Quand la Russie sera-t-elle autosuffisante en puces électroniques ?

Il ne manque pas de puces pour la guerre russo-ukrainienne, mais qu'en est-il des puces pour l'industrie civile ?

Fabrication de puces électroniques – concurrence technologique mondiale

Les puces jouent un rôle crucial dans les industries modernes. Cela a été particulièrement évident lors de la récente pandémie de Covid-19. En 2021, faute de composants électroniques, la production automobile mondiale a chuté d'un quart, les fabricants de puces se concentrant auparavant sur les appareils électroménagers, les ordinateurs, les téléphones et les véhicules électriques.

Pour les industries russes, la pénurie de puces a été particulièrement aiguë en 2022, lorsque les fabricants étrangers ont refusé de livrer les uns après les autres. La production automobile russe a stagné pendant plusieurs mois en raison d'une pénurie d'unités de commande ABS (système de freinage antiblocage) et d'airbags. La situation s'est quelque peu améliorée avec le lancement de la production nationale d'ABS à Kalouga Itelma, sous licence chinoise. Mais la partie la plus complexe du produit, le cerveau électronique de l'unité de commande, est préfabriquée en Chine. Créer son propre ABS nécessiterait plus d'un an et plus d'un milliard de dollars d'investissement. La Russie est aujourd'hui contrainte de payer le prix fort pour des décennies de négligence. L'industrie automobile n'est qu'un exemple parmi d'autres des innombrables chaînes de production où la Russie est contrainte d'utiliser des puces et des composants importés.

L'autonomie de l'industrie microélectronique dépend de nombreux facteurs, tant internes qu'externes. Les restrictions à l'importation de semi-conducteurs de haute technologie ne visent pas seulement la Russie, mais aussi la Chine. L'entreprise néerlandaise ASM Lithography, qui produit la machine de lithographie (fabrication de puces) la plus avancée au monde, s'est vu interdire par les États-Unis de vendre ses produits à la Chine. Depuis août 2022, les États-Unis disposent du CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act) ou Semiconductor Manufacturing Stimulus Act. L'objectif principal est de délocaliser une partie de la production de micropuces aux États-Unis. Actuellement, les États-Unis produisent 70 à 75 % de leurs semi-conducteurs à Taïwan (Chine). Le CHIPS Act prévoit d'investir 52 milliards de dollars dans le développement de la production aux États-Unis et plus de 24 milliards de dollars dans des incitations fiscales connexes.

Par ailleurs, les États-Unis envisagent d'interdire la fourniture à la Russie et à la Chine de processeurs graphiques avancés de l'américain Nvidia, utilisés dans la construction de supercalculateurs. Selon les calculs américains, cela ralentira le développement des technologies d'intelligence artificielle de ces deux rivaux. En mars 2023, la loi CHIPS a renforcé son emprise sur la Chine. Une interdiction a été émise sur les investissements dans la production de puces avec des structures d'interconnexion inférieures à 28 nanomètres en Chine. En réponse et pour protéger la sécurité et les intérêts nationaux, Pékin a imposé des contrôles à l'exportation sur les métaux gallium et germanium, largement utilisés en microélectronique, à compter du 1er août de cette année. La Chine produit actuellement environ 80 % du gallium mondial et 60 % du germanium.

Leçons tirées des pays qui tentent de devenir autosuffisants en matière de puces électroniques

En 2015, le gouvernement chinois a annoncé le concept « Made in China 2025 », selon lequel, d'ici 2025, le pays couvrirait plus de 70 % de ses besoins nationaux en semi-conducteurs. Mais en 2022, ce chiffre n'était plus que de 16 %. Le projet n'a pas abouti, bien que la Chine soit désormais dans une position bien plus favorable que la Russie.

Pour l'Inde, pays doté d'un niveau de technologie de l'information relativement élevé, il est également très difficile de concevoir sa propre technologie de puces. Afin d'organiser la production de puces sur son territoire, l'Inde a fait appel à Foxconn (Taïwan). Initialement, l'objectif était d'atteindre un standard de fabrication de puces de 28 nm, puis de le réduire à 40 nm, mais Taïwan (Taïwan) a finalement abandonné le projet. Les raisons peuvent être multiples, mais la principale est l'impossibilité pour l'Inde de trouver une équipe technique hautement qualifiée pour la production.

La Russie n'a aucune intention de rester à l'écart de la guerre mondiale des puces, même si c'est un peu tard. Actuellement, elle peut produire des puces d'une topologie d'au moins 65 nm, tandis que TSMC, une société taïwanaise (Chine), maîtrise le 5 nm.

Une question soulevée dans le conflit actuel entre la Russie et l'Ukraine est de savoir comment la Russie peut lancer des missiles et autres armes à une telle infinité. La réponse est que les puces pour missiles et autres équipements militaires peuvent être fabriquées avec des structures d'interconnexion de 100 à 150 nm, dont la Russie peut prendre l'initiative. La Russie produit des puces de 65 nm exclusivement à partir d'équipements importés, auparavant sous licence, utilisant Nikon et ASM Lithography.

Concernant les projets de puces civiles, la Russie a fait quelques premiers pas. Une usine de fabrication de puces de 28 nanomètres est en construction à Zelenograd, et Mikron a reçu un prêt de 7 milliards de roubles (100 millions de dollars) pour accroître sa production. Par ailleurs, le Centre de nanotechnologie de Zelenograd prépare un appel d'offres de 5,7 milliards de roubles (70 millions de dollars) pour une machine de lithographie à 130 nm. Près d'un milliard de roubles ont été alloués au centre pour la création d'une machine à 350 nm. La technologie est certes ancienne, mais elle est entièrement produite en Russie. Cinq milliards de roubles sont alloués à la construction d'un réseau de sites d'essai pour la production des puces développées, notamment à l'Institut de technologie électronique de Moscou, à Saint-Pétersbourg et dans d'autres villes russes.

Mais l'argent ne fait pas tout. Les difficultés du programme d'autonomie des puces ne se limitent pas à la complexité du produit, mais à d'autres problèmes. Tout d'abord, il y a la pénurie d'ingénieurs. Des centaines de milliards de roubles peuvent être alloués aux programmes prioritaires, mais il est impossible de trouver des spécialistes hautement qualifiés. La création de semi-conducteurs de classe mondiale requiert les efforts de centaines, voire de milliers d'ingénieurs et de scientifiques. Et ce, non pas d'un seul institut ou d'une seule société de conception, mais de toute une entreprise. Selon Kommersant, en juillet 2023, 42 % des sites industriels russes étaient confrontés à une pénurie de main-d'œuvre. L'entreprise Kronstadt, célèbre usine de drones, n'a pas réussi à recruter simultanément des travailleurs dans neuf spécialités, les plus importantes étant les ingénieurs d'exploitation et de test, les ingénieurs de procédés, les assembleurs d'aéronefs et les installateurs électriques aéronautiques. Ce problème risque de s'aggraver. La question est donc de savoir où trouver de la main-d'œuvre pour les usines de microprocesseurs du futur.

Le problème suivant se pose : le transfert des résultats du laboratoire à la production de masse. Par exemple, l’Institut de physique des microstructures de l’Académie des sciences de Russie mène depuis longtemps des recherches fructueuses sur la lithographie EUV. Il s’agit de machines modernes fonctionnant aux rayons X et capables de fabriquer des puces dont la structure est inférieure ou égale à 10 nm. En 2019, l’expert en chef de l’Institut, l’académicien honoraire Nikolaï Salachtchenko, a déclaré que la Russie travaillait sur un modèle de lithographie dix fois moins cher que les équipements étrangers existants et espérait que cette machine pourrait être achevée d’ici cinq à six ans. Il s’agira d’une machine très attendue pour la création de puces microscopiques, pouvant être produite à petite échelle.

C'était ambitieux, mais en réalité, après près de cinq ans, aucune avancée majeure dans la technologie de la lithographie n'est encore annoncée. Même si les scientifiques parviennent à créer un prototype, il leur reste à développer un procédé de fabrication, puis à construire une usine. En théorie, la Russie pourrait développer un prototype de machine de lithographie parfait, supérieur à tout ce que Nikon et ASM Lithography ont jamais produit, mais elle ne parviendrait pas à le produire en série. Ce phénomène n'était pas rare à l'époque soviétique et constitue encore un problème aujourd'hui.

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