de même. Le succès de ce développement pourrait signifier que la Chine a le potentiel de créer des puces puissantes au niveau national sans avoir besoin de machines EUV. Étant donné que cet emballage avancé utilise du matériel et des technologies déjà en possession de la Chine, il sera difficile pour les États-Unis de contrer.

Il ne semble pas que la Chine soit en mesure de créer ses propres machines EUV dans un avenir proche, même avec des données acquises illégalement, des milliards de dollars de financement et le matériel qu’elle a l’intention de procéder à l’ingénierie inverse. Il est clair, cependant, que la découverte de la manière dont des techniques avancées de conditionnement peuvent être utilisées pour améliorer la puissance et l’efficacité des semi-conducteurs est un phénomène qui doit être surveillé de près.

Les États-Unis et leurs alliés travaillent au développement de cette technique, à la fois pour le bénéfice de leurs industries technologiques nationales et également afin de comprendre comment l’industrie chinoise des semi-conducteurs pourrait se développer. Rien ne garantit que cela fonctionnera comme un raccourci efficace, mais la possibilité que cela se produise souligne la nécessité de suivre de manière constante les développements dans ce secteur.

Une autre préoccupation concerne les 1 500 salariés en Chine qui pourrait être considéré comme un risque potentiel pour la sécurité à la lumière des récents cas d’espionnage signalés par l’entreprise. Comme Pékin a très récemment instruit « l’ensemble de la société »« Pour se prémunir contre les ennemis étrangers de la Chine, ces employés deviennent une cible potentielle encore plus grande. Il est très possible que des pressions soient exercées sur ces individus pour qu’ils utilisent leur position pour voler ASML comme des employés l’ont fait auparavant. Des efforts doivent être faits pour renforcer la sécurité de l’entreprise et surveiller toutes les méthodes possibles d’infiltration illégale.

Bien que les États-Unis aient fait des progrès significatifs pour obtenir la coopération des entreprises du secteur, la Chine semble déterminée à atteindre son indépendance dans le domaine des semi-conducteurs et continuera à consacrer ses ressources à ce projet.