Où de nouvelles capacités de fabrication de semi-conducteurs sont-elles construites ?

Il existe un certain nombre de facteurs à prendre en compte lors de l'analyse de la croissance de l'industrie des semi-conducteurs. Les nouveaux appareils électroniques et les fonctions numériques améliorées dépendent également d'une puissance de traitement accrue de composants beaucoup plus petits, résultant en des produits plus capables dans des emballages compacts—l'art de la numérisation à son meilleur. . 

Au cours des dernières années, les industries ont vu leurs plus grandes réalisations de numérisation et de développement freinées par la perturbation de ce marché et, malgré une reprise nécessaire, il y a encore des changements majeurs en cours alors que les ventes augmentent jusqu'à 15,2 % d'une année sur l'autre. 

Maintenant en « surplus sévère », l'application est clé pour le secteur, et ceux capables de déplacer leurs efforts et de livrer des solutions plus compatibles avec l'intelligence artificielle continueront de récolter leur part du marché. Pendant de nombreuses années, la responsabilité a été sur la région Asie-Pacifique (APAC) de livrer à l'échelle mondiale, représentant une part de 60 % du marché mondial. 

Avec plus de composants sur le marché, la vraie compétition combine le prix avec la fonctionnalité, et des entreprises comme NVIDIA et Advanced Micro Devices (AMD) dépendent de puces plus puissantes pour construire du matériel de plus en plus intelligent pour certaines des principales entreprises technologiques mondiales. 

Tendance : L'IA stimule l'innovation dans les semi-conducteurs

Alors que l'IA devient un composant de base dans les appareils numériques et les services cloud, l'exploitation de telles fonctions nécessite l'accès à d'immenses réservoirs de données ainsi que la capacité d'incorporer plus d'informations au fur et à mesure que les choses se déroulent. La réalité est que les opérateurs de cloud nécessitent un plus grand soutien de la part des fournisseurs de centres de données pour permettre une puissance de calcul significativement plus importante pour leurs développements. 

Cela fait écho dans la chaîne jusqu'à des entreprises comme NVIDIA, qui fabrique des unités de traitement graphique (GPU) de nouvelle génération capables de prendre en charge les fonctions d'IA, et plus haut dans la chaîne se trouve la production de puces—dans ce cas, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) soutient directement les ventes mondiales du développeur de matériel basé aux États-Unis. 

Maintenant que l'industrie des semi-conducteurs est entrée dans un état de récupération—un état sain, en fait—l'accent est mis sur l'endroit où de nouvelles capacités de fabrication vont émerger, et la course pour tirer parti de l'IA pourrait être un facteur important.

Les fournisseurs de cloud américains partagent la demande de puces

Selon les données de TrendForce, la demande de plus en plus élevée pour les serveurs IA populaires sera influencée par les fournisseurs de cloud nord-américains, tels que Google, Microsoft et Amazon Web Services (AWS)—clients clés de NVIDIA et AMD. 

TRANSLATE:

Cela entraînera une plus grande collaboration entre des acteurs comme NVIDIA et AMD en tant que fournisseurs de GPU et les géants technologiques qui mènent la danse dans l'environnement numérique. En conséquence, il est prédit que 60% de la demande mondiale proviendra des principaux acteurs—Meta étant un autre exemple—et Microsoft en acquerra le plus.

Alors, quel est le résultat de cela ? Il est probable que nous verrons les géants technologiques américains collaborer pour construire une part importante dans le monde piloté par l'IA, en partie grâce au principal fabricant de semi-conducteurs d'Asie.

En termes de fabrication de GPU et d'autres matériels, cependant, afin de fournir les fonctions d'IA que les grandes entreprises anticipent, la capacité pour de tels composants aura lieu aux États-Unis en raison de ses partenariats internes entre les principales entreprises de matériel et de logiciel.

Les enjeux entre les États-Unis et la Chine pour la fabrication mondiale de semi-conducteurs

La réalité qui se profile pour l'industrie technologique est la part écrasante de l'Asie dans les innovations technologiques mondiales. Un exemple de cela peut être trouvé dans l'installation de Newport Wafer Fabrication au Royaume-Uni, qui partage maintenant la majorité de son propriété avec Nexperia—une entreprise basée aux Pays-Bas mais appartenant à Shanghai sous Wingtech.

L'entreprise américaine Vishay a annoncé en novembre 2023 qu'elle achèterait Newport Wafer Fab pour 177 millions de dollars américains, ce qui représente en quelque sorte le passage de pouvoir d'un pôle à l'autre—entre les États-Unis et la Chine. Néanmoins, il semble qu'il ne peut y avoir de discussion dans ce secteur sans la participation de l'Asie—comme nous le discuterons ensuite.

L'Europe pour regagner la capacité de fabrication de puces

En septembre 2023, l'Acte européen sur les puces de l'Union européenne est entré en vigueur dans le but de reprendre le contrôle des ventes locales de semi-conducteurs et d'améliorer la résilience dans un marché fluctuant, renforçant ainsi le leadership technologique de la région. Cela permettra un plus grand investissement dans le marché des semi-conducteurs de l'UE d'un montant stupéfiant de 45 milliards de dollars américains (environ 41 milliards d'euros), avec 11,7 milliards de dollars américains (10,7 milliards d'euros) injectés dans de nouvelles recherches et développement (R&D) et capacité de fabrication.

Il est important de noter que ces fonds sont destinés à attirer des investissements de la part des principaux fabricants de puces comme Intel—le plus grand investisseur dans son bloc commercial—et TSMC, mais surtout à attirer davantage de développement de la capacité de fabrication européenne.

Alors que les plans de l'Europe sont très ambitieux, ses engagements climatiques étendus posent également des défis car davantage d'accent est mis sur la réduction des émissions industrielles, ce qui, à son tour, pose des contraintes car l'efficacité énergétique est également un facteur critique dans ses efforts de fabrication croissants.

Défis actuels de la fabrication de semi-conducteurs

Certains des défis spécifiques à l'industrie des semi-conducteurs doivent être pris en compte par les principales entreprises technologiques qui souhaitent acquérir plus de puissance dans des emballages plus petits.

Contraintes de lithographie : La lithographie optique traditionnelle a bien servi l'industrie alors que la taille des composés a considérablement réduit au fil des ans. Maintenant, cette technologie d'impression atteint un plafond, rencontrant des problèmes plus complexes avec les micro-composants. Le développement de la lithographie ultraviolette extrême (EUVL) espère surmonter ces limitations, mais elle peut également être coûteuse et défectueuse.

Réduction des nœuds de traitement : Dans la véritable nature du numérique, les entreprises exigent plus de puissance dans des emballages de plus en plus petits. À mesure que les semi-conducteurs augmentent en densité et en performance, les fabricants sont confrontés à des problèmes tels que davantage de fuites de courant, de variabilité, et même plus de défauts en production.

Approvisionnement en matériaux : La réduction des semi-conducteurs nécessite une nouvelle composition et des matériaux plus difficiles à acquérir. Les unités de plus en plus compactes ont tendance à incorporer de nouveaux composés métalliques et des matériaux ayant une plus grande capacité à stocker de l'énergie par rapport au dioxyde de silicium.

Coût : Les pays augmentant leur capacité peuvent s'attendre à un coût de 15 à 20 milliards de dollars US pour construire une installation de fabrication suffisante. Afin de concurrencer en grands volumes, les entreprises nécessitent des systèmes plus compliqués pour assurer l'efficacité de la production et la qualité des composants. Par exemple, les solutions EUVL nécessaires pour répondre à cela devraient doubler par rapport à leur coût individuel actuel de 150 millions de dollars US.

Pénurie de compétences : Malgré la reprise de sa pénurie de matériaux et de composants et l'état bourgeonnant des technologies de pointe, l'industrie connaît toujours une pénurie de travailleurs qualifiés pour s'attaquer à une production plus élevée.

Les aspects environnementaux de l'augmentation de la capacité de fabrication

Les marchés doivent également prêter attention aux tendances en cours dans le secteur de l'énergie. Alors que l'approvisionnement en énergie et la décarbonation entrent en jeu dans toutes les activités industrielles, l'augmentation de la capacité de fabrication survient alors que les organisations sont également censées réduire leur consommation d'énergie - un processus énergivore pour construire des technologies à faibles émissions pour l'avenir ne ferait que déplacer les impacts de l'industrie plus haut dans la chaîne d'approvisionnement.

La capacité de fabrication de semi-conducteurs dépend du capital

Tout bien considéré, le maintien de la trajectoire de croissance actuelle nécessite des investissements significatifs en compétences et en innovation. Les pays émergents dans cet espace - comme c'est le cas de l'Europe - comptent sur le soutien des leaders de l'industrie pour fournir les fonds nécessaires à l'acquisition de parts plus importantes de leurs marchés locaux.

Il semble que tous les chemins mènent de nouveau à l'Est, où les leaders bien établis continuent d'attirer l'attention d'autres régions pour soutenir leur augmentation de capacité d'une manière ou d'une autre.