Réaliser le rêve des puces semi-conductrices

Un Vietnamien aura besoin d'au moins 20 puces pour téléphones, téléviseurs, réfrigérateurs, etc. Avec une population de 100 millions d'habitants et une structure démographique jeune, le Vietnam est devenu un marché attractif pour les fournisseurs de puces nationaux et étrangers.

Le 28 septembre 2022, FPT Semiconductor - une société qui conçoit et fabrique des micropuces (sous FPT Software) a officiellement annoncé la première gamme de micropuces appliquée aux produits Internet des objets (IoT) pour le domaine médical, devenant ainsi la première entreprise au Vietnam à fournir des puces commerciales.

Le 28 octobre 2023, le groupe Industrie militaire - Télécommunications ( Viettel ) a annoncé le succès de la recherche sur la puce 5G - l'une des technologies les plus complexes dans le domaine de la fabrication de puces.

Les changements géopolitiques en 2023, la situation centrale de l'Asie du Sud-Est et la tendance à la recherche et au développement scientifiques ont aidé l'industrie vietnamienne des puces à entrer dans une position de « temps céleste - situation favorable - harmonie des peuples ».

Bien que les puces vietnamiennes présentent de nombreux avantages exceptionnels, jusqu'à présent, 100 % des appareils électroniques vietnamiens utilisent des puces étrangères. Cela montre que l'industrie vietnamienne des puces a encore une grande marge de progression.

Cependant, pour exploiter ce potentiel et concrétiser le rêve de la fabrication de semi-conducteurs au Vietnam, il est nécessaire d'orienter les efforts vers des solutions appropriées. Dans un avenir proche, il est nécessaire de promouvoir la formation de ressources humaines de haut niveau, de développer un écosystème de startups dans le domaine des semi-conducteurs et d'adopter des politiques préférentielles pour les activités liées aux semi-conducteurs.

(Graphiques : NDO)

Le professeur associé, Dr Nguyen Duc Minh, chef du département d'électronique du laboratoire de conception de microcircuits de l'Université des sciences et technologies de Hanoï, a déclaré que l'industrie vietnamienne des semi-conducteurs a commencé à émerger en 1979, avec la création de l'usine Z181 (Sao Mai Electronics One Member Co., Ltd.). Cependant, lorsque le pays a sombré dans la spirale de la guerre et de l'embargo, l'industrie des semi-conducteurs n'a pas pu se développer. Parallèlement, grâce au soutien financier et technologique des États-Unis, l'industrie des semi-conducteurs en Corée et à Taïwan (Chine) a connu un essor rapide.

« Nous avons manqué une période faste où les États-Unis avaient besoin d’optimiser leurs coûts de production et de développer des partenariats économiques et technologiques stratégiques au cours de la période 1960-2000 », a commenté le professeur associé, Dr Nguyen Duc Minh.

Le 16 janvier 2008, le Vietnam a annoncé sa première puce « made in ». Il s'agissait du produit d'un groupe d'enseignants et de jeunes ingénieurs du Centre de recherche et de formation en conception de circuits intégrés (ICDREC) de l'Université nationale de Hô-Chi-Minh-Ville. Malgré de grandes attentes, cette puce n'a pas rencontré le succès commercial escompté.

En 2023, les États-Unis et le Vietnam ont transformé leur relation bilatérale en un partenariat stratégique global. Dans une déclaration commune, les deux pays ont reconnu le potentiel du Vietnam à devenir un acteur clé du secteur des semi-conducteurs. Avec la pandémie et les bouleversements géopolitiques, le secteur vietnamien des semi-conducteurs a l'opportunité de se transformer après 45 ans d'attente.

Selon le professeur associé, Dr Nguyen Duc Minh, la chaîne industrielle des semi-conducteurs est hautement mondialisée avec des centres de recherche et développement, des centres de conception de micropuces et des usines d'emballage répartis dans le monde entier, menés par les États-Unis, Taiwan (Chine), le Japon, la Corée et l'Europe.

Professeur associé, Dr. Nguyen Duc Minh, chef du département d'électronique, responsable du laboratoire de conception de microcircuits de l'Université des sciences et technologies de Hanoi.

En particulier, les étapes de conception sont concentrées aux États-Unis, la production à Taïwan (Chine) et en Corée du Sud, tandis que le Japon et l'Europe fournissent des outils, des machines et des matières premières importants. Cependant, suite aux tensions dans la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs liées aux catastrophes naturelles, aux épidémies et aux récents conflits géopolitiques, les principaux pays et entreprises cherchent à diversifier leurs sources d'approvisionnement en investissant dans la construction de nouvelles installations de production et de conception dans leur pays d'origine ou dans des pays autres que Taïwan (Chine).

« Cette vague de mutation des chaînes d'approvisionnement dans l'industrie des semi-conducteurs offrira au Vietnam l'opportunité de participer progressivement à cette chaîne. Elle créera ainsi les conditions propices à l'augmentation de la productivité, de la qualité, du contenu intellectuel et de la valeur ajoutée des produits, ainsi qu'aux revenus », a estimé le Dr Nguyen Duc Minh, professeur associé.

(Graphiques : NDO)

FPT est la première entreprise vietnamienne à produire des puces à usage commercial. En dix ans de recherche, FPT Corporation a développé environ 25 types de puces. La plupart de ces gammes de puces sont de milieu de gamme, avec des tailles comprises entre 28 et 130 nm. « Nous avons choisi cette technologie pour ses faibles coûts d'investissement, ses faibles coûts de production et ses prix de vente avantageux », a brièvement expliqué M. Tran Dang Hoa, président de FPT Information System Company.

Il a également déclaré que l'avantage concurrentiel particulier de FPT par rapport aux puces du même segment provenant d'autres pays réside dans sa technologie exclusive de « personnalisation » des puces.

Plus précisément, si Taïwan (Chine) n'a qu'un seul modèle de puce à vendre à tous les clients et à tous les appareils, FPT a la possibilité de personnaliser la conception de la puce en fonction de l'utilisation prévue par le client, comme une puce d'alimentation séparée pour les appareils photo, une puce d'alimentation séparée pour les téléphones, une puce d'alimentation séparée pour les imprimantes, etc.

FPT a la capacité de personnaliser la conception de la puce en fonction de l'utilisation prévue par le client.

Cependant, ce marché n'est pas très vaste et requiert des efforts considérables. Par conséquent, les pays dotés d'une industrie des puces développée se concentrent souvent uniquement sur les puces de haute technologie, accordant peu d'importance au secteur du « sur mesure ». Ces conditions ont créé un marché de niche pour le Vietnam, d'autant plus que le pays dispose d'un atout majeur en matière de ressources humaines.

À contre-courant de la tendance de nombreux pays de la région consistant à commencer par les tests et le packaging des puces, FPT a choisi la conception des puces comme première étape. Concrètement, sur les 25 types de puces développés, les ingénieurs vietnamiens ne sont responsables que de la phase de conception. L'ensemble des étapes de production, de packaging et de test est réalisé à l'étranger.

« La fabrication de puces électroniques est un problème de grande ampleur, qui nécessite des investissements de plusieurs milliards de dollars. Cette course consomme des ressources considérables que nous pouvons difficilement financer », a analysé M. Tran Dang Hoa.

M. Tran Dang Hoa, président de la société FPT Information System.

En revanche, la conception des puces repose principalement sur les individus. Le Vietnam compte 100 millions d'habitants et de nombreux Vietnamiens sont doués en mathématiques et en programmation, ce qui constitue une condition essentielle à la constitution d'une équipe de conception de puces.

Partageant le même point de vue, le professeur associé, Dr. Nguyen Duc Minh (Université des sciences et technologies de Hanoi) a également déclaré que dans les étapes de base du processus de fabrication des puces semi-conductrices, qui sont la conception, la fabrication, les tests et l'emballage, le Vietnam devrait temporairement sauter l'étape de fabrication des plaquettes semi-conductrices au cours des 10 prochaines années et se concentrer sur l'étape de conception, la création de centres de recherche et développement et la conception de micropuces avec des capitaux d'investissement nationaux et étrangers.

« La phase de conception génère 50 % de la valeur ajoutée, la fabrication, y compris la fabrication de plaquettes, 24 % et le conditionnement et les tests, 6 %. La fabrication de plaquettes, en particulier, nécessite d'importants investissements et un niveau élevé de développement scientifique, technologique et managérial. La phase de conception exige une grande capacité d'innovation pour créer une forte valeur ajoutée, car la possession des produits finis génère des revenus », a expliqué le Dr Nguyen Duc Minh, professeur associé.

En outre, selon les experts de l'Université de technologie, anticiper la tendance au changement des chaînes d'approvisionnement et établir des usines d'emballage et de test avec des investissements directs étrangers est également une étape appropriée pour le Vietnam.

Actuellement, les principaux moteurs du marché des semi-conducteurs sont les applications d'intelligence artificielle (puces d'IA pour serveurs et puces d'IA pour appareils connectés) et les applications automobiles. Ce sont des axes de recherche et développement sur lesquels le Vietnam peut concentrer ses investissements.

Circuit émetteur-récepteur sans fil conçu par le laboratoire BKIC, Université des sciences et technologies de Hanoi.

Par ailleurs, les puces utilisant des technologies plus anciennes, telles que les capteurs, le contrôle LED, très demandées sur le marché, ou encore les puces de sécurité et de cryptage destinées à garantir la sécurité des informations dans le domaine de la sécurité nationale et de la défense, pourraient également nécessiter des investissements. « Quel que soit le type de puce semi-conductrice à privilégier, la demande du marché doit être un facteur qui requiert une attention particulière », a souligné le Dr Nguyen Duc Minh, professeur associé.

Pour améliorer la position du Vietnam sur la carte mondiale des puces, Tran Dang Ho, président de FPT Information System Company, a souligné que le secteur privé devait oser s'engager dans ce domaine : « Nous n'avons pas besoin d'une ou deux entreprises, mais d'une industrie entière avec des centaines d'entreprises. Nous devons faire du Vietnam un "marché" offrant de nombreux choix. Si les investisseurs n'apprécient pas une entreprise, ils peuvent immédiatement en trouver une autre », a déclaré M. Hoa, estimant qu'il était nécessaire de tirer parti de la compétitivité inhérente du Vietnam pour accroître son attractivité sur la carte mondiale des puces.

Concernant les ressources humaines dans l'industrie des semi-conducteurs, M. Tran Dang Hoa a estimé que le Vietnam dispose d'un atout majeur en la matière, car les Vietnamiens sont très doués en mathématiques et en sciences naturelles. Nous avons bâti une industrie du logiciel forte d'un million de programmeurs. L'industrie vietnamienne du logiciel n'est pas inférieure à la moyenne mondiale.

Selon un représentant de FPT, la transition du logiciel au matériel ne présente pas trop d'obstacles à certaines étapes. En moyenne, FPT met de six mois à un an pour former un ingénieur logiciel et le faire évoluer vers le matériel et la fabrication de puces. Bien sûr, le processus de conception de puces comporte de nombreuses étapes, certaines nécessitant 5, 10 ou 20 ans de formation. Mais il existe aussi des étapes particulièrement simples, ne nécessitant que six mois à un an de formation pour les ingénieurs.

M. Tran Dang Hoa, président de FPT Information System Company

« Les ressources humaines de ce secteur ne sont pas exigeantes, mais doivent être méticuleuses et rigoureuses. De nombreux ingénieurs coréens et japonais n'apprécient pas la conception de puces, car ce secteur est peu dynamique. En réalité, de nombreux Vietnamiens sont devenus célèbres dans le domaine de la conception de puces à l'échelle mondiale », a déclaré M. Hoa. De plus, les faibles coûts de main-d'œuvre constituent un avantage concurrentiel pour le Vietnam.

Le ministre de l'Information et de la Communication, Nguyen Manh Hung, a également souligné l'importance des ressources humaines vietnamiennes dans l'industrie des semi-conducteurs, affirmant que la passion pour les sciences, la technologie, l'ingénierie et les mathématiques (STEM) est inscrite dans l'ADN du peuple vietnamien. Les qualités de la population vietnamienne sont particulièrement adaptées au développement de l'industrie des semi-conducteurs.

Selon le professeur associé, Dr. Nguyen Duc Minh (Université des sciences et technologies de Hanoi), les ressources humaines du Vietnam sont encore relativement jeunes, le nombre d'étudiants étudiant les filières STEM atteignant environ 30 % (source : Forum économique mondial) sur un total d'environ 600 000 étudiants entrant dans les universités à l'échelle nationale chaque année.

Les ressources humaines vietnamiennes sont considérées comme assez bonnes avec des capacités mathématiques, physiques et chimiques comme base pour participer au domaine de l'électronique et des semi-conducteurs, mais sont encore faibles en compétences linguistiques étrangères et en attitude de travail professionnelle qui sont les facteurs les plus importants dans une industrie qui exige une grande précision.

Pour plus d'informations, le professeur associé, Dr Nguyen Duc Minh, a déclaré que l'Université des sciences et technologies de Hanoï a une tradition de recherche et de formation dans le domaine des semi-conducteurs, de la conception et de la fabrication de micropuces et de dispositifs électroniques. Depuis les années 1970, le Département de physique du solide de la Faculté de mathématiques et de physique de l'université a commencé à former des étudiants en physique du solide, avec une orientation approfondie dans le domaine des semi-conducteurs. En 1977, avec l'aide des Pays-Bas, l'Université des sciences et technologies de Hanoï a construit le premier laboratoire de microélectronique en salle blanche au Vietnam, géré et exploité par le Département de physique du solide. Dans ce laboratoire de microélectronique, en 1977, un groupe d'experts dirigé par le professeur Vu Dinh Cu a fabriqué avec succès le premier transistor à effet de champ basé sur la structure MOS (métal-oxyde-semi-conducteur) utilisant du silicium polycristallin comme électrode de grille (la technologie la plus récente à l'époque) au Vietnam.

Depuis 2010, le département d'Électronique et de Télécommunications de l'Université des Sciences et Technologies de Hanoï forme des ingénieurs concepteurs de micropuces dotés de connaissances de base en électronique et en ingénierie informatique. À partir de 2023, la conception de micropuces deviendra une spécialisation du département d'Électronique et de Télécommunications.

L'année dernière, l'Université des Sciences et Technologies de Hanoï a également inauguré le programme d'ingénierie en microélectronique et nanotechnologie de l'École des Matériaux, afin de former des ingénieurs en fabrication de puces électroniques. Le budget total des programmes de formation en puces électroniques de l'Université des Sciences et Technologies de Hanoï s'élèvera à environ 700 étudiants par an.

S'exprimant lors de la 6e session de la 15e Assemblée nationale en novembre 2023, le ministre de l'Éducation et de la Formation, Nguyen Kim Son, a indiqué que le Vietnam comptait actuellement 35 établissements d'enseignement supérieur proposant une formation directe dans les semi-conducteurs ou dans des domaines connexes tels que les technologies de l'information, l'électronique et les télécommunications. Les étudiants inscrits dans ces domaines peuvent bénéficier de formations complémentaires et de transferts afin de disposer immédiatement des ressources humaines nécessaires pour occuper des emplois dans ce secteur.

Le ministre a déclaré qu'en 2024, plus de 1 000 travailleurs devraient être recrutés et formés dans le domaine de la conception directe de semi-conducteurs. Les secteurs connexes recruteront environ 7 000 personnes, et ce nombre augmentera progressivement de 20 à 30 % par an.

Selon les experts, le Vietnam se trouve face à une opportunité majeure de profiter de la vague de changement de sa chaîne d'approvisionnement et de participer à l'industrie des semi-conducteurs. Cependant, pour saisir cette opportunité et en tirer pleinement parti, le Vietnam doit agir dès maintenant et se doter d'une stratégie à long terme pour les 20 prochaines années.

L'économiste Vo Tri Thanh, ancien directeur adjoint de l'Institut central de gestion économique (CIEM), a déclaré que le Vietnam ne participe actuellement qu'à trois étapes de la chaîne d'approvisionnement de fabrication de semi-conducteurs, notamment la conception, le conditionnement et les tests. Cependant, le Vietnam devrait à l'avenir se moderniser et devenir un maillon important de l'écosystème industriel des semi-conducteurs, comprenant la conception, la production, le conditionnement et les tests, la fabrication d'équipements et des activités diversifiées proposant de nombreux composants, capables de maîtriser certaines technologies clés.

L'économiste Vo Tri Thanh, ancien directeur adjoint de l'Institut central de gestion économique (CIEM)

M. Thanh a estimé que le Vietnam entrait dans une période charnière qui exige un développement. C'est une période où nous devons rapidement nous adapter aux nouvelles tendances, qu'elles soient écologiques, numériques ou liées à l'évolution de la chaîne d'approvisionnement. Car si nous ne parvenons pas à tirer parti de ce bond en avant, le Vietnam aura beaucoup de mal à se développer.

Selon lui, pour y parvenir, le Vietnam doit constituer un réseau d'« incubateurs » pour les entreprises du secteur des semi-conducteurs au sein du Centre national d'innovation (NIC) et des parcs technologiques de Hanoï, Hô-Chi-Minh-Ville et Da Nang, dotés de ressources humaines, de techniciens et d'ingénieurs qualifiés. Il est notamment nécessaire de lier l'industrie des semi-conducteurs à la technologie électronique, l'un des points forts du Vietnam.

Le président de FPT Information System Company, Tran Dang Hoa, a également déclaré que le Vietnam devait construire un écosystème industriel des semi-conducteurs avec des composants complets, notamment : des usines de fabrication, des sociétés de conception, des écoles, des instituts de recherche, etc. Citant le fait que le Vietnam ne dispose pas d'usine de fabrication nationale, M. Hoa a suggéré qu'il était nécessaire de faire rapidement appel à des entreprises et partenaires étrangers pour ouvrir des usines au Vietnam.

D'un autre point de vue, le professeur associé, Dr Nguyen Duc Minh, a souligné que l'industrie des semi-conducteurs est une industrie extrêmement stricte en termes d'exigences en matière d'électricité et d'eau, et actuellement, le Vietnam n'a pas satisfait à ces exigences.

Des experts de l'Université des Sciences et Technologies de Hanoï ont indiqué qu'une usine de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs consomme environ 40 millions de litres d'eau par jour (40 000 m³), soit l'équivalent de la consommation d'eau de 120 000 personnes. Sur cette quantité, jusqu'à 76 % est de l'eau traitée répondant aux normes d'ultra-propreté. Pour obtenir une eau ultra-propre destinée à la technologie des semi-conducteurs, l'eau propre doit passer par de nombreuses étapes de traitement telles que la distillation, la séparation des ions, l'élimination des substances dissoutes dans l'eau… la quantité réelle d'eau consommée sera donc bien supérieure à 40 000 m³.

De plus, en 2021, l'ensemble du secteur de la fabrication de semi-conducteurs a consommé jusqu'à 149 milliards de kWh d'électricité, soit l'équivalent de la consommation annuelle de 25 millions de personnes. Une usine devra consommer environ 4 milliards de kWh d'électricité et 30 millions de m³ d'eau ultra-propre par an, tandis que la production d'électricité de la centrale hydroélectrique de Hoa Binh est de 9 à 10 milliards de kWh par an.

Outre l'eau ultra-pure, l'industrie des semi-conducteurs exige des environnements de production ultra-propres : les salles blanches. La propreté d'une salle blanche est déterminée par le nombre de particules inférieures à une taille spécifique par unité de volume. La plupart des circuits intégrés fabriqués dans l'industrie des semi-conducteurs sont réalisés dans des salles blanches de classe 100, c'est-à-dire contenant un maximum de 100 particules de poussière d'un diamètre supérieur ou égal à 0,5 µm (1 µm = 0,0000001 m) dans un pied cube (1 pi³ = 28,3 litres) d'air. Plus la technologie est avancée, plus la taille critique des particules de poussière est faible. L'exploitation ou la simple maintenance de ces salles blanches consomme déjà une quantité considérable d'électricité.

Salle blanche d'essai de fabrication de semi-conducteurs de l'Université des sciences et technologies de Hanoi.

Il est évident que la construction immédiate d'une usine de semi-conducteurs accentuera la pression sur l'approvisionnement en eau potable et en électricité du Vietnam. Selon le professeur associé, le Dr Nguyen Duc Minh, le Vietnam a besoin d'une stratégie à long terme, assortie d'un plan directeur, pour accroître l'approvisionnement en eau potable et en électricité s'il souhaite développer son industrie de fabrication de semi-conducteurs.

De plus, l'industrie des semi-conducteurs est connue pour ses fortes émissions, pouvant atteindre 1 million de tonnes de CO2 par an et par usine. Le Vietnam devrait émettre environ 65 millions de tonnes de CO2 d'ici 2025. Ainsi, une usine de semi-conducteurs contribuera à environ 1,6 % des émissions du pays. L'importation de technologies obsolètes, en particulier, augmentera encore les émissions de l'usine. « Par conséquent, promouvoir des sources d'énergie propres et vertes et n'autoriser que des technologies propres et vertes est une mesure que le Vietnam doit prendre », a déclaré le Dr Nguyen Duc Minh, professeur associé.

En termes de ressources humaines, les experts partagent le même avis sur la pénurie de ressources humaines pour l'industrie des semi-conducteurs à l'échelle mondiale, et estiment que le Vietnam doit commencer à préparer dès maintenant cette ressource humaine de haute qualité pour répondre aux besoins de recrutement des entreprises internationales de semi-conducteurs lors de leurs investissements au Vietnam dans un avenir proche.

Récemment, une série d'universités et d'établissements de formation nationaux ont annoncé leur intention d'inscrire des étudiants dans les domaines de l'électronique, des micropuces et des semi-conducteurs, visant l'objectif ambitieux de former et de développer environ 50 000 ressources humaines pour l'industrie vietnamienne des semi-conducteurs d'ici 2030. Plus récemment, cinq établissements d'enseignement supérieur, dont l'Université nationale de Hanoi, l'Université nationale de Ho Chi Minh-Ville, l'Université de Danang, l'Université des sciences et technologies de Hanoi et l'Académie des technologies des postes et télécommunications, ont signé un protocole d'accord pour promouvoir le potentiel et les atouts, et ont convenu d'un plan d'action avec les établissements d'enseignement supérieur vietnamiens pour être prêts à assurer et à améliorer la qualité et l'efficacité de la formation de ressources humaines de haute qualité pour répondre aux besoins de développement de l'industrie des semi-conducteurs.

Étudiant au laboratoire de conception de micropuces, Université des sciences et technologies de Hanoi

Selon le professeur associé, Dr. Nguyen Duc Minh, il est nécessaire de garantir des ressources humaines adéquates pour l'industrie des semi-conducteurs, mais la qualité de production des ingénieurs vietnamiens en semi-conducteurs est également une question qui nécessite une attention particulière, comment garantir de répondre aux exigences de recrutement des entreprises, car l'industrie des semi-conducteurs est une industrie plutôt « conservatrice » qui nécessite des ressources humaines expérimentées, pas simplement une formation spécialisée.

De plus, il faudra au moins quatre ans pour former les ressources humaines du secteur des semi-conducteurs. Les experts estiment que la reconversion des ressources d'ingénierie disponibles dans des domaines tels que l'informatique, l'électronique, l'électricité et l'automatisation, la physique, etc., constitue une solution envisageable si le marché des semi-conducteurs a besoin de main-d'œuvre dans un avenir proche.

En termes de gestion de l'État, le ministère de l'Information et des Communications a souligné que dans le contexte des pays de la région tels que la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée, la Malaisie, Singapour, etc. offrant des incitations spéciales à l'industrie des semi-conducteurs, le Vietnam a besoin de solutions et de politiques pour exploiter les atouts nationaux et tirer parti des ressources étrangères pour construire une stratégie de développement appropriée.

Plus précisément, il est nécessaire de perfectionner le système de mécanismes et de politiques pour créer des percées dans le développement de l'industrie des semi-conducteurs grâce au développement de politiques spécifiques et exceptionnelles telles que des incitations fiscales, un soutien financier, etc. pour attirer les investissements, les experts, soutenir les entreprises et les installations de formation pour développer l'industrie des semi-conducteurs.

Date de publication : 11 février 2024 Organisation de production : Thao Le Interprété par : Van Toan - Thi Uyen Vidéo : Trung Hieu Image : FPT, Université des sciences et technologies de Hanoi