Le succès d'Intel est venu de la fabrication de ses propres puces. Jusqu'à présent, l'entreprise

C'était l'orthodoxie au sein d'Intel. Pour prospérer, elle devait rester le fabricant de ses puces phares, qui sont les cerveaux des ordinateurs, longtemps après que de nombreux rivaux ont externalisé la fabrication et se sont contentés de la conception.

Ainsi, le 23 juillet, lorsque le directeur général Bob Swan a déclaré, lors d'une conférence téléphonique sur les résultats, qu'Intel envisagerait d'externaliser la fabrication de certaines de ses puces les plus avancées, il s'agissait d'une étape importante dans l'histoire de la perte de la primauté de l'Amérique en matière de fabrication.

Pour la deuxième fois consécutive, les usines d'Intel ont échoué dans la fabrication des circuits qui sous-tendent une nouvelle génération de puces appelées unités centrales de traitement, ou CPU, dont les transistors sont tous plus minuscules les uns que les autres. L'entreprise a dû mettre au rebut une grande partie de ce que ses usines avaient fabriqué au cours des essais et repousser le délai de livraison promis. Selon M. Swan, Intel va maintenant reconsidérer la manière de fabriquer les puces qui seront commercialisées à partir de l'année 2023.

L'entreprise pourrait finir par les externaliser, continuer à les fabriquer en interne ou utiliser une nouvelle approche consistant à traiter une puce en partie elle-même et à sous-traiter certains autres processus sur la puce, a déclaré M. Swan. Intel a considéré cette décision, a-t-il dit, "comme un signe de force, et non comme un signe de faiblesse, qui nous donne beaucoup plus de flexibilité pour prendre des décisions sur la manière la plus efficace de construire nos produits".

La concession de l'entreprise de Santa Clara, en Californie, selon laquelle elle s'est heurtée au mur de l'usine, c'est-à-dire que les circuits sont devenus si petits qu'elle pourrait ne pas être en mesure de fabriquer elle-même certaines des puces les plus importantes de manière rentable, se répercute au-delà de la Silicon Valley.

"L'incapacité d'Intel à résoudre ce problème", a déclaré David Ysurfie, directeur d'Intel pendant 29 ans jusqu'en 2018, "est une perte que le pays va ressentir".

Intel a refusé d'accorder une interview à M. Swan, rappelant qu'il s'était engagé à faire le point sur sa stratégie dans les mois à venir.

Le fabricant de puces reste le plus important des États-Unis en termes de chiffre d'affaires, et ses derniers déboires pourraient ne pas menacer ses ventes pendant des années, étant donné que les cycles de développement de l'industrie durent des années. L'entreprise a déclaré qu'elle s'attendait à enregistrer un chiffre d'affaires record et un bénéfice par action proche du record pour 2020, grâce à une augmentation des dépenses technologiques à l'ère de la pandémie.

Par le passé, des problèmes de fabrication ont retardé le lancement de nouvelles générations de processeurs et d'autres puces avancées. Alors qu'Intel est déjà en retard sur son calendrier initial pour les puces de pointe dont la production est prévue dans environ deux ans, la société tente d'éviter tout retard supplémentaire, même si cela signifie qu'elle doit externaliser la production de puces critiques.

Intel doit décider dans les mois à venir où produire ces puces, a déclaré M. Swan lors d'une conférence téléphonique sur les résultats en octobre. Intel a déjà décidé de confier la production de certaines parties d'une nouvelle unité de traitement graphique, une puce puissante utilisée dans les centres de données, à un fabricant sous contrat, a-t-il révélé en juillet.

"Il s'agit davantage d'une entreprise qui se tourne un peu vers l'intérieur pour s'engager dans le monde extérieur", a déclaré Navin Shenoy, qui supervise certains des projets les plus importants d'Intel, notamment ceux qui concernent les puces pour serveurs et les calculs d'intelligence artificielle. Ce changement, a-t-il ajouté, a donné lieu à "de nombreux débats".

L'action d'Intel a chuté depuis l'annonce de M. Swan, clôturant à 45,68 dollars jeudi, soit une baisse de 24 % par rapport au 23 juillet. L'indice S&P Semiconductor Select Industry Index a augmenté de 23 % au cours de cette période.

La loi de Moore

Une grande partie des entreprises américaines ont externalisé la fabrication des produits qu'elles concevaient. Il vaut mieux consacrer des ressources aux tâches créatives que vous maîtrisez le mieux et laisser quelqu'un d'autre risquer le capital nécessaire pour se spécialiser dans la fabrication des produits, souvent là où le coût de la main-d'œuvre est faible. Des entreprises, des fabricants de vêtements à Apple Inc., ont confié la production à des fabricants sous contrat à l'étranger.

Intel était différent.

Fondée en 1968, l'entreprise est devenue un parangon du leadership technologique américain en concevant et en construisant les moteurs de générations d'ordinateurs personnels et d'autres appareils. Son csurondateur, Gordon Moore, a littéralement écrit la loi qui a permis l'une des plus grandes avancées économiques de l'histoire mondiale.

La loi de Moore, qui décrit comment les ingénieurs trouvent des moyens de réduire les circuits à un rythme prévisible année après année, a donné au monde les puces puissantes et peu coûteuses qui sous-tendent les recherches sur Google, les pages Facebook, les applications pour smartphones, la vidéo en continu - tout ce que le monde considère comme un acquis technologique.

L'orthodoxie d'Intel s'est appuyée sur cette loi : Ses ingénieurs spécialisés dans les puces peuvent créer de meilleurs circuits s'ils travaillent directement avec les ingénieurs de fabrication pour adapter les nouvelles puces aux nouveaux équipements de production. Cela serait plus difficile avec un fabricant extérieur.

Le changement de stratégie de l'entreprise pour 2020 rappelle une autre crise d'Intel. En 1985, l'entreprise a abandonné l'énorme marché des mémoires dites à accès aléatoire, des puces qui stockent des données. L'entreprise était un acteur majeur de cette technologie et estimait qu'elle devait rester dans ce secteur pour être compétitive. Mais comme la loi de Moore rendait les puces de mémoire de moins en moins chères, Intel n'a pas pu suivre le rythme de ses énormes rivaux japonais qui ont injecté des capitaux dans des usines toujours nouvelles. Les puces sont devenues des produits de base.

Le départ d'Intel de ce marché des mémoires a été cité à l'époque comme une preuve que l'Amérique perdait son avance technologique. Au contraire, pour Intel, cette décision a marqué le début d'une ère de prospérité. L'entreprise a concentré ses ressources sur son point fort, la conception d'unités centrales de traitement, qui ont généré des bénéfices plus élevés en partie parce que leurs circuits étaient protégés par les droits de propriété intellectuelle d'Intel.

Associées au système d'exploitation Windows de Microssurt Corp., les puces d'Intel ont formé le duopole "Wintel" qui a régné sur le monde pendant des années, conférant aux entreprises une telle domination qu'elles sont devenues la cible des autorités fédérales de régulation des ententes et abus de position dominante.

Intel a perdu de son lustre dans la Silicon Valley au 21e siècle avec l'émergence de nouveaux géants de l'internet, mais elle est restée une force puissante sur le marché pour fournir des processeurs qui aident à faire fonctionner les surfres de ces nouveaux géants. Les puces d'Intel équipent la plupart des PC dans le monde et presque tous les serveurs des centres de données qui traitent les données des entreprises et que Microssurt, Google (Alphabet Inc.) et Amazon.com Inc. utilisent dans leurs opérations d'informatique en nuage (cloud computing).

L'entreprise possède aujourd'hui dix sites de production importants, dont quatre aux États-Unis.

Stratégies concurrentes

D'autres fabricants de puces ont opté pour un divorce avec la fabrication. Advanced Micro Devices Inc, un concurrent de longue date d'Intel sur le marché des processeurs, s'est séparé de ses usines il y a une dizaine d'années. Nvidia Corp, spécialisée dans les puces graphiques, a toujours fait appel à des fabricants extérieurs et a dépassé Intel cette année en tant que plus grande entreprise américaine de puces en termes de valeur marchande.

Parmi les avantages : Les fabricants de puces n'ont pas besoin d'investir dans des usines et n'ont pas à s'inquiéter d'être en sous-capacité dans leurs propres usines lorsque la demande faiblit. Lorsqu'un fabricant sous contrat rencontre des problèmes, les puces conçues pour être fabriquées par d'autres ont tendance à être plus faciles à transférer à d'autres producteurs dans l'"écosystème" mondial de production de puces, comme l'appelle l'industrie, qui s'est orienté vers des approches de conception et de fabrication normalisées.

Intel externalise une partie de sa production (environ 20 % de sa production actuelle) lorsque la demande de nouveaux produits à croissance rapide, tels que les puces embarquées dans les voitures, dépasse ses capacités. L'entreprise laisse souvent les fabricants de puces qu'elle acquiert continuer à faire appel à des fabricants externes.

Mais l'entreprise a toujours fabriqué ses processeurs en interne. Selon des employés actuels et anciens d'Intel, la culture d'ingénierie et de gestion d'Intel est marquée par la confiance en sa capacité à relever les défis liés à l'application de la loi de Moore dans les usines.

En 2018, la pression concurrentielle s'est accrue. Les géants des puces comme Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. et le sud-coréen Samsung Electronics Co. avaient rattrapé Intel en ce qui concerne le nombre de transistors que leurs usines pouvaient faire tenir sur un millimètre carré de silicium. Ils fabriquent des puces sous contrat pour certains concurrents d'Intel, notamment AMD et Nvidia, de sorte que leurs usines sont, par essence, en concurrence avec celles d'Intel.

Intel a cherché à faire face à cette situation en inventant de nouveaux types de transistors, plus performants sans être plus petits, et en inventant de nouvelles façons d'assembler les puces, ce qui leur conférait un avantage en termes de performances.

Les usines de fabrication de puces modernes peuvent coûter des dizaines de milliards de dollars et impliquent des machines capables d'imprimer des circuits d'une largeur de quelques atomes seulement. L'industrie des puces évolue continuellement vers des circuits plus petits et vers de nouveaux équipements d'usine capables de les produire. En 2015, les puces les plus avancées en production avaient des transistors de 14 nanomètres, une mesure qui se réfère vaguement à leur taille et qui équivaut à environ un dix millième de la largeur d'un cheveu humain moyen.

En 2018, l'industrie s'est orientée vers des puces plus petites de 10 nanomètres. Brian Krzanich, alors PDG d'Intel, a fait le pari que l'entreprise pouvait réaliser quelque chose de sans précédent avec cette génération : faire tenir 2,7 fois plus de transistors dans le même espace qu'auparavant. En règle générale, l'industrie double la densité des transistors à chaque fois qu'elle progresse, et ce succès aurait pu permettre à Intel de prendre de l'avance.

Cette démarche, a expliqué M. Krzanich aux analystes et aux actionnaires en 2018, s'est avérée trop audacieuse. Pour y parvenir, a-t-il dit, les ingénieurs ont pris des risques dans le processus de développement qui ont causé des problèmes difficiles à surmonter.

En conséquence, Intel a connu des problèmes de fabrication répétés et des retards de production qui, associés à une demande croissante de puces, ont contribué à une pénurie de ses processeurs qui a freiné les ventes dans l'ensemble du secteur mondial des ordinateurs personnels. L'un des problèmes était d'ordre physique. À mesure que les transistors rétrécissaient, l'électricité commençait à se comporter de manière inattendue, ce qui nécessitait de nouvelles combinaisons de matériaux et de conceptions de puces, un obstacle de plus en plus important pour tous les fabricants de puces.

M. Krzanich, qui a été évincé d'Intel en 2018 pour des raisons sans rapport avec l'entreprise - ayant ce que l'entreprise a décrit comme une relation consensuelle avec une employée - n'a pas répondu aux demandes de commentaires. M. Swan, alors PDG par intérim, s'est excusé auprès des clients en raison des retards de fabrication qui se sont répercutés sur l'industrie.

Intel a depuis résolu les problèmes liés à ses puces de 10 nanomètres, mais l'entreprise continue à gérer les conséquences de ces retards répétés. La résolution des problèmes de production a été compliquée par le lien étroit entre les opérations de conception et de fabrication des puces d'Intel, qui a évolué au fil des décennies. Comme Intel optimisait les conceptions pour ses propres outils de fabrication de puces, elle ne pouvait pas facilement se tourner vers des fabricants extérieurs pour rattraper son retard. Il était donc difficile de se remettre rapidement d'un faux pas.

Flexibilité accrue

Intel prenait des mesures techniques pour accroître la flexibilité de sa fabrication. Dans le même temps, des ingénieurs ont rejoint Intel après avoir travaillé pour des fabricants de puces qui recouraient à l'externalisation et qui souhaitaient accélérer ce changement. Pour eux, limiter la conception des puces à cause des particularités des usines internes n'avait aucun sens, a déclaré un ingénieur connaissant bien Intel, même s'ils voyaient aussi les avantages qu'il y avait à ce qu'Intel conserve ses propres usines.

L'acquisition par Intel de NetSpeed Systems Inc. et l'arrivée de Sundari Mitra, PDG de NetSpeed, ont contribué à accélérer la normalisation de la conception des puces, ce qui permet aux architectes de tirer plus facilement parti de n'importe quel processus de fabrication, qu'il soit interne ou externe, a déclaré l'entreprise.

En 2019, les ingénieurs et les cadres d'Intel débattaient de la manière de fabriquer les futures puces CPU de 10 nanomètres qui avaient été retardées en raison de retards techniques antérieurs. Les débats étaient parfois houleux, certains ingénieurs exhortant la direction à envisager de laisser quelqu'un d'autre fabriquer les puces si les installations internes n'y parvenaient pas, tandis que certains cadres affirmaient que les usines pouvaient résoudre leurs problèmes.

L'ingénieur en chef Venkata "Murthy" Renduchintala a déclaré aux analystes en mai 2019 qu'Intel avait tiré les leçons de ses échecs précédents et que ses puces à 10 nanomètres étaient sur la bonne voie. La prochaine génération de CPU d'Intel - 7 nanomètres - était sur la bonne voie pour commencer la production en 2021, leur a-t-il dit.

Cela n'a pas été le cas. La fabrication de la prochaine génération de CPU a maintenant un an de retard sur les plans initiaux, ce qui retardera de six mois l'arrivée des produits sur le marché, a déclaré Intel. Intel a remanié son équipe technique et annoncé le départ de M. Renduchintala. Ce dernier n'a pas souhaité faire de commentaires. Intel a refusé de commenter le départ de M. Renduchintala, citant une déclaration faite à l'époque selon laquelle il avait quitté l'entreprise dans le cadre d'un remaniement de la direction visant à améliorer l'exécution de la technologie des puces de l'entreprise.

Lors de la conférence téléphonique de juillet, M. Swan a déclaré aux analystes : "Nous allons être assez pragmatiques pour savoir si et quand nous devons fabriquer des produits à l'intérieur ou à l'extérieur".

La nouvelle approche de l'entreprise, a déclaré M. Swan, consisterait à fabriquer les meilleures puces du marché dans les délais impartis. Les usines d'Intel seraient l'option de fabrication privilégiée, mais, si nécessaire, la production pourrait être externalisée. Intel prévoit toujours d'investir massivement dans ses propres usines et dans la future technologie de pointe des transistors, a déclaré M. Swan.

Dans le cadre de son évolution vers plus d'externalisation, Intel adopte pour certaines puces ce qu'elle appelle la "désagrégation", un processus qui lui permet de fabriquer une seule puce en utilisant des processus de fabrication dans différents endroits. Intel peut commencer à fabriquer une puce dans une usine interne, puis la transférer dans une autre, ou commencer à fabriquer une puce dans une usine Intel, puis l'envoyer à un fabricant extérieur pour y ajouter des éléments qu'Intel ne produit pas aussi bien. La société a déclaré qu'elle commençait ce type de fabrication mixte, mais sur une base limitée, avec des puces comprenant une unité de traitement graphique à venir.

"Lorsque vous passez à cette approche de conception désagrégée ou modulaire", a déclaré M. Shenoy d'Intel, "nous pouvons prendre différents éléments d'une puce et choisir différentes fonderies".

M. Swan a déclaré, lors de la conférence téléphonique des analystes en octobre, qu'Intel déciderait d'ici le début de l'année prochaine comment gérer les puces en 2023 et 2024.

Si Intel avait adopté la nouvelle approche de conception plus tôt, elle se serait épargné des problèmes avec les puces de 10 nanomètres, a déclaré Raja Koduri, architecte en chef des puces d'Intel, lors d'une présentation virtuelle en août. Aujourd'hui, il faudra attendre fin 2022 ou 2023 pour que la souplesse de conception soit utilisée dans une large gamme de puces, a-t-il déclaré au Wall Street Journal ce même mois.

L'externalisation présente des risques, a déclaré François Piednoël, un ancien ingénieur d'Intel qui a quitté l'entreprise en 2017 après deux décennies, car elle implique des changements dans le processus de conception des puces qui sacrifient les performances. M. Piednoël, actionnaire d'Intel, fait pression pour que le conseil d'administration d'Intel compte davantage d'experts en conception de puces. Le conseil d'administration ne comprend qu'un seul expert en semi-conducteurs, bien qu'il comprenne des personnes dont les employeurs actuels ou anciens ont été de grands consommateurs de semi-conducteurs.

M. Piednoël s'est fait remarquer en août et en septembre avec des vidéos sur YouTube qui remettaient en question les choix d'Intel en matière de conception de puces et critiquaient sa culture d'entreprise, qui, selon lui, s'est éloignée de l'éthique combative mais collaborative mise en place par son PDG de longue date, le défunt Andy Grove.

Selon M. Shenoy, Intel considère toujours que le fait de disposer d'usines de fabrication de puces constitue un avantage par rapport à ses rivaux qui doivent s'en remettre à d'autres. "Le fait de disposer d'une technologie de fabrication avancée aux États-Unis est un avantage concurrentiel très important qui ne nous a pas échappé.