TSMC pris dans la guerre froide technologique

TSMC : le fabricant de puces taïwanais pris dans la guerre froide technologique.

Washington veut que l’entreprise qui domine les semi-conducteurs transfère davantage de production aux États-Unis, mais Taipei résiste.

Taïwan a accueilli Nancy Pelosi comme une véritable amie lorsque la présidente de la Chambre des représentants américaine a visité le pays en août, dans ce qui a été perçu comme une démonstration de soutien contre les menaces militaires chinoises.

Mais lorsque la présidente Tsai Ing-wen a accueilli Mme Pelosi pour un déjeuner dans un palais néo-baroque de Taipei, deux hommes à table ont rappelé que cette amitié était mise à rude épreuve : Morris Chang, fondateur de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, et Mark Liu, président du plus grand fabricant de puces du monde.

L’industrie mondiale des semi-conducteurs est désormais dominée par Taïwan, grâce à l’ascension fulgurante de TSMC. M. Chang a déclaré à Mme Pelosi en termes crus que les efforts de Washington pour reconstruire la fabrication de puces dans le pays étaient voués à l’échec.

« Il n’a pas mâché ses mots et les invités ont été un peu surpris », a déclaré une personne qui a entendu la conversation.

TSMC se trouve désormais au centre d’une lutte acharnée entre Washington et Taipei et sur le front le plus violent de la nouvelle guerre froide entre la Chine et les États-Unis.

Surnommé le « parrain de l’industrie des puces » à Taïwan, M. Chang, 91 ans, défend l’œuvre de sa vie : fondée il y a 35 ans avec des capitaux de démarrage du gouvernement taïwanais et une technologie sous licence de la société néerlandaise de semi-conducteurs Philips, la TSMC est devenue un géant qui a la mainmise sur la chaîne mondiale d’approvisionnement en puces.

Taïwan considère cette domination comme une garantie de sécurité cruciale – parfois appelée son « bouclier de silicium ». Le gouvernement estime que la concentration de la production mondiale de semi-conducteurs dans le pays garantit que les États-Unis viendraient à la rescousse en cas d’attaque de la Chine.

« Tout le monde a besoin de semi-conducteurs plus avancés […] », a déclaré le ministre de l’économie Wang Mei-hua lors d’une visite à Washington ce mois-ci. Le fait d’être ainsi un acteur mondial clé « rendra Taïwan […] plus sûre et [assurera] la paix », a-t-elle ajouté.

Mais la détermination de Taïwan à garder sur l’île la plus grande partie possible de l’industrie se heurte aux objectifs stratégiques des États-Unis et à leurs craintes de la Chine.

Alors que la concurrence entre les États-Unis et la Chine s’intensifie et que le risque d’un conflit militaire à propos de Taïwan augmente, Washington cherche à la fois à couper Pékin de l’approvisionnement en semi-conducteurs avancés essentiels et à réduire sa propre dépendance vis-à-vis de Taïwan pour l’approvisionnement en puces.

Ces deux objectifs sont susceptibles de nuire à TSMC, dont le succès repose sur le fait de servir des clients sur tous les marchés et de le faire à partir d’un ensemble d’usines rentables situées presque entièrement à Taïwan.

« Le bouclier de silicium est en train de devenir un fil conducteur », déclare Jason Hsu, ancien législateur taïwanais, aujourd’hui chercheur à la Harvard Kennedy School.

« D’un côté, les États-Unis font pression sur TSMC pour qu’elle s’installe aux États-Unis. De l’autre, ils mènent une guerre technologique contre la Chine, poussant la tension à un niveau plus élevé qui met Taïwan en danger », ajoute-t-il. « Si vous avez quelque chose que les deux parties veulent, vous avez un effet de levier. Mais si vous ne jouez pas cette carte, vous devenez un pion. Nous jouons en quelque sorte le jeu de ce que veulent les États-Unis. »

Les États-Unis ont intensifié leur campagne visant à entraver l’économie chinoise au début du mois, en introduisant des contrôles radicaux qui bloquent les exportations de certains équipements de fabrication de puces et restreignent les ventes de certains semi-conducteurs dans le pays – des mesures qui assombrissent l’avenir de l’ensemble de l’industrie chinoise des puces.

Bien que TSMC affirme que l’impact sur ses activités est limité pour le moment, le directeur général CC Wei a déclaré aux investisseurs qu’il était trop tôt pour évaluer l’influence réelle à plus long terme.

Le problème pour TSMC est que Washington fait simultanément pression pour diversifier la fabrication de puces hors de Taïwan.

Le Pentagone craint depuis longtemps que la dépendance des États-Unis vis-à-vis de Taïwan ne mette en péril l’approvisionnement en puces de son industrie de la défense. L’année dernière, Eric Schmidt, l’ancien PDG de Google qui a présidé une commission nationale sur l’intelligence artificielle, a déclaré que les États-Unis étaient « très proches de perdre la pointe de la microélectronique qui alimente nos entreprises et notre armée en raison de notre dépendance à l’égard de Taïwan ».

Aujourd’hui, la pénurie de puces déclenchée par les perturbations pendant la pandémie, la volonté de Washington de ralentir la Chine dans sa quête de leadership technologique et la crainte que Pékin ne s’empare de Taïwan par la force catalysent les efforts américains pour relancer la fabrication de semi-conducteurs sur le territoire national. L’Europe, le Japon, Singapour et l’Inde déploient des efforts similaires.

Le président américain Joe Biden prend la parole lors de la cérémonie d’inauguration de la fabrique de puces de 20 milliards de dollars en cours de construction dans l’Ohio, dans le cadre des efforts déployés par les États-Unis pour reconstruire leur capacité de production de semi-conducteurs. © Saul Loeb/AFP via Getty Images

Coiffé de ses lunettes de soleil d’aviateur par une journée radieuse de début septembre dans l’Ohio, le président Joe Biden a affirmé que « l’Amérique est de retour » en assistant à la cérémonie d’inauguration d’une usine de fabrication de puces électroniques, ou « fab », d’un coût de 20 milliards de dollars, qu’Intel va construire.

« L’avenir de l’industrie des puces sera fabriqué en Amérique », a déclaré M. Biden, un mois après l’adoption par le Congrès américain d’une loi prévoyant l’octroi de 52 milliards de dollars pour aider à la reconstruction de l’industrie américaine des semi-conducteurs.

Les implications géopolitiques et commerciales de la nouvelle stratégie américaine commencent à se faire sentir. « Tout le monde se rend compte qu’il s’agit d’un grand moment décisif pour l’ensemble de l’industrie », déclare Peter Hanbury, partenaire et expert en chaînes d’approvisionnement des semi-conducteurs et des technologies chez Bain, le cabinet de conseil. « Mais cela a en quelque sorte échappé aux gens ».

Une domination mondiale

L’ascension implacable de TSMC est l’un des chapitres les plus importants et les moins racontés de l’ère de la mondialisation.

Différente de ses pairs comme Intel et Samsung, qui continuent à la fois à concevoir et à fabriquer des puces, TSMC est un fabricant sous contrat qui produit des semi-conducteurs conçus par d’autres entreprises. L’efficacité et les économies de ce modèle de fonderie ont convaincu tant d’autres fabricants de puces de sous-traiter la fabrication à la TSMC que Taïwan représente aujourd’hui 20 % de la capacité mondiale de fabrication de plaquettes, soit la plus grande concentration dans un seul pays, et 92 % de la capacité des puces les plus avancées. La part des États-Unis dans la fabrication mondiale de puces est passée de 37 % en 1990 à 10 % en 2020.

Les risques sont clairs : les analystes du Credit Suisse estiment que si le monde devait perdre l’accès aux usines de puces de Taïwan, la production de tout, des ordinateurs aux voitures, serait gravement perturbée.

Selon le Credit Suisse, une interruption majeure de cette capacité serait « massive » par rapport à des incidents récents tels qu’une panne de 2021 dans une fab de Samsung due à des coupures de courant au Texas, des perturbations liées à Covid dans des usines d’Asie du Sud-Est et des tremblements de terre au Japon. L’empreinte de la capacité de TSMC d’ici à la fin de 2023 pourrait atteindre 171 milliards de dollars, soit « plus de trois fois l’ampleur des allocations prévues par la loi américaine sur les puces au cours de la prochaine décennie », ajoute-t-il.

Le démantèlement de ce centre remet en question non seulement TSMC, mais aussi l’écosystème mondial qui s’est formé autour de l’entreprise.

M. Chang a créé TSMC en 1987 après que le gouvernement taïwanais l’ait recruté aux États-Unis pour l’aider à créer une industrie électronique. Les dirigeants de l’industrie attribuent le succès de l’entreprise à sa concentration sur les détails technologiques, les besoins des clients et l’exécution.

Morris Chang a commencé à perfectionner ces compétences lorsque les semi-conducteurs en étaient encore à leurs débuts. Né en Chine et formé comme ingénieur au MIT, il a commencé à travailler aux côtés des pionniers de l’industrie dans les années 1950 et a montré son talent pour améliorer les processus de fabrication dès le début.

Chez les fabricants américains de puces Sylvania et Texas Instruments, Chang est devenu un expert de l’augmentation du rendement – la proportion de transistors non défectueux sur une ligne de production – selon Chris Miller, historien économique à l’université Tufts et auteur de Chip War, un livre sur l’industrie. C’est devenu un atout essentiel qui augmente à la fois les bénéfices de TSMC et la fiabilité pour ses clients.

Les services de fonderie de TSMC ont donné naissance à toute une nouvelle race de sociétés de puces « sans usine », comme Nvidia, la société de conception de puces graphiques fondée en 1993. La difficulté technique croissante de la fabrication des puces et la flambée des coûts de construction des fabs ont également convaincu un nombre de plus en plus important de fabricants de puces de se passer de fabs.

L’un d’eux était AMD, le rival d’Intel sur le marché des unités centrales de traitement, les puces qui alimentent les PC. Après avoir pris du retard sur Intel, AMD a vendu ses usines en 2008. Elle s’appuie désormais presque entièrement sur TSMC, une stratégie qui l’a aidée à se redresser.

TSMC est le fabricant exclusif des puces pour les iPhones, ce qui rend Apple dépendant de ce qui se passe à Taïwan © Brittany Hosea-Small/AFP/Getty Images

Le coup de pouce suivant est venu lorsqu’Apple a commencé à concevoir les puces pour l’iPhone en interne et a choisi TSMC pour les fabriquer. Ses puces pour iPhone sont désormais exclusivement fabriquées par TSMC à Taïwan.

« J’ai été surpris par la décision d’Apple et d’AMD de se laisser dépendre à ce point d’un seul fournisseur », déclare Dan Nystedt, vice-président de TriOrient, une société d’investissement privée basée en Asie. « C’est risqué. Même sans la géopolitique, il y a des tremblements de terre, des pénuries d’électricité. Pourquoi Apple accepte-t-elle que toute son entreprise doive fermer si TSMC est fermée ? »

La décision de certaines entreprises fabless de mettre tous leurs œufs dans le même panier reflète l’efficacité du système symbiotique que TSMC a construit.

« Une grande partie de l’industrie n’a même pas voulu penser à s’éloigner de TSMC [parce que] c’était inconcevable pour le modèle économique qui fonctionnait si bien », dit Miller.

TSMC a été encore renforcé lorsqu’Intel a trébuché. L’entreprise, qui s’est longtemps concentrée sur les processeurs, a manqué l’essor des smartphones et des applications d’intelligence artificielle, laissant TSMC s’emparer d’une grande partie du marché des puces utilisées par les fournisseurs de services en nuage tels que Google. Ensuite, Intel a eu du mal à maîtriser la production de masse dans deux générations consécutives de technologies de processus. Cela a permis à TSMC de prendre de l’avance non seulement en termes d’échelle mais aussi de technologie.

« Si quelque chose devait mal tourner dans le détroit de Taïwan, vous ne pourriez pas vous dire de manière crédible que vous pouvez compter uniquement sur la technologie américaine pour développer la capacité dont vous avez besoin si, en fait, selon certains paramètres clés, TSMC a pris une longueur d’avance sur Intel en termes de technologie », explique M. Miller.

Au moment où Barack Obama s’apprêtait à céder la présidence à Donald Trump, les préoccupations concernant la forte dépendance des États-Unis à l’égard des puces fabriquées à Taïwan s’étaient propagées du Pentagone au ministère du commerce.

Bien qu’il ait fallu une guerre commerciale avec la Chine, une pandémie et une escalade des menaces de la Chine contre Taïwan, Washington agit désormais rapidement. En 2019, les responsables de l’administration Trump se sont appuyés sur TSMC pour placer certaines capacités avancées aux États-Unis, son plus grand marché.

L’entreprise s’est exécutée – elle construit une fab en Arizona qui devrait commencer la production de masse en 2024.

Mais l’usine n’a ni l’échelle ni le niveau technologique des fabs les plus récentes de TSMC – à Taïwan, la société construit une fab pour les puces N2, la dernière génération de puces qui devrait succéder à la N3 sur le point d’entrer en production de masse.

« Les progrès réalisés dans la réduction de la dépendance à l’égard de TSMC… pour les processus les plus avancés ne seront pas réduits de manière significative tant que TSMC, Samsung et Intel ne disposeront pas tous d’installations avancées à grande échelle aux États-Unis », déclare Paul Triolo, expert en Chine et en technologie au sein du groupe Albright Stonebridge.

Même dans ce cas, seule une partie de la chaîne d’approvisionnement en bénéficiera. Les usines qu’Intel, TSMC et Samsung sont en train de construire aux États-Unis sont toutes destinées à la fabrication de puces avancées, de sorte qu’elles soutiendront principalement l’industrie des PC, des smartphones et des serveurs. Toutefois, les constructeurs automobiles, dont la production a été perturbée en raison de goulets d’étranglement dans l’approvisionnement en puces, utilisent des puces moins avancées qui peinent à être viables aux États-Unis, où les coûts sont plus élevés.

« Une grande partie de l’investissement n’aidera pas non plus la chaîne d’approvisionnement de la défense », déclare Hanbury. « Les seules applications gouvernementales qui fonctionnent sur des nœuds avancés sont l’IA, la cryptographie et les superordinateurs, et ces applications représentent moins de 5 % des puces de pointe saignantes. »

Une lutte difficile

Malgré la rhétorique optimiste de M. Biden, la loi sur les puces et la science risque d’être loin de répondre aux besoins.

« La façon dont la section sur le financement des fabriques a évolué et se déroule maintenant est un accident de train en attente de se produire », déclare Dick Thurston, ancien avocat général de TSMC et maintenant consultant aux États-Unis. « Il y aura beaucoup de désillusions – en fait, la fabrication de semi-conducteurs aux États-Unis en souffrira. Pour que cela réussisse, il faut plusieurs multiples de l’argent engagé sur une période de 10 à 15 ans au moins. »

Soulignant l’ampleur du défi, la Semiconductor Industry Association et le Boston Consulting Group estiment qu’un investissement initial pouvant atteindre 1,2 milliard de dollars serait nécessaire pour que chaque région dispose de chaînes d’approvisionnement entièrement localisées aux niveaux de 2019, suivi de dépenses continues pouvant atteindre 125 milliards de dollars par an.

Edlyn Levine, directeur scientifique de l’America’s Frontier Fund, dont l’objectif est d’investir dans des entreprises qui aideront les États-Unis à conserver leur avance dans le domaine des technologies critiques, estime qu’il est « fantaisiste » de penser que les États-Unis pourraient se détacher complètement de TSMC. « L’idée… est techniquement irréalisable », déclare M. Levine.

Malgré son investissement dans l’Arizona, TSMC essaie de ne pas s’en mêler, car la concentration de ses usines et de ses fournisseurs dans un groupe restreint à Taïwan a amélioré son efficacité. « La façon dont ils gèrent les choses présente de nombreux avantages, en particulier la connexion étroite entre la R&D et la fabrication en grande série, qui permet d’envoyer un ingénieur dans une usine située à une heure de route », explique M. Hanbury. « Les économies de coûts et les avantages de l’expertise font partie du modèle TSMC ».

L’entreprise refuse de discuter de la façon dont la poussée de changement l’affecte. « Nous reconnaissons qu’il y a une attention accrue sur les questions géopolitiques entre la Chine et Taïwan, qui ne sont pas nouvelles et remontent à des décennies », déclare TSMC. « Cependant, nous ne voyons pas ces tensions affecter les opérations de TSMC à l’heure actuelle. Le plan actuel des opérations de TSMC est également durable à Taïwan. Le succès et le fonctionnement de l’écosystème très complexe et diversifié des semi-conducteurs nécessitent une collaboration mondiale, comme le savent toutes les nations et tous les coins de l’industrie technologique. »

Pourtant, la sensibilité accrue à l’égard de la dépendance mondiale de Taïwan va certainement forcer le changement.

« Il y a eu quelques inquiétudes parmi les clients de TSMC depuis deux ans », déclare Sebastian Hou, directeur général chez Neuberger Berman, une société de gestion d’investissements. « C’était l’époque où, à Taïwan, nous avons commencé à avoir plus d’avions de chasse de la Chine qui tournaient autour du détroit de Taïwan, et c’est devenu une routine quotidienne. »

Le fabricant de puces sans fil Qualcomm a déclaré en août qu’il faisait plus que doubler ses commandes de fabrication à GlobalFoundries dans le cadre d’une coopération stratégique avec le rival TSMC, plus précisément dans une usine que la fonderie agrandit à New York.

Nvidia divise son portefeuille de produits, les puces pour centres de données étant produites par TSMC et certaines de ses puces pour jeux vidéo personnels par Samsung.

Selon M. Hanbury, il faudra des années pour voir si d’autres clients de TSMC suivent cet exemple, car changer de partenaire de fabrication est si difficile et risqué. « La grande question est de savoir si Apple va également procéder à une scission », ajoute-t-il.

Un facteur décisif sera la rapidité avec laquelle les rivaux de TSMC pourront augmenter leur capacité aux États-Unis. Intel et Samsung prévoient tous deux des usines américaines beaucoup plus grandes que l’engagement initial de TSMC en Arizona, ce qui permettrait théoriquement d’obtenir une meilleure structure de coûts et de gagner des parts de marché. Toutefois, TSMC a acquis suffisamment de terrains pour construire plusieurs fabs supplémentaires.

Les experts de l’industrie estiment que la diversification de son empreinte pourrait devenir nécessaire pour TSMC pour des raisons autres que géopolitiques. Il est déjà de plus en plus difficile pour l’entreprise de trouver les milliers d’ingénieurs nécessaires à ses fabs de plus en plus grandes. Une autre question est de savoir si Taïwan sera en mesure de fournir suffisamment d’eau et d’énergie pour continuer à développer la fabrication de puces.

Certains analystes affirment que la dépendance de Taipei à l’égard de TSMC pour sa sécurité est d’abord défectueuse.

Brad Martin, directeur du National Security Supply Chain Institute de la Rand Corporation, prévient qu’au lieu de fonctionner comme un « bouclier de silicium », la domination de Taïwan sur le marché des semi-conducteurs pourrait la rendre plus vulnérable.

Si la Chine devait imposer une quarantaine – un blocus limité et non violent – à Taïwan, d’autres pays pourraient hésiter à soutenir le pays par crainte qu’une escalade n’entraîne une coupure permanente, voire la destruction, de leur approvisionnement en puces, explique M. Martin.

« Le monopole de la production de semi-conducteurs crée de l’instabilité », ajoute-t-il. « Si les États-Unis sont confrontés à la nécessité de prendre une décision entre la protection de leur économie et la défense de Taïwan, cela commence à devenir une décision très dure. »

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