Semi-conducteurs

L’industrie électronique s’appuie sur le silicium depuis 1946 (ici un waffer de microprocesseurs) Découverts au 19e siècle, les matériaux semi-conducteurs sont des isolants partiels qui sont entre les métaux, très conducteurs, et les isolants purs, verre, plastique, caoutchouc, qui eux ne conduisent pas du tout l’électricité. En clair, le semi-conducteur permet de contrôler la direction du courant électrique et son intensité, ce qui en fait un élément essentiel dans l’électronique moderne et l’informatique. Les semi-conducteurs sont à la base du transistor depuis 1947, date de leur première utilisation dans les laboratoires Bell. Depuis, ils sont intimement liés à toutes les évolutions des microprocesseurs, tous genres confondus. Les premiers semi-conducteurs utilisés furent le germanium, suivi dès 1954 par le silicium. D’autres matériaux partagent des propriétés voisines comme l’arséniure de gallium, le nitrure de bore, ou encore l’indium, mais la très grande disponibilité du silicium, directement extrait du sable, en fait le semi-conducteur le plus répandu sur la planète. Pourtant, en microélectronique, ce dernier est proche de ses limites et d’autres éléments sont en lice pour le remplacer à l’instar du graphène, extrait pour la première fois du graphite en 2004, dont les propriétés n’en finissent pas d’étonner les physiciens. Pour découvrir à quel point le monde actuel est dépendant des semi-conducteurs et de leurs sous-produits raffinés, les microprocesseurs, il fallut la crise du COVID 19 qui débuta en 2020, et la pénurie qui s’en suivit. Rapidement, on s’aperçut qu’il n’existait qu’une poignée d’entreprises capables d’alimenter le marché mondial ( TSMC, Samsung, GlobalFoundries, Intel, Renesas ) et que ces déjà rares structures dépendaient fortement de quelques fournisseurs ( ASML, Applied Materials, Tokyo Electron, Lam research, notamment)… Cette rareté s’explique par le coût pharaonique d’une usine de microprocesseur moderne (10 à 30 milliards de dollars !) et par l’extrême complexité de son fonctionnement, sans oublier que la rapide obsolescence des produits n’encourage pas à la création de stocks… Toujours est-il que la pandémie à révélé la fragilité de ces chaînes d’approvisionnement spécifique, et souligné à quel point ce marché devra être repensé pour offrir plus de résilience, de redondance aussi, car si nos civilisations envisagent de se passer de pétrole dans un avenir médian, ce ne sera pas le cas des semi-conducteurs et de leurs dérivés informatiques, les microprocesseurs, qui sont au coeur de la révolution numérique qui nous entoure.