Pénurie de consoles, voitures : pourquoi ça prend tant de temps de fabriquer plus de semi-conducteurs ?

Depuis 2020, le monde entier est plongé dans une pénurie de semi-conducteurs mondiale. Provoquée par l’arrêt brutal de la production à cause des mesures de restriction Covid, cette pénurie touche de très nombreux secteurs de l’industrie et ne semble pas connaitre de fin.

Selon un rapport du cabinet d’audit Deloitte relayé par ZDNet ce 1er décembre, même d’ici la fin 2022, la livraison de certaines puces prendra encore « 10 à 20 semaines ». Le 22 octobre 2021, c’était le patron d’Intel qui déclarait que « l’équilibre entre l’offre et la demande ne serait pas atteint avant 2023. »

Dans le meilleur des cas, on peut donc s’attendre à ce que la pénurie dure au moins 1 an de plus, pour un total de deux ans et quelques. Et si l’industrie est dans une telle panade, c’est qu’il n’est pas facile d’augmenter la production de puces si facilement. Et ce, pour tout un tas de raison.

Le Covid joue toujours les trouble-fête

Vous l’avez sans doute remarqué, le Covid-19 continue de semer le trouble sur le globe. L’émergence de nouveaux variants parfois plus contagieux ou plus résistants aux vaccins complique le retour au travail dans de nombreux pays à travers le monde. Fin aout 2021, la Malaisie, où sont produits de nombreux semi-conducteurs, connaissait un nouveau pic de contamination qui a ralenti les usines.

En parallèle, la demande pour ces puces n’a pas baissé, loin de là. L’installation sur le long terme du télétravail a d’abord forcé de nombreuses personnes à s’équiper en matériel électronique. Ensuite, le recours massif aux appels en visio, au partage de fichiers à distance et au streaming a obligé certaines entreprises à déployer plus de serveurs, continuant ainsi de mettre la pression sur la chaine de production.

Conjuguez cela à des complications dans le transport de marchandises et des restrictions sur le voyage et vous obtenez un cocktail explosif qui peut faire durer cette pénurie encore de longs mois.

Les usines ne sortent pas de terre facilement

Pour pallier ces problématiques géographiques, de nombreux pays ont décidé de rapatrier une partie de la production de semi-conducteurs sur leur territoire. Joe Biden a par exemple débloqué une enveloppe de 150 millions de dollars pour construire des usines sur le sol étasunien. En Europe, un plan similaire a été souhaité par Thierry Breton, tandis qu’en France, Bruno Le Maire a jugé « notre dépendance vis-à-vis de l’Asie […] excessive et inacceptable ».

Mais toutes ces louables politiques mettent du temps à se concrétiser. Samsung s’est par exemple engagé à construire une usine au Texas, mais les travaux ne devraient commencer qu’en 2022, pour une fin annoncée en 2024. Faire sortir une usine de terre ne se fait pas en un claquement de doigts. Avec des usines asiatiques déjà débordées de demandes, l’équation est très compliquée à résoudre.

Phénomène alimenté par le changement climatique, des évènements météorologiques sévères limitent encore plus la production. La tempête Uri qui a frappé le Texas en février a forcé plusieurs usines à fermer, rendant la situation encore plus critique. Taïwan, où est produite une immense majorité des puces mondiales, connait également une des pires sécheresses de son existence. Or la production de semi-conducteurs nécessite de très grands volumes d’eau. En avril 2021, le gouvernement taïwanais a cessé d’irriguer 74 000 hectares de terres agricoles pour tenter de garder l’industrie à flot.

La technologie ne cesse d’évoluer

Il y a aussi une raison technologique à cette pénurie. La production de puces s’est peut-être ralentie, mais l’innovation non. Les prochains processeurs de smartphone ou de tablette pourraient être gravés en 2 ou 3 nanomètres, une finesse encore jamais atteinte. Cela permettrait à nos appareils d’être encore plus puissants et économes en énergie, mais la recherche et le développement de ce genre de puces prend un certain temps.

Interrogé par le site Popular Science, David Yoffie (chercheur à Harvard qui a longtemps siégé aux conseils d’administration d’Intel) explique que « lorsqu’on descend à trois ou deux nanomètres, qui sont les niveaux dont nous parlons pour la prochaine génération de puces, c’est de l’ingénierie de pointe, et l’ingénierie de pointe, ça ne se fait pas en une nanoseconde, il faut être patient ».

Enfin, pour produire ces nouvelles puces, il faut des employés. Or, les États-Unis font face à un manque de main-d’œuvre historique. Selon un rapport de Gartner daté du 13 novembre 2021, cette situation « est le principal obstacle à l’adoption de 64 % des nouvelles technologies ». Dans un entretien à Ars Technica, la directrice de l’UFR d’ingénierie à l’université de Berkeley en Californie estime que, pour soutenir la croissance de l’industrie, les États-Unis ont besoin « de 5 000 à 10 000 nouveaux diplômés par an » dans le secteur. Un chiffre « qu’aucune université, ni même un système universitaire comme celui de l’Université de Californie » ne peut atteindre pour le moment.

Pour le dire de manière simple : la pénurie de semi-conducteurs dure, car elle est le fruit d’un contexte sanitaire, économique, technologique et politique défavorable. Régler chacun de ces problèmes demandera du temps, de l’énergie et des moyens.