Does Europe at last have an answer to Silicon Valley?


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TFR TEMPS une seconde, un objet en forme d'épaisse boîte à pizza et tenant une plaquette de silicium décolle trois fois plus vite qu'une fusée habitée. Pendant quelques millisecondes, il se déplace à une vitesse constante avant de s'arrêter brusquement avec une précision étonnante, à un seul atome de sa cible. Il ne s’agit pas d’une expérience de physique des hautes énergies. C'est la dernière machine de lithographie imaginée par ASML, un fabricant d'outils de fabrication de puces, pour projeter des motifs de puces nanoscopiques sur des tranches de silicium. Le 5 janvier, Intel, géant américain des semi-conducteurs, est devenu le premier fier propriétaire des premiers composants de cette merveille technique à assembler dans son usine de l'Oregon.

image: L'économiste

À l’image de cette machine apparemment modeste, son constructeur néerlandais est plein de surprises. La valeur marchande de l'entreprise a quadruplé au cours des cinq dernières années, pour atteindre 260 milliards d'euros (285 milliards de dollars), ce qui en fait l'entreprise technologique la plus valorisée d'Europe (voir graphique 1). Entre 2012 et 2022, son chiffre d’affaires et son bénéfice net ont été multipliés par quatre, pour atteindre respectivement 21 milliards d’euros et 6 milliards d’euros. Fin 2023 ASMLLa marge opérationnelle de a dépassé 34 %, ce qui est stupéfiant pour une entreprise de matériel informatique et supérieur à celui d'Apple, le plus grand fabricant mondial d'électronique grand public (voir graphique 2).

Une telle performance stellaire, qui devrait à nouveau briller de mille feux lorsque ASML publie ses résultats trimestriels le 24 janvier, est désormais une pratique courante. L'entreprise détient le monopole d'un maillon clé de la chaîne d'approvisionnement la plus critique au monde : sans son kit, il est pratiquement impossible de fabriquer des puces de pointe destinées aux smartphones et aux centres de données où l'intelligence artificielle (IA) est formé. Alors que les ventes mondiales de semi-conducteurs devraient doubler pour atteindre 1 300 milliards de dollars d’ici 2032, tous les grands pays et tous les grands fabricants de puces souhaitent ASMLl'équipement. L'entreprise est devenue si importante dans la querelle technologique sino-américaine que, comme cela a récemment émergé, le gouvernement américain a insisté ASML d'annuler les livraisons prévues même de ses machines les plus anciennes en Chine.

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Encore ASMLLe succès spectaculaire de s'appuie également sur deux autres facteurs, moins évidents. L’entreprise a créé un réseau de fournisseurs et de partenaires technologiques qui constitue peut-être ce qui se rapproche le plus de la Silicon Valley en Europe. Et son modèle économique combine ingénieusement le matériel avec les logiciels et les données. Ces éléments méconnus de ASMLLe succès de s remet en question l'idée selon laquelle le vieux continent est incapable de développer une plateforme numérique performante.

ASMLLes machines complexes d'exécutent une tâche simple. Ils projettent des plans de puces sur des tranches de silicium photosensibles. En 1986, lorsque son premier modèle a été livré, les transistors individuels mesuraient des micromètres et son kit ressemblait presque à un photocopieur glorifié, explique Marc Hijink, journaliste néerlandais et auteur de « Focus—How ASML Conquered the Chip World », un nouveau livre. Aujourd'hui, avec des transistors réduits d'un facteur mille, ASML L’équipement de lithographie est probablement l’équipement le plus sophistiqué jamais vendu dans le commerce.

ASML et ses partenaires ont réussi cette incroyable astuce de rétrécissement avec une ingénierie qui rappelle la science-fiction. Le processus commence par de puissants lasers incinérant des gouttelettes d’étain fondu, chacune d’elles ne dépassant pas un cinquième d’un cheveu humain et se déplaçant à plus de 250 km/h. Cela produit une lumière de longueur d’onde extrêmement courte (ultraviolet extrême ou EUV, dans le jargon) qui est ensuite réfléchi par un ensemble de miroirs si lisses que la plus grande imperfection n'est pas plus grande que la distance à laquelle l'herbe peut pousser en une milliseconde. Pour que tout cela vaille la peine d'un fabricant de puces (le dernier modèle coûte plus de 300 millions de dollars) et expose suffisamment de puces, l'objet qui contient la plaquette, appelé « table », doit accélérer plus vite qu'une fusée et s'arrêter à exactement le bon endroit.

Pour avoir une idée de ce qu'il faut pour construire un tel appareil, visitez une usine quelconque à Neukölln, un quartier de Berlin. C'est ici que ASML constitue, entre autres, des « blocs miroirs », la partie principale d'une table à plaquettes. Ce sont des pièces robustes faites d'un matériau céramique spécial, un carré de 8 cm d'épaisseur et mesurant environ 50 cm de chaque côté. Certains sont polis, mesurés, repolis, remesurés, etc., pendant près d'un an, jusqu'à ce qu'ils aient exactement la forme souhaitée, en tenant compte du fait qu'ils s'affaisseront de quelques nanomètres une fois installés.

L'usine est emblématique du réseau de fournisseurs atypique de l'entreprise. Bien que son propriétaire, Berliner Glas, ait été racheté par ASML en 2020, elle vit à mi-chemin entre le statut d’entreprise indépendante et celui d’une unité de la société mère néerlandaise. Il en va de même pour les quelque 800 entreprises, pour la plupart européennes, qui participent au regroupement ASMLles machines. ASML ne détient des participations que dans quelques-unes d’entre elles. Pourtant, leur interdépendance les fait agir comme une seule organisation.

ASML sous-traite plus de 90 % de ce qu'il en coûte pour construire l'une de ses merveilles et emploie directement moins de la moitié des 100 000 personnes estimées nécessaires à cet exploit. Cela est dû en partie à son histoire. Lorsqu'elle a été séparée de Philips, un géant néerlandais de l'électronique, en 1984, ASML semblait mort-né. Son idée de construire un « stepper en silicium », nom original de la machine à copier les puces, était prometteuse. Mais il n’y avait pas grand-chose d’autre à faire, notamment pas de lignes de production. Elle s'est plutôt appuyée sur des fournisseurs spécialisés, dont beaucoup sont également d'anciennes unités de Philips, comme VDLun fabricant sous contrat.

L'externalisation est également une fonction de la technologie. Les différentes parties d’une machine de lithographie sont si avancées que tout faire pourrait submerger une seule entreprise. « Vous devez décider où vous ajoutez le plus de valeur et laisser les autres faire le reste », explique un ancien ASML initié. L’économie des semi-conducteurs privilégie également de ne pas tout faire soi-même. L’industrie est sujette à des hauts et des bas, car la demande évolue plus rapidement que les fabricants de puces ne peuvent installer de capacité. Les prix montent et descendent à mesure que les pénuries se transforment en surabondances. Les fabricants d’équipements de fabrication de puces sont exposés au même cycle. Cela rend la possession de tous les actifs risquée ; Il est préférable de transférer une partie des risques aux fournisseurs, qui peuvent les limiter en s'adressant à des clients travaillant selon des cycles économiques différents.

L’hyper-spécialisation requise évite le double approvisionnement réduisant les risques qui prévaut dans de nombreux autres secteurs. ​​Dans le cas de ASML, les exigences techniques sont si élevées et les volumes de production si faibles (elle a livré 317 machines en 2022) qu'il ne serait pas rentable de gérer plusieurs fournisseurs pour une même pièce même s'ils pouvaient être trouvés. Pour des composants aussi cruciaux que les lasers et les miroirs, fabriqués respectivement par Trumpf et Zeiss, deux entreprises allemandes, cela est impossible. Wayne Allan, responsable du sourcing sur ASMLLe conseil d'administration parle de « co-dépendance ».

Le résultat est que ASML se limite principalement à être l'architecte du système. Elle décide qui fait quoi, définit les interfaces entre les principales parties de ses machines (« modules ») et mène des activités de recherche et développement. Cette configuration facilite le test des pièces et le transport des machines (l'expédition du dernier modèle à Intel impliquait 250 caisses et 13 conteneurs). Cela donne également plus de liberté aux fournisseurs, notamment pour expérimenter de nouvelles technologies.

Tout fonctionne parce que ASML a cultivé une culture de confiance et de transparence tout en préservant les éléments de concurrence. Les fournisseurs ne sont pas pressés jusqu’au dernier centime. Bien au contraire : « Nous avons besoin d’eux pour rester en bonne santé », déclare M. Allan. L'information circule librement à travers le réseau, notamment entre ASML, Trumpf et Zeiss. Les équipes d'ingénierie de différentes entreprises travaillent ensemble. Les brevets sont partagés, tout comme certaines données financières et, parfois, les bénéfices. “Lors des réunions, on ne peut pas savoir qui appartient à quelle entreprise”, rapporte un ancien cadre de Zeiss.

Dans le même temps, de nombreux fournisseurs se font indirectement concurrence, par exemple en fournissant des pièces similaires pour différentes générations de véhicules. ASMLles machines. Si un fournisseur rencontre des difficultés, ASML envoie une force d’intervention rapide, parfois même si cette aide n’est pas la bienvenue. En dernier recours, ASML peut acheter un fournisseur, comme il l'a fait avec Berliner Glas.

C'est cette structure faiblement couplée qui a permis ASML pour supplanter des concurrents plus intégrés verticalement, estime Willy Shih de la Harvard Business School. Nikon et Canon, deux sociétés japonaises qui dominaient autrefois le marché des machines de lithographie, n'ont jamais réussi à commercialiser EUV trousse. (Canon tente d'organiser un retour avec la lithographie « nano-impression », qui estampe physiquement des modèles de puces sur des tranches.)

ASML renforce désormais cette domination en complétant son matériel avec des logiciels et des données. Lorsque de vraies fusées décollent, leur trajectoire est bancale et doit être lissée par un ordinateur de guidage, qui collecte des données pour prédire et adapter leur trajectoire. Une table à plaquettes dans une machine de lithographie risque également de rater la cible au début. Il en va de même pour le reste de l’appareil. Ce n'est qu'avec l'aide d'un grand nombre de données et de l'apprentissage automatique, un type de IA, qu'ils peuvent être ajustés et rendus plus précis. Cela tourne rapidement ASML dans un IA plate-forme.

Une fois qu'Intel aura reçu tous les modules pour sa nouvelle machine, il faudra environ deux semaines pour assembler le tout. Son adaptation à son nouvel emplacement prendra quelques mois. Les bits peuvent avoir bougé pendant le transport, la gravité peut être légèrement différente entre l'Oregon et les Pays-Bas et d'autres kits à proximité peuvent créer des interférences. Les tests collecteront des données et déclencheront des ajustements. “Nous disposons de milliers de boutons que nous pouvons actionner pour le mettre dans un état parfait”, explique Jos Benschop, responsable de la technologie chez ASML.

ASML utilise également les données d’une machine pour tourner les boutons des autres. Sur les quelque 5 500 appareils vendus depuis sa création il y a 39 ans, 95 % sont toujours en service et beaucoup envoient des données au siège. Cela rendra ses produits encore meilleurs, conduisant à davantage de fabrication de puces, qui génèrent encore plus de données – et ainsi de suite, dans un « volant d’inertie » plus généralement associé aux services numériques tels que la recherche sur Internet. Même si Canon, Nikon ou un concurrent chinois parvenaient enfin à construire EUV des machines aussi puissantes que ASML, elle ne serait pas en mesure de rattraper la firme néerlandaise, argumente Pierre Ferragu de New Street Research, un cabinet d'analystes. «C'est mathématiquement impossible, tant que ASML continue de collecter des données sur toute la base installée.

Si les rivaux ne peuvent pas renverser ASML, est-ce que tu peux quelque chose ? Peut-être la physique. Même avec les meilleurs IA, vous ne pouvez pas réduire les transistors pour toujours (certainement pas d'une manière commercialement viable). Si les exigences techniques deviennent trop étranges, le réseau de fournisseurs risque de s'effondrer. Ou peut-être l'économie. Les fabricants de puces pourraient reculer ASMLde données, qui s'étend à d'autres appareils connectés dans leurs usines. Certains s’opposent à son expansion numérique, disent les initiés.

Ensuite, il y a la géopolitique. ASMLLe cours de l'action de a chuté après l'annonce de l'annulation des livraisons en Chine. L’inquiétude concerne moins la baisse des ventes ; ASML De toute façon, il ne peut pas construire ses machines assez vite. Plus préoccupant est le risque que des contrôles stricts des exportations poussent à terme la Chine à construire sa propre industrie de fabrication de puces. Cela pourrait un jour menacer ASMLla position de la société au centre du secteur. Mais pour l'heure, le réseau de l'entreprise et ses effets de réseau restent indomptables. Qui a dit que l’Europe ne pouvait pas faire de technologie ?

Correction (9 janvier) : Une version antérieure de cet article indiquait que Jos Benschop est membre du conseil d'administration de ASML. Il est en fait vice-président de l'entreprise. Excuses.

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