Créée en 1984 par le géant de l’électronique Philips et un autre fabricant d’outils, ASML est devenue une entreprise indépendante et de loin le plus grand fournisseur d’équipements de fabrication de puces.
San Francisco : Le président Joe Biden et de nombreux législateurs à Washington s’inquiètent ces jours-ci des puces informatiques et des ambitions de la Chine avec la technologie fondamentale.
Mais une énorme machine vendue par une entreprise néerlandaise est devenue un levier clé pour les décideurs politiques – et illustre à quel point les espoirs de tout pays de construire une chaîne d’approvisionnement complètement autosuffisante dans la technologie des semi-conducteurs sont irréalistes.
La machine est fabriquée par ASML Holding, basée à Veldhoven. Son système utilise un type de lumière différent pour définir des circuits ultra-petits sur les puces, offrant plus de performances dans les petites tranches de silicium. L’outil, qui a pris des décennies à se développer et a été introduit pour la fabrication à grand volume en 2017, coûte plus de 150 millions de dollars. L’expédier aux clients nécessite 40 conteneurs d’expédition, 20 camions et trois Boeing 747.
La machine complexe est largement reconnue comme nécessaire pour fabriquer les puces les plus avancées, une capacité aux implications géopolitiques. L’administration Trump a réussi à faire pression sur le gouvernement néerlandais pour bloquer les expéditions d’une telle machine vers la Chine en 2019, et l’administration Biden n’a montré aucun signe de renversement de cette position.
Les fabricants ne peuvent pas produire de puces de pointe sans le système, et « il n’est fabriqué que par la société néerlandaise ASML », a déclaré Will Hunt, analyste de recherche au Center for Security and Emerging Technology de l’Université de Georgetown, qui a conclu qu’il faudrait La Chine au moins une décennie pour construire son propre équipement similaire. « Du point de vue de la Chine, c’est une chose frustrante. »
La machine d’ASML s’est effectivement transformée en un goulet d’étranglement dans la chaîne d’approvisionnement pour les puces, qui agissent comme le cerveau des ordinateurs et autres appareils numériques. Le développement et la production de l’outil sur trois continents – en utilisant l’expertise et des pièces du Japon, des États-Unis et de l’Allemagne – rappellent également à quel point cette chaîne d’approvisionnement est mondiale, offrant une vérification de la réalité pour tout pays qui souhaite faire un bond en avant dans les semi-conducteurs en lui-même.
Cela inclut non seulement la Chine, mais aussi les États-Unis, où le Congrès débat d’un projet de dépenser plus de 50 milliards de dollars pour réduire la dépendance vis-à-vis des fabricants de puces étrangers. De nombreuses branches du gouvernement fédéral, en particulier le Pentagone, se sont inquiétées de la dépendance des États-Unis vis-à-vis du principal fabricant de puces de Taiwan et de la proximité de l’île avec la Chine.
Une étude réalisée au printemps dernier par le Boston Consulting Group et la Semiconductor Industry Association a estimé que la création d’une chaîne d’approvisionnement en puces autosuffisante coûterait au moins 1 000 milliards de dollars et augmenterait fortement les prix des puces et des produits fabriqués avec elles.
Cet objectif est « complètement irréaliste » pour quiconque, a déclaré Willy Shih, professeur de gestion à la Harvard Business School qui étudie les chaînes d’approvisionnement. La technologie d’ASML « est un excellent exemple de la raison pour laquelle vous avez un commerce mondial ».
La situation souligne le rôle crucial joué par ASML, une entreprise autrefois obscure dont la valeur marchande dépasse désormais 285 milliards de dollars. C’est « la société la plus importante dont vous n’avez jamais entendu parler », a déclaré CJ Muse, analyste chez Evercore ISI.
Créée en 1984 par le géant de l’électronique Philips et un autre fabricant d’outils, Advanced Semiconductor Materials International, ASML est devenue une société indépendante et de loin le plus grand fournisseur d’équipements de fabrication de puces impliquant un processus appelé lithographie.
En utilisant la lithographie, les fabricants projettent à plusieurs reprises des motifs de circuits de puces sur des plaquettes de silicium. Plus il est possible d’ajouter de minuscules transistors et autres composants à une puce individuelle, plus elle devient puissante et plus elle peut stocker de données. Le rythme de cette miniaturisation est connu sous le nom de loi de Moore, du nom de Gordon Moore, co-fondateur du géant des puces Intel.
En 1997, l’ASML a commencé à étudier une transition vers l’utilisation de la lumière ultraviolette extrême, ou EUV. Une telle lumière a des longueurs d’onde ultra-petites qui peuvent créer des circuits beaucoup plus petits que ce qui est possible avec la lithographie conventionnelle. La société a ensuite décidé de fabriquer des machines basées sur cette technologie, un effort qui a coûté 8 milliards de dollars depuis la fin des années 1990.
Le processus de développement s’est rapidement mondialisé. ASML assemble maintenant les machines avancées à l’aide de miroirs allemands et de matériel développé à San Diego qui génère de la lumière en projetant des gouttelettes d’étain avec un laser. Les principaux produits chimiques et composants proviennent du Japon.
Le PDG d’ASML, Peter Wennink, a déclaré qu’un manque d’argent au cours des premières années de l’entreprise l’avait amenée à intégrer des inventions de fournisseurs spécialisés, créant ce qu’il appelle un «réseau de connaissances collaboratif» qui innove rapidement.
« Nous avons été forcés de ne pas faire nous-mêmes ce que les autres font mieux », a-t-il déclaré.
L’ASML s’est appuyée sur d’autres coopérations internationales. Au début des années 1980, des chercheurs aux États-Unis, au Japon et en Europe ont commencé à envisager le changement radical des sources lumineuses. Le concept a été repris par un consortium qui comprenait Intel et deux autres fabricants de puces américains, ainsi que des laboratoires du ministère de l’Énergie.
ASML nous a rejoint en 1999 après plus d’un an de négociations, a déclaré Martin van den Brink, président et directeur de la technologie d’ASML. Parmi les autres partenaires de la société figuraient le centre de recherche Imec en Belgique et un autre consortium américain, Sematech. ASML a ensuite attiré d’importants investissements d’Intel, de Samsung Electronics et de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company pour aider à financer le développement.
Ce développement a été rendu plus délicat par les bizarreries de la lumière EUV. Les machines de lithographie focalisent généralement la lumière à travers des lentilles pour projeter des motifs de circuit sur des plaquettes. Mais les petites longueurs d’onde EUV sont absorbées par le verre, donc les lentilles ne fonctionneront pas. Les miroirs, un autre outil commun pour diriger la lumière, ont le même problème. Cela signifiait que la nouvelle lithographie nécessitait des miroirs avec des revêtements complexes qui se combinaient pour mieux refléter les petites longueurs d’onde.
ASML s’est donc tourné vers Zeiss Group, une société d’optique allemande de 175 ans et partenaire de longue date. Ses contributions comprenaient un système de projection de 2 tonnes pour gérer la lumière EUV, avec six miroirs de forme spéciale qui sont rectifiés, polis et revêtus pendant plusieurs mois dans un processus robotique élaboré qui utilise des faisceaux d’ions pour éliminer les défauts.
Générer suffisamment de lumière pour projeter rapidement des images a également causé des retards, a déclaré van den Brink. Mais Cymer, une société de San Diego achetée par ASML en 2013, a finalement amélioré un système qui dirige les impulsions d’un laser à haute puissance pour frapper des gouttelettes d’étain 50 000 fois par seconde – une fois pour les aplatir et une deuxième fois pour les vaporiser – pour créer lumière intense.
Le nouveau système nécessitait également des composants repensés appelés photomasques, qui agissent comme des pochoirs dans la projection de conceptions de circuits, ainsi que de nouveaux produits chimiques déposés sur des plaquettes qui génèrent ces images lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Les entreprises japonaises fournissent désormais la plupart de ces produits.
Depuis qu’ASML a introduit son modèle commercial EUV en 2017, les clients en ont acheté environ 100. Les acheteurs incluent Samsung et TSMC, le plus grand service produisant des puces conçues par d’autres sociétés. TSMC utilise l’outil pour fabriquer les processeurs conçus par Apple pour ses derniers iPhones. Intel et IBM ont déclaré que l’EUV est crucial pour leurs plans.
« C’est certainement la machine la plus compliquée que les humains aient construite », a déclaré Darío Gil, vice-président senior d’IBM.
Les restrictions néerlandaises sur l’exportation de ces machines vers la Chine, qui sont appliquées depuis 2019, n’ont pas eu beaucoup d’impact financier sur ASML car elle a un arriéré de commandes en provenance d’autres pays. Mais environ 15 % des ventes de l’entreprise proviennent de la vente de systèmes plus anciens en Chine.
Dans un rapport final au Congrès et à Biden en mars, la Commission de sécurité nationale sur l’intelligence artificielle a proposé d’étendre également les contrôles des exportations à d’autres machines ASML avancées. Le groupe, financé par le Congrès, cherche à limiter les avancées de l’intelligence artificielle avec des applications militaires.
Hunt et d’autres experts politiques ont fait valoir que puisque la Chine utilisait déjà ces machines, le blocage des ventes supplémentaires nuirait à ASML sans grand avantage stratégique. L’entreprise aussi.
« J’espère que le bon sens prévaudra », a déclaré van den Brink.
Don Clark vers 2021 The New York Times Company
Cet article a été initialement publié dans le New York Times.
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