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Le PDG d’Intel, Pat Gelsinger a laissé entendre que la pénurie de puces se poursuivrait jusqu’en 2024. Il explique notamment que cela est en partie dû à la difficulté du secteur à répondre à la demande pour les nouveaux produits fabriqués sur de nouvelles lignes, et non uniquement sur les lignes existantes.
Selon un rapport de McKinsey, même avec des unités de production (fabs) fonctionnant à pleine capacité, il reste difficile de satisfaire la demande du marché, ce qui entraîne des délais d’approvisionnement de six mois ou plus.
Le rapport précise que, de manière générale, lorsque d’autres industries font face à des pénuries, les fabricants y répondent en augmentant la production. Cependant, ce n’est pas aussi simple dans l’industrie des semiconducteurs. La construction de fabs et la montée en puissance de la production de semiconducteurs demandent d’importants investissements et beaucoup de temps — il faut généralement un an pour une expansion significative ou plus de trois ans pour construire une nouvelle installation — rendant difficile toute augmentation rapide des volumes de semiconducteurs.
Un autre élément expliquant ces pénuries réside dans l’initiative prise par les fonderies pour répondre à la demande de nœuds avancés plus petits, issus de secteurs en forte croissance tels que l’IA/l’apprentissage automatique, la téléphonie mobile, le calcul haute performance et la cryptomonnaie.
Depuis plusieurs décennies, le besoin de composants plus petits et plus rapides a conduit au doublement du nombre de transistors sur une puce environ tous les deux ans, ce qui nécessite une réduction de la taille des nœuds technologiques. Par conséquent, les fabricants se concentrent sur la production de puces de pointe et investissent dans les équipements nécessaires à leur fabrication. Ils orientent ainsi leurs lignes et leurs capacités de production vers la fabrication de composants à nœuds plus petits, indispensables pour répondre à la demande croissante de processeurs (CPU), unités de traitement graphique (GPU) et SoC mobiles avancés.
TSMC, par exemple, a récemment annoncé qu’elle produirait des processeurs avancés en 2 nanomètres d’ici 2025.
Mais l’importance de la taille des nœuds varie selon les secteurs et les domaines technologiques, et des centaines de dispositifs sont fabriqués en utilisant des technologies de process matures ou spécialisées. Les nœuds de process matures sont généralement définis à 40 nm et plus, nécessitant des processus de fabrication plus anciens. Les nœuds plus larges offrent souvent des avantages spécifiques, comme une commutation rapide. L’industrie automobile consomme massivement ce type de composants, tels que les pilotes d’écran LCD et les contrôleurs de gestion de puissance.
Alors que les fonderies ont concentré leurs procédés et leur technologie sur la demande liée aux divers appareils informatiques et intelligents, les besoins de l’industrie automobile en semiconducteurs ont explosé, déclenchant une crise mondiale d’approvisionnement en puces. Selon le cabinet de recherche IDC, l’une des principales contraintes d’approvisionnement pour les semiconducteurs concerne justement les nœuds de process matures.
Le rapport indique également qu’environ 67 % des semiconducteurs produits en 2021 utilisaient des nœuds de process matures, contre des nœuds de pointe définis à 16 nm ou moins.
Bien que la demande pour certains nœuds matures soit supérieure à la moyenne, principalement parce qu’ils sont critiques dans l’automobile, les investissements en capital dans les fonderies ont tendance à privilégier les nouvelles technologies, tandis que la fabrication sur des technologies de process matures n’a bénéficié que d’investissements limités.
À mesure que le secteur prend conscience de la complexité liée aux pénuries de puces, les acteurs adoptent de nouvelles stratégies pour répondre à la demande prévue en semiconducteurs à long terme. Ainsi, TSMC a récemment annoncé vouloir augmenter d’environ 50 % d’ici 2025 sa capacité de production pour les nœuds matures et spécialisés.
Pendant ce temps, l’instabilité de la chaîne d’approvisionnement en semiconducteurs persiste, aggravée par des facteurs de risque externes comme les catastrophes naturelles et les enjeux géopolitiques, qui accentuent la volatilité.
