Les principaux points faibles de l'industrie chinoise des semi-conducteurs résident dans sa dépendance aux outils de conception électronique et à la propriété intellectuelle, aux équipements et matériaux nécessaires, dans l'important fossé technologique et dans la pénurie de talents de haut niveau. Il est donc impératif de rester vigilants. Tant que ces points faibles persisteront, le développement industriel restera entre les mains d'autres acteurs et subira inévitablement diverses entraves.

Le développement de l'industrie chinoise des semi-conducteurs est marqué par une forte dépendance aux importations d'équipements, une source d'inquiétude majeure. Les États-Unis s'en servent fréquemment comme moyen de pression. Or, les avancées dans le secteur des équipements et matériaux pour semi-conducteurs sont certes complexes, mais impératives. Résoudre ces problèmes majeurs représente un défi de taille, car cela revient à remettre en cause, en un temps record, le socle industriel accumulé par l'Occident au cours du siècle dernier.

Première impression

Du point de vue de l'industrie de la fabrication de puces, un problème de « première impression » se pose. Comme chacun sait, « un dispositif générateur, un processus générateur et un dispositif générateur ». Cela signifie une interdépendance entre les équipements, les processus et les dispositifs. Grâce à des équipements de fabrication de semi-conducteurs de pointe, la production en série de dispositifs est possible. On peut comparer ces équipements à une « machine à imprimer de l'argent ». Chaque puce en silicium coulé se vend entre 1 000 et 2 000 dollars (pour 20 cm de long), voire plus. La capacité de production mensuelle d'une ligne de production peut atteindre 20 000 à 100 000 unités. Par conséquent, la valeur ajoutée des puces conformes est très élevée. Le bon fonctionnement des équipements de semi-conducteurs est fondamental pour garantir ce résultat. L'industrie a un jour affirmé que, pourvu qu'elle dispose des fonds nécessaires et des équipements pour semi-conducteurs, elle peut produire des dispositifs. Cela démontre que les semi-conducteurs sont indissociables de ces derniers.


D'un point de vue technique, une fois le procédé de fabrication d'un composant défini, l'équipement semi-conducteur correspondant est immuable. Même s'il s'agit d'un procédé PVD (dépôt physique en phase vapeur), ces équipements ne sont pas interchangeables, sous peine de devoir réajuster le procédé et de compromettre la fiabilité du matériel. Par conséquent, le choix de l'équipement de traitement par un fabricant de puces est cohérent avec la source de sa technologie de procédé. Par exemple, si UMC achète la technologie d'interconnexion cuivre d'IBM, l'équipement acquis par UMC doit être compatible avec celui d'IBM, c'est-à-dire que la marque, le modèle et les spécifications techniques doivent être identiques. Cependant, l'industrie chinoise de la fabrication de puces a démarré tardivement. Par exemple, lorsque SMIC a commencé à développer sa propre technologie de procédé, l'entreprise a importé certaines technologies du Japon. À cette époque, lorsqu'elle a développé sa propre technologie, la quasi-totalité de ses équipements étaient américains et japonais, ce qui a conduit à l'utilisation de ces mêmes équipements en Chine. Les équipements importés sur la chaîne de production étant des produits de pointe, les équipements nationaux n'ont pratiquement pas bénéficié de la possibilité d'essais et d'erreurs.


À moins que les fabricants chinois de puces n'utilisent directement des équipements domestiques dès la phase de développement, ces dispositifs continueront d'utiliser massivement ces équipements. Or, un autre problème se pose immédiatement. À ce stade, les performances des équipements domestiques doivent répondre aux exigences minimales, et une confiance suffisante doit exister entre les fabricants de puces chinois. En pratique, avec peu d'investissements en R&D dans les équipements domestiques et un manque de possibilités d'expérimentation, il est peu probable que les fabricants de puces prennent le risque d'intégrer ces équipements domestiques à une chaîne de production de masse, si ce problème est avéré. Dans ce contexte, le processus d'expérimentation, long et coûteux, serait contre-productif. Par conséquent, cette approche complexe persiste. Tant que l'importation d'équipements restera possible, les opportunités pour les équipements semi-conducteurs domestiques resteront limitées. Telle est la situation actuelle des équipements domestiques dans le secteur.

Intégration des équipements et des procédés pour semi-conducteurs

Dans les années 1980, l'achat d'équipements pour semi-conducteurs (comme les machines de gravure) ne garantissait que leurs fonctions matérielles, telles que la vitesse et l'uniformité de gravure. Après l'acquisition, les clients devaient développer leurs propres procédés de fabrication pour répondre aux exigences de la production en série. Or, il était quasiment impossible pour eux de développer ces procédés seuls, sans la collaboration des fabricants, ce qui ralentissait considérablement la production en série.


Face à la demande croissante d'intégration des équipements et des technologies, essentielle au développement de l'industrie des semi-conducteurs, le secteur des équipements a dû franchir une étape cruciale : la recherche et le développement de méthodes pour appliquer ce processus aux dispositifs. Ces deux domaines requièrent des compétences distinctes. Parallèlement, la mise en place d'une ligne de test est indispensable. Cette ligne de test doit être maintenue depuis l'acquisition des équipements jusqu'à leur exploitation et leur maintenance. Malgré un coût élevé, les fabricants d'équipements ont surmonté ces difficultés. Les équipements commercialisés aujourd'hui intègrent un processus spécifique et sont immédiatement opérationnels sur la ligne de production du client. Ils s'intègrent à l'ensemble de la chaîne de production des puces. Le succès de la technologie des couches minces a permis d'accroître la valeur des équipements pour semi-conducteurs, passant de centaines de milliers de dollars à plusieurs millions de dollars par unité, témoignant ainsi de leur importance. Cette croissance illustre également le succès international de l'industrie des équipements pour semi-conducteurs.

Possibilités d'essais et d'erreurs

Le processus de recherche et développement des équipements pour semi-conducteurs doit débuter par un prototype qui, après de nombreuses modifications, deviendra progressivement un produit commercialisable. Comme pour tout nouveau produit, une phase d'essais et d'erreurs est nécessaire, car le prototype initial présente nécessairement des défauts. Abstraction faite des exigences minimales pour les équipements conventionnels, le MTBF moyen entre les pannes est supérieur à 200 jours et requiert donc une approche par essais et erreurs. Le problème a été identifié et de nombreuses modifications ont été apportées afin de répondre aux exigences de production de l'équipement.


Mais la question de la possibilité d'expérimenter et d'apprendre de ses erreurs est plus complexe, car elle implique les intérêts respectifs des fabricants d'appareils et des fabricants de puces.


Du point de vue des fabricants d'équipements nationaux, deux impératifs se dégagent : premièrement, la situation actuelle du secteur. Les fabricants d'équipements ne sont toujours pas en mesure de mettre en place leurs propres lignes de test et manquent de compétences et de personnel qualifié dans le domaine des semi-conducteurs. Deuxièmement, il est essentiel de soutenir et de faire confiance à la production locale de dispositifs, et de lui donner les moyens de réussir.

Cependant, du point de vue des fabricants de puces, d'une part, l'équipement prototype fourni doit d'abord atteindre un état quasi fonctionnel, et d'autre part, sa mise au point exige d'importantes ressources humaines, financières et matérielles. Ce coût est élevé. Les fabricants de puces ne devraient pas l'utiliser.

Cette contradiction peut être résolue à l'étranger. Généralement, les grands fabricants d'équipements conçoivent leur propre partie de la ligne de test. Celle-ci remplit une double fonction : d'une part, permettre aux clients d'utiliser leurs plaquettes de silicium intermédiaires pour la mise en œuvre de l'étape suivante et la validation du dispositif ; d'autre part, répondre aux exigences pratiques, comme l'obtention d'un rapport d'aspect de 1:100 pour la gravure diélectrique, ou encore la réalisation d'essais et d'erreurs sur un autre dispositif interne. Le processus de commande d'équipements pour les clients étrangers dépend souvent de la mise en œuvre d'un type d'équipement spécifique. Il est donc nécessaire que les fabricants d'équipements établissent leurs propres lignes de test partielles.


Aujourd'hui, les équipements ménagers ont considérablement évolué, notamment dans des secteurs comme le photovoltaïque et les LED. Toutefois, la production locale de circuits intégrés reste insuffisante, même si leur qualité s'est améliorée.


Par conséquent, afin de résoudre le problème du manque d'opportunités d'essais et d'erreurs, il pourrait s'avérer nécessaire de mettre en place une ligne de test de processus, principalement financée par des fonds publics. Cette ligne permettrait aux équipements et matériaux semi-conducteurs nationaux d'obtenir une certification de qualification avant d'intégrer la ligne de production de puces. Ce n'est qu'à cette condition que l'évaluation en vue de la production en série pourra être prise en compte dans les commandes d'équipements pour la production de puces.


Il est évident que le mode de fonctionnement de cette ligne de test de processus doit être étudié, et qu'il faut comprendre pourquoi elle n'a pas pu être mise hors service pendant si longtemps ; elle doit être constamment améliorée.

Accélérer la localisation

À ce stade, le développement de l'industrie chinoise des semi-conducteurs, qui repose principalement sur les importations d'équipements et de matériaux, se poursuit et est souhaitable. Cependant, les États-Unis continuent d'utiliser la « Liste des entités » et le « Traité de Wassenaar » pour contrôler les exportations, ce qui freine le développement de cette industrie. La leçon selon laquelle les autres ne peuvent se gouverner eux-mêmes est frappante.



À en juger par le développement de l'industrie chinoise des semi-conducteurs, tant que les équipements importés continueront de se développer, le secteur pourrait souhaiter maintenir le statu quo. À l'instar de Ren Zhengfei, rares sont ceux qui possèdent la vision et le sens de la crise. Car si le courage est essentiel, la force l'est encore plus. Par ailleurs, l'augmentation annuelle des importations de circuits intégrés en provenance de Chine témoigne également de l'importance que la Chine accorde au soutien de la mondialisation.

Les fabricants de puces chinois sont habitués à utiliser des équipements importés relativement faciles à exploiter. Certains fabricants d'appareils reconnaissent l'écart et estiment que le statu quo est plus durable, ce qui leur permettra de rattraper leur retard. À l'inverse, avec l'avènement de la localisation, la pression sur les fabricants d'équipements s'accentuera.


Par conséquent, le maintien du statu quo et la prudence quant à la localisation des équipements constituent probablement l'approche dominante à ce stade. Je suis convaincu que ce n'est que lorsque les politiques américaines en matière d'exportation se durciront et que les lignes de production de puces nationales seront mises à rude épreuve, faisant de la localisation des équipements une priorité, que l'ensemble du secteur ressentira un sentiment d'urgence. Il s'agit peut-être là du statu quo et d'une mentalité complexe. C'est pourquoi, face à cette opportunité unique, nous devons la saisir pleinement.


Face aux difficultés de développement du secteur, il n'y a ni repli sur soi ni hasard, mais une seule solution : les affronter avec courage. Bien que la difficulté soit considérable et touche à des problématiques fondamentales comme la base industrielle, il est impératif de procéder étape par étape et de mobiliser, de manière planifiée, les meilleurs talents locaux pour la surmonter.


Par conséquent, avant tout, nous ne devons pas perdre espoir. Nous devons avoir une confiance absolue en nos capacités. L'industrie chinoise des semi-conducteurs évolue dans un contexte particulier et présente des atouts et des faiblesses propres. Ses atouts résident dans le soutien financier de l'État et l'immensité du marché chinois. De plus, en temps de crise, la Chine peut faire preuve d'une volonté et d'une unité sans faille. Son principal inconvénient est que l'Occident n'a pas su le comprendre et craint fortement que la puissance de l'industrie chinoise des semi-conducteurs ne surpasse la sienne. C'est pourquoi il met tout en œuvre pour freiner le développement de cette industrie et nous empêcher de participer à la mondialisation.


Nous devons admettre que mondialisation et localisation sont deux voies distinctes, essentielles au développement de l'industrie chinoise des semi-conducteurs à ce stade. Notre politique consiste à tirer le meilleur parti de la mondialisation sans jamais renoncer à la localisation. Bien que complexe et coûteuse, la localisation demeure un moyen efficace d'améliorer la compétitivité. Il est donc primordial d'avoir confiance. Je suis convaincu que l'industrie chinoise des semi-conducteurs saura surmonter les difficultés et les obstacles grâce à des efforts de localisation partielle et s'affranchir des restrictions occidentales. Le potentiel de cette industrie est crucial pour son développement et sa prise de conscience.

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