D'où vient la capacité de production de puces : fabs, matériaux et la ligne de 5 heures

« Capacité » sonne comme un chiffre simple : combien de galettes une usine peut faire passer en un mois. Ce n'est pas le cas. La capacité est une chaîne de procédés, de matériaux et de machines, et c'est le maillon le plus faible qui fixe le plafond.

Voici ce que les faits montrent sur l'origine de ce plafond, d'après les articles d'IEEE Spectrum, Tom's Hardware, TechCrunch, CNBC, Texas Instruments et Construction Physics.

La première ligne automatisée allait plus vite

L'histoire du projet SWIFT d'IBM racontée par IEEE Spectrum est le meilleur point de départ. Elle montre à quel point l'industrie s'est éloignée de la fabrication en une journée. En 1970, Bill Harding, alors responsable du groupe de recherche manufacturière d'IBM à East Fishkill, dans l'État de New York, proposait une ligne de fabrication de galettes entièrement automatisée qui produirait des circuits intégrés en moins d'une journée. À l'époque, note IEEE Spectrum, les circuits intégrés comme les puces de mémoire vive sortaient généralement d'une marche d'un mois, par à-coups, à travers des dizaines de postes de travail manuels. Les chiffres de ce récit d'IEEE Spectrum sont ceux qu'il faut retenir. SWIFT mettait en moyenne 5 heures pour achever chaque couche de son procédé de fabrication. Les fabs modernes les plus rapides prennent 19 heures par couche de traitement, selon le même article, et la moyenne du secteur est de 36 heures. Les circuits intégrés modernes sont construits avec beaucoup plus de couches, sur des galettes plus grandes, et le traitement est plus complexe. IEEE Spectrum soutient pourtant que ces facteurs ne comblent pas entièrement l'écart.

La ligne de fabrication automatisée de Harding était vraiment, réellement rapide.

Les fabs actuelles à un milliard de dollars mesurent le temps de fabrication d'un circuit intégré avancé en semaines, pas en jours, rapporte IEEE Spectrum. L'article note aussi que les innovations de SWIFT sont aujourd'hui banales dans les usines de puces hautement automatisées, mais que son temps de cycle n'a jamais été égalé. C'est la bonne façon de lire les annonces de capacité : la production d'une fab dépend du nombre de couches qu'elle peut traiter et de la vitesse à laquelle elle le fait, pas seulement de la taille du bâtiment.

Les programmes nationaux ajoutent de la capacité, pas des couches

Les gouvernements rivalisent désormais directement sur la capacité. Le 15 juillet 2026, TechCrunch rapportait que l'Inde dévoilait un Mobile Phone Manufacturing Scheme de 625 000 000 000 roupies (environ 6 500 000 000 dollars), un programme de cinq ans qui récompense les fabricants de smartphones sur les ventes éligibles par des incitations allant de 2,25 % à 5 %, plus 1,5 % supplémentaire pour l'approvisionnement en composants et sous-ensembles clés en Inde.

New Delhi a aussi engagé 1 280 000 000 000 roupies de plus (environ 13 300 000 000 dollars) pour soutenir la fabrication nationale de semi-conducteurs, en élargissant un programme d'incitation aux puces de 10 000 000 000 dollars lancé en 2021. L'ampleur de l'écart figure dans le même article de TechCrunch. La Chine représentait 63 % de la production mondiale de smartphones en 2025, contre 18 % pour l'Inde, selon Counterpoint Research. Le programme indien pour les smartphones court jusqu'en mars 2031, et le gouvernement s'attend à ce que la production de téléphones mobiles sur cette période atteigne environ 39 000 000 000 000 roupies (environ 405 000 000 000 dollars) et que le dispositif crée environ 60 000 emplois directs. Apple a commencé à assembler des iPhone en Inde en 2017 et environ 25 % de ses iPhone y sont désormais fabriqués, rapporte TechCrunch.

La Malaisie emprunte une autre voie dans la même chaîne. CNBC rapportait le 18 avril 2024 que la Malaisie détient 13 % du marché mondial de l'emballage, de l'assemblage et des tests de puces, selon un rapport de la Malaysian Investment Development Authority daté du 18 février. Le second ministre des Finances, Amir Hamzah Azizan, a déclaré à Karen Tso de CNBC lors des réunions de printemps du FMI à Washington que « le secteur des semi-conducteurs est maintenant dans un cycle ascendant, et la Malaisie en bénéficiera ».

Interrogé sur la concurrence de la Chine et des États-Unis, Amir Hamzah a répondu que le pays ne voit pas la Chine, premier partenaire commercial de la Malaisie, comme un rival : « Je pense que la réalité, c'est qu'il y a assez de croissance pour tout le monde. Donc tout le monde en profitera un peu. » Il a ajouté que la Malaisie ne se lance pas « tête baissée dans le haut de gamme de la compétition, là où peut-être les États-Unis apportent toutes les pièces ».

Une seule ville, et un seul matériau

La capacité dépend aussi de matériaux qui font rarement la une. Spruce Pine, en Caroline du Nord, abrite des mines de quartz de haute pureté qui produisent le quartz ultra-pur servant à fabriquer les creusets qui contiennent le silicium fondu lorsqu'il est transformé en lingots. Tom's Hardware rapportait le 1er octobre 2024 que l'ouragan Helene avait apporté plus de soixante centimètres de pluie sur Spruce Pine, coupant les routes et privant les habitants d'électricité, et qu'il était difficile d'évaluer les dégâts subis par les deux sociétés minières, Sibelco North America et The Quartz Corp. The Quartz Corp a déclaré à The Verge qu'il était trop tôt pour déterminer si son usine de production de quartz de haute pureté avait été touchée, selon Tom's Hardware, qui ajoutait que Sibelco avait confirmé la suspension de ses opérations. Tom's Hardware rappelait aussi qu'un incendie survenu dans la ville en 2008 avait perturbé l'approvisionnement du marché mondial en quartz de haute pureté, et qu'un arrêt de production aujourd'hui pourrait avoir des conséquences plus graves, le monde ayant besoin de plus de puces qu'en 2008.

Construction Physics a examiné l'affirmation selon laquelle toute la fabrication de semi-conducteurs dépend du quartz de Spruce Pine, dans un texte publié le 8 novembre 2024. Son verdict : le quartz de Spruce Pine n'est pas tout à fait un pivot irremplaçable, mais les alternatives sont toutes une combinaison de pas encore développées, pas tout à fait aussi bonnes et pas tout à fait aussi bon marché. Couper l'approvisionnement ne bloquerait probablement pas complètement les semi-conducteurs, mais cela ferait baisser les rendements et monter les coûts, selon cette analyse.

Le même texte détaille les contraintes de procédé. La plupart des semi-conducteurs modernes sont fabriqués à partir de silicium pur à 99,9999999 %, dit 9N, pour les micropuces, et un peu moins pur, de 6N à 8N, pour les cellules solaires. Le silicium monocristallin est presque entièrement produit par le procédé Czochralski, dans lequel le polysilicium est fondu dans un creuset de quartz à plus de 1400 degrés Celsius. Les creusets de quartz coûtent plusieurs milliers de dollars pièce, sont limités à environ 400 heures d'utilisation, et un article estimait que 30 % du coût de fabrication des lingots de silicium monocristallin provenait des creusets, rapporte Construction Physics.

Des matériaux, pas seulement des machines

Les fondeurs étendent aussi leur capacité dans des matériaux précis. Texas Instruments a annoncé le 24 octobre 2024 avoir commencé la production de semi-conducteurs de puissance en nitrure de gallium dans son usine d'Aizu, au Japon, ce qui, avec sa fabrication GaN existante à Dallas, au Texas, portera TI à produire en interne quatre fois plus de semi-conducteurs de puissance à base de GaN lorsque Aizu montera en cadence. Mohammad Yunus, vice-président senior de TI chargé de la technologie et de la fabrication, a déclaré dans l'annonce que l'entreprise avait « qualifié avec succès notre technologie GaN 200 mm » et visait à porter la fabrication interne à plus de 95 % d'ici 2030.

TI a indiqué avoir testé des procédés de fabrication GaN sur des galettes de 300 mm plus tôt en 2024, et que ses procédés GaN élargis sont entièrement transférables à la technologie 300 mm. L'entreprise a aussi dit s'être engagée à utiliser 100 % d'électricité renouvelable dans ses opérations américaines d'ici 2027 et dans le monde d'ici 2030. Rien de tout cela ne change l'arithmétique d'une fab, mais cela change qui peut l'approvisionner.

Pris ensemble, les faits suggèrent que la capacité se comprend mieux comme un empilement : la ligne de procédé et ses temps par couche, les programmes d'incitation nationaux qui paient les nouvelles usines, et les mines et les creusets qui les alimentent. L'exemple d'IBM fixe la référence historique. Les fabs modernes, selon les chiffres d'IEEE Spectrum eux-mêmes, ne la battent pas encore.