Qu’est-ce qui cause la pénurie de puces affectant la PS5, les voitures et plus encore?

Une pénurie de puces qui a commencé lorsque les consommateurs se sont approvisionnés en ordinateurs personnels et autres appareils électroniques pendant la pandémie de Covid-19 menace maintenant de gronder la production automobile dans le monde entier.

Mardi, GM a déclaré qu’il prolongerait les réductions de production aux États-Unis, au Canada et au Mexique jusqu’à la mi-mars. Ils rejoignent une longue liste de grands constructeurs automobiles, dont Ford, Honda et Fiat Chrysler, qui ont averti les investisseurs ou ralenti la production de véhicules en raison de la pénurie de puces.

Mais ce n’est pas seulement l’industrie automobile qui a du mal à obtenir suffisamment de semi-conducteurs pour fabriquer ses produits. AMD et Qualcomm, qui vendent des puces à la plupart des grandes entreprises d’électronique, ont noté la pénurie ces dernières semaines. Sony a blâmé le manque de puces pour expliquer pourquoi il est si difficile d’obtenir une console de jeu PlayStation 5.

Les puces resteront probablement rares dans les mois à venir, car la demande reste plus élevée que jamais. La Semiconductor Industry Association a déclaré en décembre que les ventes mondiales de puces augmenteraient de 8,4% en 2021 par rapport au total de 433 milliards de dollars en 2020. Cela représente une croissance de 5,1% entre 2019 et 2020 – un bond notable, compte tenu de l’importance des chiffres absolus.

Les semi-conducteurs sont rares en raison de la forte demande d’électronique, de l’évolution des modèles commerciaux dans le monde des semi-conducteurs qui a créé un goulot d’étranglement parmi les usines de puces externalisées et des effets de la guerre commerciale des États-Unis avec la Chine qui a commencé sous l’ancien président Trump.

La pandémie de Covid-19 a stimulé la demande d’électronique grand public.

La première vague impliquait l’achat d’ordinateurs, d’écrans et d’autres équipements pour travailler ou aller à l’école à distance. Puis, l’automne dernier, des gadgets de divertissement à domicile comme les consoles de jeux, les téléviseurs, les smartphones et les tablettes ont commencé à voler des étagères.

Les ventes de PC ont augmenté de 4,8% en 2020 à 275 millions d’unités, avec une croissance de plus de 10% pendant la période des fêtes, selon les données de Gartner. Cela a inversé une baisse de plusieurs années et constitue la croissance annuelle la plus élevée du marché des PC depuis 2010.

D’autres gadgets se sont également bien vendus. La Consumer Tech Association, un groupe de commerce américain, a déclaré que 2020 avait été la plus grande année jamais enregistrée avec près de 442 milliards de dollars de revenus de ventes au détail, et projetait une forte demande de consoles de jeux, d’écouteurs et de produits pour la maison intelligente en 2021.

Tous ces appareils incluent une tonne de puces – pas seulement le processeur central qui peut coûter des dizaines ou des centaines de dollars, mais aussi de petites puces moins chères pour contrôler l’affichage, gérer l’alimentation ou faire fonctionner un modem 5G.

« La pénurie actuelle de puces commence par la demande sans précédent d’ordinateurs personnels et de périphériques alors que le monde entier travaillait et allait à l’école depuis la maison », a déclaré Patrick Moorhead, fondateur de Moor Insights, une entreprise qui étudie l’industrie des semi-conducteurs.

Les géants de l’industrie électronique qui ont déclaré des ventes record affirment qu’ils auraient pu être encore meilleurs s’il y avait suffisamment d’approvisionnement. Apple, qui a récemment annoncé un trimestre explosif de 111 milliards de dollars, a déclaré aux analystes qu’elle ne disposait pas de suffisamment de ses nouveaux iPhones pour répondre à la demande. Le PDG Tim Cook a déclaré à Reuters que « les semi-conducteurs sont très serrés ».

La PDG d’AMD, Lisa Su, qui place le processeur au cœur des nouvelles consoles de Sony et de Microsoft, a déclaré le mois dernier qu’elle s’attendait à des pénuries au cours du premier semestre au moins. « L’industrie a besoin d’augmenter les niveaux de capacité globale », a déclaré Su.

La pénurie met en évidence un changement structurel dans l’industrie des semi-conducteurs. Bon nombre des principales sociétés de semi-conducteurs sont désormais « sans usine », ce qui signifie qu’elles ne conçoivent que les puces et la technologie qu’elles contiennent. D’autres entreprises, connues sous le nom de fonderies, sont en grande partie engagées pour fabriquer les copeaux.

Les fonderies sont gérées par des sociétés comme TSMC à Taïwan ou Samsung en Corée du Sud – et il s’avère qu’elles fabriquaient déjà des puces aussi vite qu’elles le pouvaient. Si une entreprise réduisait ses commandes au début de la pandémie, elle devait se remettre en ordre.

Les constructeurs automobiles ne sont pas directement en concurrence avec les entreprises de haute technologie pour le même approvisionnement en puces. Les puces de voiture sont généralement basées sur des technologies de fabrication de puces plus anciennes et n’ont pas besoin de la pointe de la technologie.

Mais la pénurie ne concerne pas seulement les puces les plus rapides – c’est dans tout.

« La pénurie dans l’industrie des semi-conducteurs est généralisée », a déclaré le mois dernier Cristiano Amon, nouveau PDG de Qualcomm. «Non seulement les nœuds de premier plan, mais aussi les nœuds hérités», se référant à la technologie de fabrication de puces.

Les voitures incluent désormais des dizaines de minuscules puces, dont beaucoup remplissent des fonctions telles que la gestion de l’alimentation. Les voitures utilisent également de nombreux microcontrôleurs, qui peuvent contrôler les tâches automobiles traditionnelles comme la direction assistée, ou sont le cerveau au cœur d’un système d’infodivertissement. Les constructeurs automobiles utilisent également généralement la production «juste à temps», ce qui signifie qu’ils évitent de stocker des pièces supplémentaires.

« Le problème est que même si cette puce de 10 cents est manquante, vous ne pouvez pas vendre votre voiture à 30 000 $ », a déclaré Gaurav Gupta, analyste des semi-conducteurs chez Gartner.

« Si la puce qui alimente les cadrans embarqués ou le freinage automatique est retardée, le reste du véhicule le sera également », a déclaré Bryce Johnstone, directeur du marketing du segment automobile chez le concepteur de puces Imagination Technologies.

Maintenant, l’industrie automobile se rend compte que c’est une priorité moins élevée que les entreprises d’électronique dans les fonderies. En 2020, seulement 3% des ventes de TSMC provenaient de puces automobiles, contre 48% pour les smartphones.

Les entreprises technologiques sont « les gars du volume. Ils ont des marges plus élevées. Et ils ne réduisent jamais leurs commandes et ont des contrats à long terme avec les fonderies », a déclaré Gupta. « Maintenant que cette demande d’automobiles a atteint un pic plus rapidement que les OEM l’avaient prévu, les automobiles ne peuvent plus revenir dans la file d’attente. »

Les fonderies sont conscientes du problème. TSMC, qui est considérée comme la fonderie la plus avancée et la plus importante, a déclaré qu’elle tentait d’aider les constructeurs automobiles et a déclaré qu’elle dépenserait jusqu’à 28 milliards de dollars cette année pour augmenter sa capacité.

« Alors que notre capacité est pleinement utilisée avec la demande de tous les secteurs, TSMC réaffecte sa capacité de wafers pour soutenir l’industrie automobile mondiale », a déclaré TSMC dans un communiqué en janvier.

Les constructeurs automobiles utilisent également des puces de qualité automobile, qui sont minutieusement «qualifiées» par rapport aux liants des normes de l’industrie pour garantir leur durabilité et leur fiabilité. « Il est plus difficile pour l’industrie de faire alternativement la transition de ses lignes de production et de ses chaînes d’approvisionnement ailleurs », a écrit Trendforce, un groupe de conseil couvrant l’industrie des semi-conducteurs, dans un rapport le mois dernier.

L’année dernière, les États-Unis ont imposé des restrictions à Semiconductor Manufacturing International (SMIC), la plus grande fonderie de Chine, l’empêchant d’acquérir des équipements de fabrication de puces avancés et rendant beaucoup plus difficile la vente de ses produits finis à des entreprises ayant des liens avec les États-Unis. Les clients devaient transférer leurs commandes vers des concurrents comme TSMC, a déclaré Gupta.

Les dirigeants du SMIC ont reconnu que le mouvement américain l’a empêché d’utiliser sa pleine capacité lorsqu’il a déclaré que des facteurs géopolitiques l’empêcheraient de saisir « l’opportunité de marché rare de cette année », faisant référence à la pénurie de puces.

Certaines entreprises ont également décidé de stocker des puces essentielles avant la date limite des États-Unis, épuisant leur capacité de production l’année dernière. Par exemple, Huawei a stocké des puces radio critiques avant les sanctions, a rapporté Bloomberg News.

Le stockage était également motivé par des problèmes d’approvisionnement alors que Covid balayait le monde. SK Hynix, un important fabricant de puces mémoire, a déclaré en juillet dernier qu’il avait vu une augmentation des ventes tirée par «une anxiété croissante concernant la chaîne d’approvisionnement informatique en général».

Certaines entreprises qui stockaient des puces en récoltent désormais les bénéfices. Toyota a déclaré mercredi qu’il ne prévoyait pas de réduire son taux de production car il avait stocké quatre mois de puces pour surmonter la pénurie. Toyota a relevé de 54% ses prévisions de bénéfices pour l’année complète.