Face à l'incertitude qui règne dans la chaîne d'approvisionnement mondiale des semi-conducteurs, le Japon a lancé une stratégie de « renaissance des semi-conducteurs » et a inscrit la revitalisation de son industrie des semi-conducteurs à son agenda.

Ces dernières années, la tendance à une forte spécialisation verticale a commencé à remodeler l'industrie mondiale des semi-conducteurs. Les fluctuations des chaînes d'approvisionnement et les pénuries de composants essentiels provoquées par la pandémie de 2020 ont sensibilisé tous les pays à la gravité du problème, accélérant ainsi le renforcement de cette industrie. La Commission européenne ambitionne de doubler la part de l'Europe dans la production mondiale de semi-conducteurs pour atteindre 20 % d'ici 2030 ; les États-Unis ont également organisé plusieurs sommets sur les puces et prévoient d'apporter un soutien financier et politique au développement de l'industrie de la fabrication de semi-conducteurs.

Par ailleurs, le Japon est également prêt à promouvoir sa propre production de puces.

En tant que plus grande usine de fabrication de plaquettes au monde, TSMC est naturellement devenue le centre de l'attention. En février dernier, TSMC a annoncé un investissement de 186 millions de dollars américains maximum pour l'ouverture d'une filiale au Japon, afin de développer la recherche sur les circuits intégrés 3D.

L'arrivée de TSMC va sans aucun doute redynamiser l'industrie japonaise des semi-conducteurs. C'est pourquoi le Japon n'hésite pas à subventionner TSMC. Afin d'inciter TSMC à implanter des usines au Japon, le ministère japonais de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie a annoncé un investissement de 37 milliards de yens (environ 2.14 milliards de yuans) pour soutenir la création d'un centre de R&D au Japon, dont la moitié sera financée par l'État. Grâce à cette politique de subventions, la construction du centre de R&D de TSMC dédié aux matériaux pour circuits intégrés 3D au Japon va s'accélérer. La rénovation de la ligne de production de test devrait débuter au second semestre de cette année, et les activités de recherche et développement devraient être officiellement lancées d'ici 2022.

Le Nikkei News a récemment rapporté qu'avec le développement de ce plan, 20 fournisseurs japonais de l'industrie des semi-conducteurs, dont Asahi Kasei, IBIDEN, JSP, etc., coopéreront avec TSMC, dans l'espoir de rétablir la compétitivité des semi-conducteurs japonais.

Le Japon retrouve sa gloire d'antan

Commençons par examiner ces 20 entreprises et découvrons ces « champions cachés » de l'industrie japonaise des semi-conducteurs.
 
   
D'après le graphique ci-dessus, les entreprises mentionnées bénéficient d'avantages concurrentiels dans les domaines des substrats, des résines photosensibles, des matériaux, des équipements et autres. Les données du site web chinois Nikkei indiquent que, dans le secteur des plaquettes de silicium utilisées comme substrats pour semi-conducteurs, deux entreprises japonaises, Shin-Etsu Chemical et SUMCO, détiennent plus de 50 % du marché mondial. Concernant les résines photosensibles, indispensables à la production de circuits intégrés, les entreprises japonaises, dont JSR et Shin-Etsu Chemical, représentent 90 % du marché. À elles seules, les entreprises japonaises produisent plus de 40 % des suspensions de polissage CMP utilisées pour le polissage de surface des semi-conducteurs, développées par Showa Denko et d'autres sociétés.  
    Parts de marché des entreprises japonaises dans les domaines des plaquettes, des résines photosensibles et autres matériaux  
En ce qui concerne le nombre de brevets valides pour les « circuits multicouches » et les « matériaux d'emballage », technologies de matériaux représentatives du processus de post-traitement, les statistiques de la société de recherche en brevets Patent Result montrent que les entreprises japonaises se classant à l'avant-garde avec TSMC et Intel, qui promeuvent la recherche et le développement de la technologie de post-traitement, comprennent Shin-Etsu Chemical, IBIDEN et Shinko Electric Industries.  
    Nombre de brevets valides détenus par des entreprises japonaises dans le domaine des technologies de post-traitement des matériaux  
GlobalNet souligne que Tokyo Electronics représente à elle seule près de 90 % des équipements de revêtement et de développement, ce qui en fait le seul producteur de masse au monde. Les entreprises japonaises fournissent plus de 60 % des équipements de nettoyage utilisés pour éliminer les déchets et les impuretés des plaquettes. Quant aux machines de découpe pour les équipements de post-traitement, DISCO détient 70 % du marché.  
    part de marché des équipements de fabrication  
Par ailleurs, de nombreuses entreprises japonaises bénéficient d'avantages considérables dans le domaine des équipements de fabrication. En 2018, près de la moitié des quinze premières entreprises du secteur des équipements de fabrication de semi-conducteurs étaient japonaises.  
    Les 15 meilleurs équipements de fabrication de semi-conducteurs en 2018  
Le marché et les données confirment sans cesse les avantages incontestables des entreprises japonaises de semi-conducteurs en matière de matériaux, d'équipements et dans d'autres domaines. Cependant, quiconque connaît l'histoire de l'industrie japonaise des semi-conducteurs sait que les avantages actuels ne sont peut-être qu'un pâle reflet de l'âge d'or de cette industrie.  
Si l'on se penche sur l'histoire des semi-conducteurs japonais, on constate qu'à leur apogée, le secteur détenait environ 50 % du marché mondial. À la fin des années 1980, parmi les dix premiers fabricants mondiaux de circuits intégrés, les États-Unis en comptaient trois, le Japon six et la Corée du Sud un. La part de marché du Japon dépassait alors celle des États-Unis. Par la suite, les tensions commerciales entre les deux pays se sont progressivement exacerbées, et les États-Unis ont lancé 24 enquêtes au titre de l'article 301 contre le Japon. Face à ces pressions, le gouvernement japonais a commencé à se replier, signant divers traités les uns après les autres et précipitant le déclin de son industrie des semi-conducteurs. Ce déclin s'est ensuite prolongé. En 2019, la part de marché du Japon avait chuté à 10 %, et le déclin de ce secteur, autrefois le plus florissant, a été particulièrement marqué.  
    La part à long terme du Japon dans le secteur des semi-conducteurs  
Par ailleurs, le recul des parts de marché s'accompagne d'un déclin des capacités de R&D : les capacités de recherche du Japon ont considérablement diminué au cours des 25 dernières années. Les données publiées par SNV montrent que la part relative du Japon dans les contributions aux trois conférences IEDM, ISSCC et VLSI est en constante diminution, passant de près de 40 % en 1995 à moins de 10 % en 2020. De plus, en matière de coopération scientifique, depuis 2016, le nombre de publications conjointes entre l'UE et le Japon est dépassé par celui de la Chine.   
    Le principal partenaire de l'UE en matière de recherche est les États-Unis, la Chine dépassant le Japon pour devenir le deuxième.  
Face à la complexité du marché et aux obstacles techniques qui caractérisent l'industrie mondiale des semi-conducteurs, le renforcement de la coopération internationale en matière de recherche pourrait s'avérer indispensable pour relever les défis techniques futurs. Or, alors que cette coopération joue un rôle de plus en plus crucial, le Japon semble éprouver des difficultés à s'y impliquer pleinement.  
Face aux fluctuations des marchés internationaux et aux politiques mises en œuvre par différents pays, le Japon semble avoir ravivé sa détermination à relancer son industrie des semi-conducteurs et a inscrit la revitalisation de son secteur national à son programme afin de retrouver sa gloire passée. Le Japon, qui conserve ses atouts en matière de matériaux et d'équipements, concentre désormais ses efforts sur la fabrication de puces, un domaine stratégique crucial pour les acteurs militaires.  
Il convient de noter que le projet de coopération entre TSMC et les fabricants japonais de semi-conducteurs ne porte pas sur la fabrication de puces, mais sur la technologie avancée d'encapsulation 3D de circuits intégrés. TSMC est un leader dans les procédés de fabrication avancés, mais ne semble pas avoir acquis une expertise suffisante en matière de technologie d'empilement 3D. Après avoir établi un centre de R&D dédié aux circuits intégrés 3D au Japon, TSMC tirera également parti des atouts japonais en matière de matériaux et d'équipements pour approfondir ses efforts de recherche et développement dans ce domaine. Le Japon espère également que cette coopération avec TSMC permettra à ses fabricants nationaux de semi-conducteurs de maintenir une forte compétitivité.  
Hideki Wakabayashi, professeur à l'Université des sciences de Tokyo, a déclaré : « La valeur ajoutée des processus en aval de l'industrie actuelle de fabrication de semi-conducteurs ne cesse de croître. Si le Japon prend une position de leader dans ce domaine, il pourra regagner son avantage concurrentiel dans le secteur des semi-conducteurs. »
 

À cet égard, Tadahiro Kuroda, expert en technologies d'intégration 3D et professeur à l'Université de Tokyo, estime également que si les entreprises japonaises de semi-conducteurs parviennent à un haut niveau de complexité dans les technologies de traitement des plaquettes, cela pourra également s'appliquer à la fabrication des semi-conducteurs. Par conséquent, les capacités de production de semi-conducteurs s'en trouveront globalement améliorées.

Le boulier de TSMC   

Bien entendu, l'approfondissement de la coopération entre les deux parties profitera non seulement à l'industrie japonaise des semi-conducteurs, mais aussi à TSMC. À l'avenir, TSMC tirera parti des atouts du Japon en matière de matériaux et d'équipements et poursuivra son développement grâce à la coopération avec des entreprises japonaises afin de faire progresser la technologie.  
L'auteur de Zhihu, « Overseas Channel », a analysé la situation actuelle de TSMC et a déclaré que lorsque le système de division horizontale du travail et la logique du marché fonctionnaient normalement, TSMC bénéficiait d'un avantage concurrentiel considérable et n'était pas trop préoccupée par le rattrapage de ses concurrents. Cependant, avec l'intervention de forces politiques de tous bords, le système existant a changé. Les principaux pays privilégient désormais le contrôle indépendant des processus de fabrication des semi-conducteurs, au détriment de la réduction des coûts. Il règne une incertitude sans précédent quant à la capacité de TSMC à conserver son plein potentiel.  
En effet, TSMC se trouve au cœur de la rivalité entre grandes puissances et doit optimiser davantage sa chaîne d'approvisionnement dans un environnement de plus en plus concurrentiel. C'est probablement le cas lorsque TSMC s'implante au Japon pour y construire une usine. Si ce projet est confirmé, il s'agira de la première usine de fabrication de puces de TSMC au Japon. En 2020, 4.7 % du chiffre d'affaires de TSMC provenait d'entreprises japonaises. Cette initiative témoigne également d'une évolution majeure de la stratégie de marché de TSMC.  
    Source : Zhihu  
Quels sont donc les facteurs qui incitent TSMC à implanter une usine au Japon ? Résumons :
  (1) Les matériaux semi-conducteurs japonais sont développés  
Bien que l'industrie japonaise des semi-conducteurs ne soit plus aussi performante qu'auparavant, elle conserve une position dominante dans le domaine des matériaux semi-conducteurs. Comme mentionné précédemment, notamment dans le secteur des résines photosensibles, la majeure partie du marché mondial est détenue par des entreprises japonaises telles que JSR et Tokyo Onka.  
    Panorama du marché mondial des résines photosensibles ArF en 2019  
Le Japon peut, en partant des maillons supérieurs de la chaîne industrielle, exercer une influence considérable sur l'industrie mondiale des semi-conducteurs. Les différends passés entre le Japon et la Corée du Sud concernant les matériaux semi-conducteurs constituent un enseignement précieux pour l'avenir. L'implantation d'une usine TSMC au Japon garantira un approvisionnement en matériaux semi-conducteurs nettement plus sûr. Parallèlement, face à la pénurie actuelle de puces et de matériaux semi-conducteurs, une coopération entre TSMC et le Japon permettra non seulement d'accroître leur volume d'activité, mais aussi d'optimiser les capacités de production des entreprises japonaises, de combler les déficits de production de puces au Japon et d'établir une relation de coopération plus stable avec les principaux fournisseurs de matériaux du pays.  
  (2) Fournir une plus grande capacité de production aux entreprises japonaises et réduire les risques de marché  
Aujourd'hui, la technologie la plus avancée de TSMC ne compte qu'un petit nombre de clients aux États-Unis, ce qui accroît les risques liés au marché pour l'entreprise. En 2020, 62 % du chiffre d'affaires de TSMC provenait de clients nord-américains. La construction d'une usine au Japon permettra à TSMC d'obtenir davantage de commandes japonaises, de diversifier sa clientèle et de réduire sa dépendance vis-à-vis des clients américains.  
  (3) La position de TSMC est menacée.  
Sous l'influence de facteurs géopolitiques, de nombreux pays, notamment en Europe, aux États-Unis, au Japon et en Corée du Sud, cherchent à contrôler indépendamment le secteur des semi-conducteurs et à développer leurs propres industries de fabrication de puces, ce qui aura inévitablement un impact sur la position de TSMC. Dans ce contexte, TSMC a choisi d'implanter des usines aux États-Unis, au Japon et dans d'autres pays à l'étranger, ce qui lui permettra de maintenir son rôle et son positionnement de fondeur de semi-conducteurs et de préserver la structure du marché.

écrire à la fin   

Comme chacun sait, le développement des semi-conducteurs s'est longtemps concentré sur l'amélioration des procédés de fabrication afin de gagner en compétitivité grâce à une optimisation des capacités de traitement. Cependant, la loi de Moore a induit des retards constants dans le développement des procédés de fabrication avancés. C'est pourquoi la technologie d'encapsulation 3D, qui permet de condenser les fonctions et d'améliorer les performances par l'empilement de semi-conducteurs, offre la possibilité de dépasser la loi de Moore et s'impose progressivement comme un enjeu majeur pour de nombreuses entreprises.  
TSMC et les « champions cachés » des semi-conducteurs japonais se sont associés pour planifier leurs propres nouveaux chapitres dans un contexte technologique et commercial complexe.

Avertissement : Cet article est reproduit de « Semiconductor Industry Observation ». Il reflète uniquement l’opinion de son auteur et n’engage en rien Sacco Micro ni l’industrie. Sa reproduction et son partage visent uniquement à protéger les droits de propriété intellectuelle. Veuillez indiquer la source originale et l’auteur. En cas d’infraction, veuillez nous contacter afin que nous supprimions le contenu.

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