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Chacun, aujourd’hui, s’improvise expert en semi-conducteurs. Et pour cause : la chaîne qui relie les fabricants de lentilles d’Oberkochen aux constructeurs de machines de Veldhoven, puis aux lignes de production d’Hsinchu et enfin aux centres de données Stargate d’Abilene, où s’entraînent les modèles d’IA de pointe, est une véritable merveille. Indispensable à l’IA de pointe, elle a donné naissance à un champ d’étude à part entière, la gouvernance de la puissance de calcul, et a fait tripler les ventes de Chip War dans les capitales mondiales de l’IA, grâce à des analystes qui n’hésitent pas à glisser le mot « rendement » au détour de la moindre conversation.
Le goulet d’étranglement le plus critique de cette chaîne n’est aux mains d’aucune des deux superpuissances de l’IA et ne se trouve pas à Taïwan. Les machines qui émerveillent tant les observateurs et les analystes sont exclusivement fabriquées par la société néerlandaise ASML. Pourtant, ASML ne semble guère profiter à l’Europe pour le moment. Nvidia s’accapare la majeure partie des revenus, les États-Unis tirent parti de l’avantage stratégique que représente la mise au point de systèmes d’IA et Taïwan bénéficie d’un levier stratégique en accueillant les usines de fabrication de puces. En revanche, on entend peu parler du rôle déterminant de l’Europe dans le domaine de l’IA.
C’est tout de même remarquable : Taïwan consolide son « bouclier de silicium », l’Amérique construit la superintelligence – et toutes deux le font avec des équipements européens achetés à prix cassé.
C’est difficile de ne pas penser que l’Europe se fait avoir. En théorie, les pays européens disposent d’un goulet d’étranglement d’une importance écrasante. En pratique, c’est Washington qui dicte leurs politiques d’exportation stratégiques, et ce sont ses entreprises qui en recueillent les fruits. Pendant ce temps, ASML ne vend absolument aucune de ses machines EUV sur le sol européen. Tout le monde le sait, ce qui signifie qu’on ne cesse de mettre notre bluff à l’épreuve : bien sûr, nous n’allons pas vendre d’EUV à la Chine, et bien sûr, nous n’allons pas couper la chaîne d’approvisionnement américaine – à qui d’autre pourrions-nous vendre ?
Désormais, l’Europe entend remédier à la faiblesse de sa stratégie en matière d’IA. Des couloirs du Berlaymont aux colonnes des journaux, les élites du continent paraissent de plus en plus déterminées à agir. Chacun s’accorde à dire que ce levier devrait rapporter davantage que quelques visites de journalistes du New Yorker à Veldhoven. Mais que faire, au juste ? Sur ce point, les certitudes s’effritent. La plupart des idées déplaisent : les modèles de pointe sont trop coûteux, les accords troquant puissance de calcul contre accès sont trop américains, et les tentatives de produire des puces européennes ont rarement été concluantes. Elles cherchent un projet réellement atteignable qu’elles pourraient soutenir et porter, et qui renforcerait un peu la souveraineté technologique européenne.
La grande stratégie européenne pour l’IA présente donc un vide qui mérite d’être comblé : il s’agit de profiter de l’élan politique actuel pour convertir le goulet d’étranglement ASML en levier stratégique et en puissance économique. Un projet capable de le concrétiser répondrait à la fois à la pénurie d’idées mobilisatrices en Europe et aux inquiétudes d’ASML face au monopsone de TSMC. Il permettrait également de rassembler durablement, par une intégration verticale, des atouts aujourd’hui dispersés pour en faire une véritable force stratégique.
Ce vide prend la forme d’une usine de puces. Nous devrions viser la construction, en Europe, d’une usine de puces logiques tournée vers la R&D et stratégique : Eurofab.
Le problème
Les vétérans de l’instrumentalisation des interdépendances accueilleront cette idée en soupirant, et ils n’auront pas tort. Les politiques de relocalisation des semi-conducteurs affichent, au mieux, un bilan mitigé. Fabriquer des puces a un air d’avenir, mais c’est très difficile et très coûteux, et l’échec met des années à se déclarer. C’est donc un sujet idéal pour les discours sur la souveraineté, mais un domaine où l’on reste souvent très en deçà des ambitions de départ.
Pour le meilleur ou pour le pire, nous allons réessayer : un Chips Act européen 2.0 est déjà en préparation. Il suffirait d’un embrasement médiatique autour du MATCH Act ou d’une alerte à Taïwan pour relancer le débat sur la fabrication de puces en Europe. Faisons mieux cette fois-ci – et pour cela, regardons ce qui se fait déjà ailleurs.
La réussite emblématique, c’est TSMC Arizona : un véritable exploit que de transporter, en somme, un morceau de Taïwan par pont aérien jusque dans le désert américain, grâce au CHIPS Act. L’Europe a eu son propre Chips Act, mais les résultats n’ont rien de comparable. L’usine d’Arizona produira des puces gravées en moins de 2 nm, la finesse requise pour les puces d’IA de pointe. Son équivalent européen, ESMC, en Saxe, vise le 16 nm, la finesse requise pour les robots aspirateurs.
Pour fabriquer de bonnes puces, il faut beaucoup d’argent, et nous sommes généralement trop pingres ; il faut aussi l’adhésion d’un fondeur, et ni Intel ni TSMC ne nous apprécient suffisamment ; il faut enfin assez de poids géopolitique pour convaincre les Taïwanais ou les Américains de partager des technologies sensibles, ce qui nous fait défaut.
La politique européenne des semi-conducteurs a donc privilégié la conquête de parts de marché en général, y compris sur les nœuds matures. C’est en réalité peine perdue. On nage dans le prêt-à-penser de la résilience : il suffirait de développer suffisamment de capacités en Europe pour que le reste du monde puisse sombrer sans que nous soyons affectés ; nous lèverions les ponts-levis à Gibraltar et sur le Bosphore, et laisserions la Chine et les États-Unis mettre la planète à feu et à sang.
Il s’agit d’une illusion. Le monde reste caractérisé par des marges étroites, des interdépendances profondes et des rares redondances. Si Taïwan tombe, l’économie s’effondre, quel que soit le nombre d’usines transplantées en Arizona. Si les États-Unis déclaraient à l’Europe une guerre commerciale totale, la situation serait catastrophique dans tous les cas. Si une superpuissance développe l’intelligence artificielle générale sans l’Europe, l’Europe sera écrasée quoi qu’il arrive. La politique industrielle européenne devrait viser à créer des interdépendances qui rendent ces scénarios moins probables, et non pas seulement chercher à mieux y résister.
Le cahier des charges
La question n’est pas de construire l’usine la plus redondante possible, mais la moins redondante possible. Autrement dit, mieux vaut chercher à devenir stratégiquement indispensable à la chaîne d’approvisionnement de l’IA de pointe que rendre cette chaîne plus résiliente.
La question n’est donc pas de construire l’usine la plus redondante possible, mais la moins redondante possible. Autrement dit, il est plus judicieux de chercher à devenir stratégiquement indispensable à la chaîne d’approvisionnement de l’IA de pointe.
Le programme de recherche d’Eurofab repose donc sur deux questions. Quels créneaux stratégiquement précieux restent libres sur le marché de la fabrication de puces ? Et quel cahier des charges pour une Eurofab qui ferait bien quelque chose de nouveau plutôt que mal quelque chose qui existe déjà ? Tout se résume à cinq exigences.
Eurofab doit faire quelque chose d’unique.
Les grands fondeurs mondiaux disposent d’un avantage écrasant en termes de parts de marché et de volumes ; tout plan européen visant à capter une part significative de la production de puces de pointe est voué à l’échec. Telle a été l’erreur des tentatives passées : rivaliser sur les volumes exige une maîtrise industrielle et une efficacité unitaire qu’il faut des années, voire des décennies, pour acquérir et affiner. Même TSMC Arizona, pourtant soutenu de tout son poids par le gouvernement américain, n’a guère de chance de conquérir une part importante du marché.
ESMC, son équivalent européen, est à peu près tout ce que l’Europe a tiré de son Chips Act. C’est appréciable et utile ; cela ajoute sans doute un peu de résilience, ou, à tout le moins, deux ans d’autonomie en électroménager une fois Taïwan aux mains de l’Armée populaire de libération. Mais ce n’est pas, à l’évidence, un atout stratégique. Personne ne renonce à malmener l’Europe par crainte de perdre l’accès à ESMC et malgré cette usine, l’Europe reste mal armée face à une grave crise des semi-conducteurs ; et la demande marginale de machines DUV qu’elle suscite ne résout en rien le casse-tête ASML.
Pour un acteur de moindre taille, le véritable levier tient plutôt à une contribution qualitative difficile à remplacer : acheter les meilleures machines d’ASML, inaugurer une nouvelle technique, tout faire pour la rendre centrale et s’emparer de la totalité du marché qu’elle crée. La spécialisation rapide dans des ASIC sur mesure et l’itération en R&D, qu’il s’agisse d’optimiser les nœuds existants ou les procédés, pourraient constituer les niches les plus prometteuses.
Eurofab ne doit pas menacer TSMC
Rien de tout cela ne sera possible sans un certain soutien de TSMC et des transferts de technologie de sa part. L’entreprise est leader dans la construction d’usines de puces logiques et entretient des relations étroites avec ASML ; tout projet gagnera à s’appuyer sur son savoir-faire. Or, l’intérêt du gouvernement taïwanais – et donc de TSMC – est de maintenir l’île à la pointe de la technologie. Les tentatives passées visant à créer de la valeur le long de la chaîne cherchaient à rendre TSMC moins indispensable : déplacer l’encapsulation en Arizona et une part significative de la production en Saxe afin qu’une invasion de Taïwan soit moins dévastatrice. TSMC s’y est opposé.
Ces projets se sont donc souvent enlisés dans d’interminables transferts de technologie sans parvenir à bâtir une véritable résilience et sont restés cantonnés plus longtemps que prévu à des technologies de second rang. La leçon est claire : il ne faut pas toucher aux parts de marché lucratives de TSMC et il faut trouver un maillon de la chaîne qui complète les installations taïwanaises existantes. Cela s’accorde parfaitement avec l’exigence d’irremplaçabilité : ce que nous construirons ajoutera un maillon faible à la chaîne sans pour autant supprimer celui qui existe déjà. C’est une mauvaise nouvelle pour les maximalistes de la résilience, mais une bonne nouvelle pour ceux qui ont compris que TSMC ne cédera sans doute pas de bon gré des parts de marché à l’Europe.
Eurofab doit travailler avec ASML
L’EUV est le seul avantage distinctif de l’Europe et se lancer sans en tirer parti n’aurait pas d’intérêt. La lithographie est au cœur de la fabrication des puces, et une technique de lithographie légèrement plus performante peut considérablement améliorer les rendements et la finesse de gravure. Eurofab a le potentiel de devenir le lieu de la meilleure lithographie au monde : accès exclusif aux nouvelles générations, ingénieurs d’ASML sur place, machines EUV High-NA conçues sur mesure pour ses besoins spécifiques. Quant aux clients d’ASML qui crieraient au favoritisme, libre à eux de se fournir ailleurs en machines EUV.
Il ne suffit pas de construire une usine capable d’acheter les mêmes machines EUV que n’importe qui ni de demander à ASML de garantir une part égale de sa production. Quel que soit le projet retenu, l’intégration avec ASML devra être plus étroite que tout ce que les concurrents ont obtenu jusqu’ici. En raison des différences culturelles et des difficultés que lui impose le monopsone de TSMC, ASML ne s’est jamais aussi étroitement intégrée à son client qu’elle l’aurait pu. C’est le seul avantage déloyal dont dispose l’Europe dans la bataille des puces : ASML est déjà chez elle. Une Eurofab réussie devrait être bâtie sur ce postulat : l’Europe peut encourager, voire imposer, une intégration profonde entre son usine et ASML, ce que ses rivaux ne peuvent pas faire.
À Bruxelles, cette idée suscite souvent le scepticisme : les responsables politiques et les hauts fonctionnaires vous feront remarquer qu’ASML est une entreprise privée et non un atout stratégique entre les mains de la Commission européenne. Je me contenterai de répondre que j’ai visité tous les autres pays qui fabriquent des produits stratégiques, et qu’aucun n’éprouve de tels scrupules à user de ses prérogatives en matière d’exportations et de sécurité nationale. Il est temps de nous mettre à niveau : pour tirer parti d’ASML, nous devons nous habituer à la traiter comme un atout stratégique, à l’image de ce que chaque nation fait avec son industrie des semi-conducteurs.
Eurofab doit croire à l’IAG
L’IA transformera la chaîne des semi-conducteurs de deux manières : elle modifiera les puces nécessaires ainsi que la façon de les fabriquer. À mesure que l’IA servira à concevoir des puces dédiées à des applications spécifiques, la R&D s’accélérera et les architectures se spécialiseront. Il faut s’attendre à ce que les générations de puces deviennent obsolètes plus rapidement, à ce que les percées de conception se multiplient et à ce que les équipements se déprécient beaucoup plus vite. La capacité d’itération, tant sur la conception que sur les procédés, gagnera beaucoup en valeur, tandis que la montée en échelle d’une architecture unique, conçue à cette seule fin, en perdra d’autant.
Au-delà de l’aspect technique, ce pari sur l’IA a une conséquence économique : une grande partie des revenus d’Eurofab proviendra sans doute des laboratoires d’IA de pointe. Peut-être que l’Europe aura-t-elle entre-temps réussi à bâtir un tel laboratoire, qui deviendrait alors le principal client. Sinon, les développeurs américains seront vraisemblablement, en dernier ressort, les acheteurs des puces d’Eurofab, soit par l’intermédiaire de fabricants comme Nvidia, soit directement via leurs propres activités de puces intégrées verticalement. Les projets passés ont parfois été conçus à partir de la seule demande européenne. Ce serait une lourde erreur : pour devenir un maillon stratégique de la chaîne, il ne s’agit pas de fabriquer des puces de second ordre pour des éditeurs de logiciels européens de second ordre, mais de s’insérer – et de se maintenir – dans la véritable chaîne d’approvisionnement de la frontière technologique. Il faudra pour cela, inévitablement et dès le départ, traiter avec les laboratoires américains afin de sonder leur intérêt et de s’ajuster à leurs besoins.
Eurofab doit susciter l’enthousiasme
L’un de ses atouts essentiels est tactique : Eurofab est l’un des rares projets dont l’économie politique est favorable. Les responsables européens ont envie d’agir, sans trop savoir dans quel but. Ils sont prêts à lever des obstacles et à soutenir une initiative, mais aucune de celles qui sont sur la table ne les enthousiasme vraiment. D’où leur tentation récurrente de subventionner des modèles d’intelligence artificielle de pointe : c’est la seule chose qu’un Européen puisse souhaiter et qui paraisse à la fois finançable et défendable. Une usine de puces est à la bonne échelle pour l’économie politique du moment : elle est assez coûteuse pour paraître ambitieuse, assez abordable pour être menée à bien, suffisamment intégrée aux chaînes mondiales pour être utile et suffisamment marquée du sceau de la souveraineté pour séduire les sensibilités gaullistes.
Eurofab vaut presque autant comme moyen de capter l’élan souverainiste ambiant presque autant que pour les puces elles-mêmes. Les décideurs sont bien plus enclins à rendre possible un projet précis qu’à faire évoluer un cadre sans point d’ancrage. Pour nombre des interventions publiques nécessaires – coordination européenne, aides d’État, autorisations, accès à l’énergie, gestion des intérêts américains –, Eurofab peut servir de fer de lance. Mais pour cela, elle ne doit pas être médiocre : personne ne veut dépenser son capital politique pour permettre à une poignée d’ingénieurs saxons de fabriquer des puces d’ancienne génération.
Voilà pour le cahier des charges. Ces critères dessinent moins un plan qu’un programme de recherche : est-il possible de trouver le moyen de construire en Europe une usine qui réponde à ces critères ?
La feuille de route
Eurofab pourrait fonctionner comme une petite usine tournée vers la R&D où des procédés de fabrication conçus par l’intelligence artificielle seraient prototypés et affinés plus vite que partout ailleurs. Cela permettrait de transformer le monopole européen de la lithographie en position incontournable dans la chaîne d’approvisionnement de pointe.
Elle deviendrait ainsi le centre de R&D de référence pour la conception de puces assistée par l’IA.
C’est peut-être la seule occasion de saut technologique qui subsiste dans cette chaîne, tout le reste étant verrouillé par les acteurs en place et de plus en plus façonné par les laboratoires, devenus clients de premier rang. À moins d’une explosion d’intelligence purement logicielle dans les prochaines années, la voie la plus prometteuse pour que des systèmes d’IA en construisent de meilleurs passe sans doute par la conception de puces : sur leurs conseils, de nouvelles puces seront produites qui serviront à leur tour à créer des systèmes encore plus performants.
Cette phase d’itération exige davantage de vitesse que de volume. Il est inutile de produire chaque prototype à grande échelle ; il faut en revanche pouvoir fabriquer, tester et affiner plusieurs fois au sein d’une même génération.
Deux boucles sont à optimiser : la conception de meilleures puces et celle de meilleurs procédés. La première consiste essentiellement à élaborer une architecture logique, à en tirer une implantation physique permettant de lancer des plaquettes, puis à les tester. Actuellement, la conception en amont de la fabrication et la vérification en aval occupent une large part du processus. Si l’IA les comprime, la rapidité d’exécution de l’étape physique prend d’autant plus d’importance.
La seconde est nettement plus ardue et s’inscrit dans des délais beaucoup plus longs : c’est ainsi que les usines passent d’un nœud au suivant. Il faut aujourd’hui des années, surtout parce que le réglage des outils, la mise au point des lignes de procédés, la conception des masques, etc. exigent d’innombrables tâtonnements. Là encore, l’IA pourrait comprimer une grande partie du travail effectué avant toute fabrication, si bien que la mise en œuvre physique deviendrait le principal facteur de gain de temps. Le centre de recherche précommerciale IMEC accomplit déjà une bonne part de ce travail, mais il lui manque un mandat stratégique.
Eurofab devrait avant tout être conçu autour des procédés, car c’est là que l’intégration avec ASML donne toute sa mesure et que les gains d’accélération semblent les plus importants. Idéalement, toutefois, on mènerait les deux de front : une installation dédiée à la boucle des procédés qui proposerait son meilleur procédé du moment sous forme de service de fonderie pure.
À titre d’illustration, supposons que qu’un futur modèle d’Anthropic, Claude Fable 8, trouve le moyen de construire la prochaine génération de puces d’IA. La fabrication de puces étant ce qu’elle est, il faudra encore quelques essais pour appliquer ses instructions à la lettre, soit cinq itérations pour mettre en place le procédé, effectuer des mesures, des tests, identifier ce qui fonctionne et l’améliorer, puis cinq autres pour optimiser la conception au sein du procédé finalisé, avant de pouvoir produire la puce à grande échelle.
Le facteur limitant devient alors la durée de ces dix itérations. Pour les neuf premières, l’échelle de production n’a d’ailleurs aucune importance : il suffit d’une ligne de production très flexible et étroitement surveillée sur laquelle tester, itérer et renvoyer les résultats au modèle. La dixième exigera toujours une production de masse ailleurs, mais si Eurofab peut mener les neuf premières plus vite que quiconque, elle apportera une contribution bien réelle à l’accélération.
Du prototype au marché
Le résultat final de ce processus d’itération peut-il être aisément mis en production ? Les usines actuelles auront du mal à mettre immédiatement en œuvre des conceptions venues de l’autre bout du monde. Une solution consiste à calquer Eurofab sur les usines de grande taille : plus sa conception fondamentale se rapprochera de celle d’un site de TSMC, plus il sera facile de reproduire ses résultats chez les grands fondeurs. À première vue, cela semble menacer TSMC, mais tout tient au faible volume : si TSMC n’exporte qu’un clone miniature de ses procédés les plus avancés, sa stratégie géopolitique fondée sur les volumes n’a rien à craindre d’Eurofab.
Les tendances du secteur pourraient aussi jouer en faveur de l’Europe en encourageant une plus grande adaptabilité et transférabilité. La conception de puces toujours plus spécialisées, ainsi que la tendance générale à l’auto-amélioration récursive par les puces, avec ou sans Eurofab, impliquent qu’il faudra de toute façon des usines capables de basculer plus rapidement vers de nouvelles conceptions.
Le meilleur modèle est peut-être le consortium japonais Rapidus. En quelques années à peine, le gouvernement japonais a fait naître une sorte de filière nationale à coups de subventions : réunissant géants industriels et jeunes pousses, Rapidus a produit des prototypes de puces assez rapidement. Il n’en fabrique guère, et au prix de lourdes subventions, mais cet exemple montre qu’il est possible de passer en quelques années d’une décision stratégique à la production de puces gravées à quelques nanomètres. Rapidus a pu s’appuyer sur des atouts exclusifs, comme un partenariat étroit avec IBM, mais l’Europe aussi : l’IMEC est européen, c’est l’un des principaux centres de recherche sur les procédés et il collabore déjà étroitement avec ASML, ce qui offre l’embryon d’une intégration verticale sur laquelle bâtir Eurofab.
Rapidus donne une idée des délais réalistes : le consortium a obtenu un prototype de puce de 2 nm avec un débit honorable en moins de trois ans, et semble en voie d’atteindre 1,4 nm en six ans. Il correspond déjà presque, en l’état, à l’usine d’optimisation récursive décrite ici. Suivre cette preuve de concept et partager ce marché à parts égales avec Rapidus, constituerait déjà un succès. L’Europe pourrait pourtant faire mieux pour deux raisons : la proximité d’ASML, déjà évoquée, et le calendrier. Le moment est propice, car on en sait davantage sur la conception de puces assistée par l’intelligence artificielle qu’au moment de la création de Rapidus. En coopérant avec ASML, TSMC et les laboratoires, il sera possible d’identifier les obstacles à l’itération rapide chez Rapidus ou chez TSMC à Taïwan, et y remédier à Eurofab.
Cette Eurofab tournée vers la R&D ne surpasserait pas TSMC, et n’aurait pas à le faire. Une installation de cette nature profiterait considérablement à de nombreux utilisateurs sans entamer le moins du monde le point d’étranglement taïwanais. Eurofab élaborerait rapidement les principes de conception que TSMC et d’autres mettraient ensuite en œuvre ; mais seule, sans les capacités taïwanaises à grande échelle, elle ne vaudrait pas grand-chose. Bien conçue, elle serait tout bénéfice pour TSMC : elle offrirait aux Taïwanais une rare occasion de bâtir hors de l’île sans affaiblir pour autant la dissuasion géopolitique.
L’objectif d’Eurofab n’est pas de produire en masse des puces que d’autres fabriquent déjà, mais de découvrir un nouveau maillon de la chaîne, d’y arriver en premier et de le tenir avant que le reste du secteur ne s’y presse. C’est d’ailleurs tout ce qu’un pari sur les semi-conducteurs pourra apporter à l’Europe : ni une résilience significative, ni a fortiori l’autarcie, mais le statut d’acteur stratégiquement indispensable.
La construction concrète de cette installation exigera une politique industrielle dédiée et une diplomatie des transferts de technologie à l’égard de TSMC ; à ce stade, il s’agit surtout de cerner le vide stratégique auquel l’Europe fait face.
S’improviser expert en semi-conducteurs est une chose mais l’être vraiment c’est plus difficile. On peut avoir lu Chip War plusieurs fois, et avoir déjeuné à côté des des plaquettes de silicium, sans savoir pour autant construire une usine.
D’une chose, en tout cas, on peut être sûr : la stratégie européenne pour l’IA présente un vide en forme d’usine.
