La bataille des semi-conducteurs!
Résumé : La pénurie de semi-conducteurs est liée à une compétition entre plusieurs secteurs pour accéder à des composants numériques complexes à fabriquer et qui s’appuient sur des ressources naturelles non renouvelables. C’est ce que nous allons découvrir dans cet article.
Depuis le début de cette année 2021, les constructeurs automobiles annoncent tous des révisions à la baisse sur la production de véhicules électriques. En parallèle de la crise sanitaire, le secteur de l’automobile subit une autre crise: celle des semi-conducteurs.
Quelles sont les origines des tensions d’approvisionnement de ces composants ? Est-ce un événement isolé et exceptionnel ? Dans quelle mesure le numérique est-il concerné ?
Un contexte non favorable
En 2017, le monde avait déjà connu une crise d’approvisionnement de semi-conducteurs fabriqués à partir de silicium métal. La croissance faible de la demande en puces électroniques couplée à un manque d’anticipation de l’accélération des marchés des véhicules électriques et objets connectés avait provoqué une pénurie de ces composants essentiels aux secteurs du numérique et de l’automobile électrique.
Fin 2020, les fabricants des semi-conducteurs, pour la plupart en Asie, ont de nouveau subi une forte hausse de la demande. Malgré l’alerte de la première pénurie, les entreprises dépendantes de ces matières étaient restées sur du flux tendu. D’autre part, la croissance de la production est restée limitée pour des raisons économiques (afin d’éviter d’avoir une offre supérieure à la demande) mais aussi techniques (TSMC estime qu’il faut au moins 3 ans pour construire une nouvelle usine de semi-conducteurs et les procédés de transformation du silicium durent environ 4 mois).
Même si les causes sont les mêmes, à savoir une envolée de la demande et un manque d’anticipation des différentes industries, cette crise est plus importante que celle de 2017.
Début 2020, la crise sanitaire avait, dans un premier temps, provoqué des perturbations dans la chaîne d’approvisionnement. Les constructeurs automobiles ont alors baissé leurs commandes de semi-conducteurs occasionnant alors une baisse de production. Au troisième trimestre 2020, une explosion de besoins en semi-conducteurs a eu lieu dans les secteurs de l’automobile, du médical mais aussi du jeu vidéo et de la téléphonie.
La priorité est alors donnée au secteur du numérique, le plus gros consommateur de ces semi-conducteurs. C’est aussi un secteur qui peut se permettre de payer à prix fort. Ainsi, même si Apple avec l’iPhone 12 et Sony avec la PS5 ont connu des difficultés pour répondre à la demande, c’est sans conteste le secteur de l’automobile qui a le plus subi cette situation. A titre d’exemple, Volkswagen a rapidement annoncé début 2021 une baisse de 100 000 unités de voitures électriques par rapport à ses objectifs.
A cela se sont ajoutées une reprise forte attendue des ventes de smartphones et des équipements réseaux portée par la 5G et des tensions sur le fret aérien et le fret maritime qui devaient aussi faire face à des difficultés pour répondre aux besoins conséquents de la reprise d’activités après un fort ralentissement économique.
Tout comme en 2017, la situation devrait revenir à une situation plus stable d’ici la fin de l’année. Néanmoins, il est fort à parier que le marché des semi-conducteurs pourrait devenir cyclique: à une forte hausse de la demande succède une chute des commandes. Ceci risque de ne pas encourager leurs fabricants à trop investir.
Une compétition pour les matières premières
Cette bataille actuelle des semi-conducteurs peut être vue comme un avant goût de ce qu’il pourrait arriver dans les années à venir: une compétition féroce sur l’approvisionnement de matières premières entre les secteurs du numérique, de l’énergie et des transports.
Ces trois secteurs sont forts demandeurs de composants sophistiqués élaborés lors de process de fabrication longs et complexes. Ainsi, une pénurie serait longue à résoudre.
D’autre part, la production de ces composants demande des minerais issus de mines dont la rentabilité ne fait que diminuer. Cela s’explique par une concentration de plus en plus faible dans leurs gisements et un besoin de plus en plus important en énergie pour « y creuser plus profond ». Cette énergie provient essentiellement de la combustion de pétrole, une ressource également de plus en plus critique.
Augmenter la capacité de production est loin d’être aisé. D’autant plus qu’il faut environ 10 ans entre la découverte d’une mine rentable et le début de son exploitation. Il paraît alors inévitable que les coûts d’accès à ces matières premières ne feront qu’augmenter et que ce sont les secteurs qui auront la capacité à payer le plus cher qui pourront continuer à répondre à la demande de leurs clients.
D’ailleurs, Elon Musk avait déjà alerté les pouvoirs publics américains en 2019 sur les difficultés d’approvisionnement de matières premières nécessaires pour les batteries des véhicules électriques.
Pour les semi-conducteurs basés sur le silicium métal, les problématiques viennent également de la transformation de la silice forte demandeuse en eau, en produits chimiques et en énergie primaire. Cette transformation est maîtrisée par un nombre restreint d’acteurs ce qui peut poser des problèmes d’ordre géopolitique. De plus, cette silice doit avoir un degré de pureté très élevé, ce qui fait que les gisements exploitables pour la fabrication de Silicium métal sont restreints. Ainsi, bien que la silice soit abondante sur Terre, l’approvisionnement en Silicium métal est également à risque.
Aujourd’hui, aidés par une forte dépendance de nos sociétés au numérique, ce sont les acteurs du numérique qui dictent les priorités sur les semi-conducteurs. En sera-t-il de même pour le nickel ou les métaux dits critiques dont leur nombre ne fait qu’augmenter?
Le numérique, une ressource critique et non renouvelable
Comme nous le rappelle la crise sanitaire, le numérique est un formidable outil de résilience. Grâce au numérique, nous pouvons mieux communiquer, mieux partager notre savoir. Il est également un vecteur de progrès important dans la santé et la modélisation des phénomènes climatiques. Il est donc devenu critique dans nos sociétés.
Or le numérique est non renouvelable, et entre de plus en plus en conflit avec la transition énergétique alors qu’il est souvent présenté comme un accélérateur et un facilitateur.
Préserver le numérique et raisonner le « tout numérique » sont primordiaux si nous voulons que les générations futures puissent continuer à en profiter et que la transition énergétique puisse accélérer. Il est désormais critique que ce sujet soit saisi par les pouvoirs publics et notamment lors des débats autour du projet de loi Climat et Résilience.
Du côté des professionnels du numérique, nous pouvons agir. Une des clés de cet enjeu est de concevoir des services numériques plus sobres, plus légers afin qu’ils exigent moins de ressources, tout en conservant leurs qualités d’usages. Dès que cela est possible, allions la low tech avec la high tech et n’utilisons que des équipements déjà fabriqués. Nous réduirions alors les impacts négatifs du numérique tout en favorisant sa préservation.
En résumé, n’attendons pas pour éco-concevoir nos services numériques !
