Pénurie de semi-conducteurs, explosion des investissements et délocalisation

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3DInCities

15 avril 2021

La pénurie de semi-conducteurs évoquée le mois dernier semble avoir pris de l'ampleur, ou du moins la panique qui la sous-tend s'est amplifiée, car elle aura un impact majeur sur le secteur automobile, qui se répercutera ensuite sur de nombreuses entreprises dans le monde entier. Le seul constructeur automobile qui ne semble pas être affecté de manière significative est Toyota, parce qu'il a enfreint sa règle du Juste à temps (JAT). Sur la base d'expériences antérieures, Toyota et ses fournisseurs ont choisi de constituer des stocks et, d'après et les nombreux articles écrits à leur sujet, ils semblent mieux gérer la situation que la plupart des entreprises automobiles à l'heure actuelle.

Cependant, comment l'industrie des semi-conducteurs et ses clients en sont-ils arrivés à une pénurie mondiale de pièces détachées et pourquoi tout le monde est-il si désireux de ramener la fabrication de semi-conducteurs aux États-Unis ? Une partie de l'histoire de la relocalisation est quelque peu alambiquée et remonte aux années 1980. L'autre partie : Les pénuries de semi-conducteurs ou l'étroitesse de la chaîne d'approvisionnement sont relativement courantes, mais elles n'ont pas été aussi importantes ces dernières années.

L'surfre et la demande

Commençons par la question de l'surfre et de la demande. Les unités de semi-conducteurs connaissent une croissance relativement régulière au fil du temps. Selon IC Insights, le taux de croissance annuel composé sur 43 ans est de 8,6 %. En 2021, on s'attend à une croissance de 13 % après une baisse de 6,7 % en 2019 et une croissance de 2,6 % en 2020. La croissance n'est donc pas toujours régulière et peut être très cyclique.

Historiquement, c'est la mémoire qui a été le moteur de la cyclicité. Principalement parce qu'il n'est pas facile de construire une petite usine de mémoire. Bill McClean, PDG d'IC Insights, a mis au point un modèle de cycle de marché que la plupart des acteurs du secteur comprennent bien :

Si une entreprise parvient à bien gérer la cyclicité, par exemple en augmentant la capacité d'une nouvelle usine pour répondre à la demande du marché, il est probable qu'elle sera plus rentable.

Le bonheur, c'est une usine qui tourne à plein régime et qui a des clients qui paient, dit un dicton du secteur. Le défi consiste à maintenir l'usine à pleine capacité et à avoir des clients qui paient. En cas de pénurie, l'autre problème est que les clients commandent deux fois, puis, lorsqu'ils ont suffisamment de puces pour répondre à leur demande, annulent leur commande. C'est particulièrement difficile si les puces sont spécifiques à une industrie et ne peuvent pas être utilisées pour d'autres applications.

Pénurie à court terme de semi-conducteurs ou inflexion de la capacité ?

Il semble que, pour l'instant du moins, les capacités de l'industrie soient limitées. La vraie question est de savoir s'il s'agit d'un phénomène à court terme dû à la pandémie et au manque de prévoyance des fabricants qui dépendent des semi-conducteurs, comme l'industrie automobile. Ou bien le secteur se trouve-t-il à un point d'inflexion en raison de l'IdO et de l'informatique périphérique, de l'IA, de la 5G, des énergies renouvelables, de l'électrification des voitures et d'un secteur qui a besoin de plus de puces qu'il ne peut en produire actuellement ? La réponse dépend en partie de la personne à qui vous vous adressez.

La capacité en 200 mm est limitée et continuera à l'être en raison du nombre limité d'équipements 200 mm, de plaquettes de silicium et de l'ajout de nouvelles capacités 200 mm. Si vous regardez le comportement de l'industrie en matière de dépenses, il semble que les fabricants de puces de pointe pensent que la capacité sera limitée. TSMC dépense 100 milliards de dollars sur 3 ans, Intels'est récemmentengagé à dépenser 20 milliards de dollars pour lancer ses activités de fabrication et de fonderie aux États-Unis. Samsung devrait dépenser environ 28 milliards de dollars en 2021, soit unmontant proche de celui dépensé en 2020.

SEMI a publié son rapport sur les dépenses mondiales d'équipement pour le premier trimestre et prévoit trois années de croissance entre 2020 et 2022, les dépenses atteignant 83 milliards d'euros en 2022.

Trois années de croissance consécutive sont inhabituelles ; trois années de croissance à deux chiffres sont historiques. Donc, si vous suivez l'argent, la réponse serait : Oui ! le secteur semble être à un point d'inflexion de la croissance.

Toutefois, Mark Liu, président de TSMC, a récemment qualifié d'irréaliste l'augmentation du nombre de semi-conducteurs aux États-Unis et dans l'UE , et a déclaré que la pénurie était due à une double réservation. Hassane El-Khoury, PDG d'On Semiconductor, pense que son entreprise sera en mesure de répondre à la demande au cours du second semestre de l'année.

La pénurie actuelle de semi-conducteurs est-elle donc le résultat d'une mauvaise planification de la production et des stocks à la suite de la pandémie, du conflit commercial entre les États-Unis et la Chine et de quelques malheureuses fermetures d'usines ? Probablement, mais l'avenir nous le dira.

Les trois grands dépensent beaucoup

Vient ensuite la question des dépenses d'investissement des trois grands. TSMC et Intel sont les plus faciles à décomposer. Intel construira une usine de fonderie et une autre usine pour les matériaux de 7 nm et moins. Il s'agira des premières nouvelles fabs d'Intel depuis Fab 42, dont la construction a commencé en 2011, mais a commencé à produire des wafers en 2020. Ces nouvelles fabs nécessiteront également la lithographie dans l'ultraviolet extrême (EUV), qui requiert une structure de fab légèrement différente pour l'équipement EUV. Les 20 milliards de dollars serviront à lancer la construction des nouvelles fabs. Intel a investi 23 milliards de dollars dans l'usine 42, ce qui signifie qu'il reste encore beaucoup à dépenser pour que les deux prochaines usines entrent en production. (Voir la photo de présentation, source : Intel).

Les 100 milliards de dollars de TSMC permettront probablement de construire trois usines, deux probablement à Taïwan et une aux États-Unis. Les fabs prendront probablement en charge les processus de 5 nm et moins qui en sont aux premiers stades de la fabrication et du développement.

Il semble que les investissements de Samsung seront répartis entre Austin et la Corée. L'usine d'Austin fabriquera probablement des dispositifs logiques, tandis que l'usine coréenne prendra en charge les DRAM et les NAND.

Du point de vue des analystes, il s'agit davantage d'affaires courantes que de lutte contre une pénurie de puces, à l'exception de TSMC qui construit enfin une usine aux États-Unis ; mais cette usine est probablement motivée par des raisons politiques, de sorte qu'elle ira probablement de l'avant, d'autant plus que l'administration actuelle s'efforce de reprendre le dessus dans le domaine de la technologie.

La bonne nouvelle derrière toutes ces dépenses est que, pour la première fois depuis un certain temps, un montant significatif de Capex est dépensé aux États-Unis pour construire quatre nouvelles usines de pointe. Même si cela ne constitue qu'une partie du chemin vers la relocalisation de la technologie des semi-conducteurs, c'est un très bon début. C'est un très bon début. ~ Dean