Face à demande exponentielle de puces électroniques au niveau mondial

Jerry Beeney, Responsable Teledyne FLIR du développement commercial mondial pour la science et l'automatisation

La demande mondiale de puces électroniques est en pleine expansion. Elle devrait même doubler d'ici 2030.

Le problème est le suivant : les micropuces sont des éléments essentiels des circuits modernes. Elles sont utilisées comme semi-conducteurs dans pratiquement tous les domaines : des matériels médicaux, de la télévision et de la technologie audio, des données et traitement PC aux applications industrielles, à l'aérospatiale et à la défense, aux télécommunications et à la construction automobile.

La récente pénurie de semi-conducteurs a déjà touché les fabricants du monde entier. Mais si la demande venait à dépasser à nouveau l'offre, l'innovation s’en trouverait affectée, avec pour effet un ralentissement des progrès technologiques. Il s'agirait non seulement d'un frein au développement, mais aussi d'une véritable inhibition de l'innovation à l'échelle internationale.

Avec le « Chips Act », la Commission européenne cherche à éviter cette situation en investissant de manière ciblée dans la production européenne de semi-conducteurs pour un montant de près de 22 milliards €.

Pourquoi l'investissement dans les micropuces est-il important ?

Les chaînes d'approvisionnement mondiales en puces ont été fortement perturbées par les fermetures de sites COVID-19 et les restrictions au travail induisant un impact sur la fabrication dans pratiquement tous les secteurs d'activité.

Dans l'industrie automobile, qui représente à elle seule 10% du marché mondial des semi-conducteurs, toutes les grandes régions de production ont été touchées par les demandes de puces en attente. À lui seul, le Royaume-Uni a connu une chute brutale de 30% de sa production par rapport aux niveaux antérieurs à la pandémie, tandis que les immatriculations de voitures neuves ont diminué de 2% dans le monde entier.

L'impact de la pénurie de semi-conducteurs s'est traduit par une production de véhicules légers estimée à 672 000 au premier trimestre 2021, même après le début d’assouplissement des restrictions.

Ce bref aperçu se limite à un seul secteur ; l'impact global de la pénurie de la chaîne d'approvisionnement a été et reste important.

Selon une étude de Goldman Sachs, 169 secteurs d'activité à travers le monde ont été impactés par la pénurie généralisée de puces électroniques. Ce problème a coûté des millions de dollars et le règlement européen sur les puces électroniques entend le régler à la source.

Qu'est-ce que le Chips Act ?

Le Chips Act, le règlement européen sur les puces, est un texte législatif entré en vigueur le 25 juillet 2023 visant à encourager l'innovation dans le domaine de la microélectronique et à porter à 20% la part de l'UE dans la production de puces électroniques au cours des sept prochaines années.

En d'autres termes, l'UE souhaite augmenter sensiblement le nombre d'entreprises au niveau mondial ayant la capacité de créer des micropuces en interne, afin de mettre les fabricants à l'abri des problèmes de chaîne d'approvisionnement comme ceux rencontrés en 2020.

Le règlement est lié à l'instrument permettant d'accéder au financement, également connu sous le nom de « Projet Important d'Intérêt Européen Commun » dans le domaine de la microélectronique et des technologies de communication (ou « IPCEI ME/CT »).

Le règlement et le projet se conjuguent pour inciter dans la foulée les entreprises européennes à passer de l'externalisation des pièces essentielles de leurs machines à leur production en interne, avec le soutien nécessaire et le financement qui va avec.

Outre la promesse initiale d'une aide d'État de 8,1 milliards €, cette initiative devrait permettre de débloquer 13,7 milliards € supplémentaires d'investissements privés dans 14 pays membres : Allemagne, Autriche, Espagne, Finlande, France, Grèce, Irlande, Italie, Malte, Pays-Bas, Pologne, Roumanie, Slovaquie et République tchèque.

En raison du lien étroit entre la technologie numérique et les microprocesseurs, un investissement de cette ampleur dans les semi-conducteurs devrait présenter un double avantage : non seulement protéger les lignes de production existantes contre les effets imprévisibles de la chaîne logistique mais aussi stimuler radicalement le développement futur des technologies que les puces alimentent : IA, informatique quantique, communications 5G et 6G, conduite autonome et technologies vertes notamment.

À ce jour, 68 projets ont été annoncés par 56 entreprises, dont des marques mondiales comme Vodafone, Infineon, Ericsson et GlobalFoundries.

L'imagerie thermique est essentielle pour tester l'électronique

Quelle que soit la portée de ces projets ambitieux et que les puces soient utilisées pour capturer, traiter, stocker ou agir directement sur les données, les essais constitueront une étape essentielle du processus de développement.

Pour tirer le meilleur parti des fonds disponibles, les entreprises devront être en mesure de tester leurs composants pour répondre à des normes de sécurité spécifiques. Qu'il s'agisse de tester la fonctionnalité, les performances ou l'assurance qualité, les composants électroniques devront être soigneusement vérifiés.

La thermographie joue un rôle essentiel en permettant aux fabricants de surveiller leurs circuits afin de détecter la dissipation de chaleur ou l'emballement thermique au fur et à mesure de leur développement.

En observant les caractéristiques thermiques de leurs micropuces en temps réel, les fabricants sont en mesure de détecter et de traiter rapidement tout problème lié à la mise en œuvre ou à la compatibilité des composants, d'éviter de coûteux temps d'arrêt et de raccourcir le cycle de conception pour le rendre aussi efficace que possible.

Pour les tests sur banc dans les environnements de fabrication industrielle, les entreprises doivent veiller à investir dans des systèmes d'imagerie thermique robustes et fiables. Qu'il s'agisse de perfectionner des composants discrets (résistances et condensateurs ou éléments s’interfaçant avec des alimentations électriques comme les transistors ou les transformateurs), les systèmes d'imagerie thermique tels que les puissantes caméras FLIR série A6700 ou les précises FLIR A8580 MWIR seront absolument cruciaux.

Quels que soient le budget R&D des entreprises de l'UE et le secteur d'activité dans lequel elles effectuent leurs recherches, la thermographie offre des informations essentielles.

Les testeurs sont à même de détecter toute trace de dommage due à des surtensions ou à des composants défectueux à chaque étape du cycle de développement ; c'est par conséquent un domaine dans lequel les fabricants devraient investir judicieusement dans les années à venir.