Informatique
La Chine maîtrise l’EUV bien plus tôt que prévu
Le prototype EUV chinois arrive tôt
À mesure que les techniques informatiques s’amélioraient, des puces de plus en plus avancées étaient inventées. La dernière génération de nœuds de 3 nm et 2 nm est si petite que la longueur d’onde de la lumière ordinaire est simplement trop grande pour graver de façon fiable les caractéristiques à cette échelle.
Ce n’est pas nouveau, car l’industrie utilise depuis longtemps la lumière DUV (Deep UltraViolet) pour réaliser la lithographie sur des plaquettes de silicium. Mais pour atteindre l’échelle nanoscopique des conceptions de puces les plus avancées, une source lumineuse à longueur d’onde encore plus courte était nécessaire.
Cette source lumineuse et cette méthode de lithographie sont appelées EUV (Extreme UltraViolet).
Source: Zeiss
Jusqu’à présent, l’EUV était le monopole de l’entreprise néerlandaise ASML (ASML ), le seul fabricant mondial de machines de lithographie EUV.
En 2019, les puces à nœud 7 nm de TSMC ont été fabriquées avec le premier processus EUV, livrant des produits clients à grand volume sur le marché.
Le contrôle de l’accès à la technologie EUV a été au cœur des sanctions américaines contre l’industrie des semi-conducteurs de la Chine. Dès 2018, les États‑Unis ont commencé à faire pression sur les Pays‑Bas pour empêcher ASML de vendre des machines EUV, leurs composants associés et les services de maintenance.
L’idée était que restreindre l’accès à l’EUV ralentirait la capacité de la Chine à fabriquer des puces de pointe et, conjointement aux limites d’exportation d’accélérateurs IA avancés, aiderait les États‑Unis à conserver un avantage dans la course à l’IA.
Cependant, il semble maintenant que la poussée de la Chine pour l’indépendance des semi‑conducteurs se soit accélérée sous la pression, et Reuters rapporte que la Chine a achevé un prototype de machine EUV. Si le développement suit son cours, elle pourrait commencer à produire des puces dès 2028, avec une montée en puissance de la production par la suite.
Non seulement cela pourrait compliquer les efforts occidentaux pour restreindre l’accès de la Chine à la fabrication de pointe, mais cela pourrait également représenter une menace à long terme pour la chaîne d’approvisionnement en semi‑conducteurs centrée sur l’Occident—arrivant des années plus tôt que même de nombreux analystes optimistes sur la Chine ne l’avaient prévu.
Le percée inattendue de la Chine dans l’EUV remet en cause le monopole d’ASML, sape la stratégie de sanctions occidentales et signale un changement à long terme dans le pouvoir mondial des semi‑conducteurs.
Comment fonctionne réellement la lithographie EUV
Ce qui rend l’EUV si unique—et pourquoi il est resté le monopole d’ASML pendant de nombreuses années—c’est que l’EUV n’est pas une seule technologie, mais l’assemblage de nombreuses prouesses d’ingénierie ultra‑précise en un système intégré unique.
La première partie est un laser CO₂ ultra‑puissant d’environ 30 kW, ce qui en fait l’un des lasers industriels à impulsions les plus puissants au monde. Dans les machines d’ASML, il est produit par l’entreprise allemande Trumpf.
Mais ce n’est pas ce laser qui produit la lumière EUV ; c’est la source d’énergie. Pour générer l’EUV, le système surchauffe de minuscules gouttelettes d’étain fondu en plasma, les machines d’ASML tirant environ 50 000 gouttelettes d’étain chaque seconde.
Le plasma doit être porté à des températures extrêmes—souvent citées autour de 220 000 °C (360 000 °F)—créant des conditions bien plus chaudes que la surface du Soleil et poussant l’ingénierie industrielle à ses limites.
L’ensemble du processus doit également se dérouler dans un vide quasi‑parfait, car l’air (et la plupart des matériaux) absorbe la lumière EUV.
Source: SemiEngineering
Et ce n’est pas tout. Cette lumière EUV doit maintenant être dirigée, façonnée et focalisée avec une précision étonnante pour graver les plaquettes de silicium à la pointe—souvent évoquée en termes de densités de transistors approchant 100 millions de transistors par millimètre carré pour les nœuds de pointe.
Ces miroirs courbés, développés par le leader allemand de l’optique Zeiss, doivent être fabriqués et alignés avec une précision approchant le niveau atomique.
« Si vous agrandissiez un tel miroir EUV à la taille de l’Allemagne, la plus grande irrégularité – le Zugspitze, pour ainsi dire – aurait une hauteur de 0,1 millimètre. »
Cette précision est si extrême que l’exactitude directionnelle des miroirs est souvent décrite à l’aide d’analogies vivantes. Par exemple, si un miroir EUV était utilisé pour rediriger un faisceau vers la Lune, il serait théoriquement assez précis pour toucher un objet aussi petit qu’une balle de ping‑pong à la surface de la Lune.
Ces optiques sont également revêtues d’une pile multicouche—alternant souvent des matériaux comme le silicium et le molybdène—neuf seulement quelques atomes d’épaisseur par couche.
« Pour cela, jusqu’à 100 couches s’empilent ici. Une seule couche ne refléterait qu’un bon pour cent de la lumière – la perte serait bien trop importante.
Le résultat est une réflectivité qui rend jusqu’à 70 % de la lumière utilisable. »
Enfin, la plaquette de silicium elle‑-même doit se déplacer et s’aligner avec une précision extraordinaire. Des capteurs mesurent la position en continu, et la platine de la plaquette doit maintenir la précision tout en résistant à la déformation due aux variations thermiques et aux mouvements à grande vitesse.
Ainsi, en tenant compte de toutes ces étapes (et l’explication ci‑dessus reste une simplification), il devient clair pourquoi reproduire l’EUV est si difficile : cela nécessite de reproduire non seulement un design, mais un vaste écosystème de matériaux, de métrologie, de contrôles, d’optique, de systèmes à vide et de fabrication ultra‑propre—intégrés dans une seule machine.
Pourquoi l’EUV est si difficile à reproduire
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| Sous‑système | Domination du fournisseur | Pourquoi c’est difficile |
|---|---|---|
| Source de lumière EUV (plasma d’étain) | Écosystème ASML + Trumpf | Lasers haute puissance, synchronisation des gouttelettes, stabilité du plasma, atténuation des débris |
| Optiques de projection | Quasi‑monopole Zeiss | Perfection de surface au niveau atomique, revêtements multicouches, rendement à grande échelle |
| Systèmes à vide | Fournisseurs spécialisés multiples | Intégrité du vide ultra‑propre avec des étages mobiles et des charges thermiques élevées |
| Métrologie & capteurs | Chaîne mondiale hautement spécialisée | Boucles de rétroaction nanométriques en temps réel ; étalonnage, dérive, contrôle de la contamination |
| Logiciel de contrôle | Propriété d’ASML | Intégration étroite de milliers de sous‑systèmes ; savoir‑faire du processus |
| Étape de plaquette & mécanique | Leaders en mécatronique de précision | Accélération extrême sans vibration ; stabilité thermique ; répétabilité à grande échelle |
Le « Projet Manhattan » EUV de la Chine : mobilisation totale du secteur des semi‑conducteurs
Mobilisation totale
Compte tenu de l’importance cruciale des puces de pointe pour la concurrence en IA, en robotique avancée et en technologie militaire, comparer l’effort EUV domestique de la Chine à un Projet Manhattan n’est pas une simple rhétorique—cela reflète l’ampleur et l’urgence de l’initiative.
Premièrement, d’énormes sommes de capitaux publics et privés semblent avoir été investies dans l’effort plus large des semi‑conducteurs, avec au moins 37 milliards d’euros mobilisés au début de 2025, et probablement davantage via la recherche universitaire, les installations industrielles, les subventions aux fournisseurs critiques, les achats garantis et la demande soutenue par l’État pour les puces futures.
Et cela ne devrait peut‑être pas être une surprise totale, avec un brevet lié à l’EUV déposé par Huawei en décembre 2022, selon les rapports.
Parallèlement, une autre entreprise chinoise, SMIC, aurait réussi à utiliser d’anciennes machines DUV pour produire des puces de classe 5 nm sans EUV—illustrant la forte incitation à « se débrouiller » avec des outils limités.
Un autre concept a également été exploré : générer la lumière EUV via un accélérateur de particules (synchrotron), une direction discutée dès 2023 et liée à une publication scientifique de 2022.
Tous ces efforts illustrent l’importance colossale que les institutions et entreprises chinoises accordent à la maîtrise de l’EUV—ou à la construction d’alternatives compétitives sans celui‑ci.
Au cœur de ces efforts se trouve Huawei, le géant technologique chinois lourdement sanctionné.
Comment le recrutement de talents a accéléré le programme EUV de la Chine
Un autre effort pour débloquer l’EUV—plus secret—se serait concentré sur l’acquisition de l’expérience et du talent humain qui ont rendu l’EUV possible à l’origine.
Les meilleurs ingénieurs, dont certains avaient travaillé chez ASML puis pris leur retraite, étaient des cibles privilégiées pour le recrutement. Les rapports suggèrent également que d’autres employés actuels d’ASML ont été approchés pour être recrutés dès 2020.
Ces recrutements feraient partie d’un effort plus large visant à attirer les meilleurs talents en Chine, les experts en semi‑conducteurs travaillant à l’étranger ayant reçu des bonus à la signature et des subventions il y a plusieurs années.
Contourner certaines règles nationales pour faciliter la venue de ces experts recrutés semble également s’être produit dans des cas isolés. Par exemple, certains citoyens naturalisés d’autres pays auraient reçu des passeports chinois et été autorisés à conserver la double nationalité, malgré l’interdiction officielle de la double citoyenneté en Chine.
Le fait que beaucoup de ces ingénieurs soient de nationalité ou d’origine chinoise a peut‑être également facilité le recrutement.
Dans l’ensemble, les affirmations selon lesquelles la Chine « ne fait que voler des technologies » sont souvent une simplification excessive d’un écosystème de recherche et d’ingénierie en pleine expansion. Néanmoins, dans ce cas précis, le chevauchement avec les secrets commerciaux d’ASML pourrait être significatif.
« « Bien qu’ASML ne puisse pas contrôler ou restreindre le lieu de travail des anciens employés, tous les employés sont liés par les clauses de confidentialité de leurs contrats », a déclaré l’entreprise, ajoutant qu’elle a « poursuivi avec succès des actions en justice en réponse au vol de secrets commerciaux ». »
À l’intérieur du premier prototype de lithographie EUV de la Chine
Le résultat du recrutement d’anciens employés d’ASML, de l’ingénierie inverse des pièces EUV et du développement indépendant d’alternatives domestiques semble avoir produit un prototype nettement plus grand que les systèmes EUV typiques d’ASML de 180 tonnes, de la taille d’un autobus scolaire—occupant, selon les rapports, tout un étage d’usine.
Cela pourrait indiquer que le prototype consomme davantage d’énergie, est moins compact, moins efficace, ou simplement à un stade d’optimisation plus précoce que les conceptions de production d’ASML.
Des composants récupérés d’anciennes machines ASML, ainsi que des marchés de seconde main pour les pièces des fournisseurs d’ASML, ont également pu aider à assembler un prototype fonctionnel pendant que la fabrication domestique se développe ou que la qualité s’améliore.
Un composant clé qui pourrait encore manquer—et exceptionnellement difficile à reproduire avec des performances comparables—sont les optiques Zeiss. Cela serait, selon les rapports, une des raisons pour lesquelles la machine ne peut pas encore produire des puces au niveau souhaité.
High‑NA EUV : le prochain front de la course aux puces
Si l’EUV a mis des décennies à être développé par ASML, l’émergence d’un prototype chinois suggère que rattraper le retard—au moins en démonstration de système de base—pourrait se produire beaucoup plus rapidement que ce que beaucoup supposaient.
Cela met la pression sur les leaders occidentaux des semi‑conducteurs pour pousser davantage la prochaine génération : l’EUV High‑NA (Numerical Aperture).
Le High‑NA EUV est déjà testé par des entreprises comme Intel (INTC ), et il a été évalué par Samsung et TSMC. Intel a publiquement visé des calendriers de volume de production autour de 2028, tandis que TSMC et Samsung semblent plus prudents, réservant le High‑NA EUV pour les futurs nœuds <2 nm plutôt que de le précipiter en production de masse.
« Plus les angles d’incidence du système optique sont grands, plus les détails affichés sont fins. Cela signifie que les systèmes EUV optiques deviennent de plus en plus grands. »
Source: Zeiss
Un miroir pour la lithographie High‑NA EUV est environ deux fois plus grand et dix fois plus lourd que les miroirs EUV actuels—rendant le système total encore plus grand, plus lourd et plus complexe.
« Plus de 40 000 pièces des optiques de projection pour la lithographie High‑NA EUV pèsent environ douze tonnes afin d’assurer un focalisation haute précision — sept fois le volume et le poids de la lithographie EUV établie. »
Qu’est‑ce que cela signifie pour les investisseurs ?
À court terme, cela ne change probablement pas grand-chose. La machine EUV de la Chine ne serait, selon les rapports, qu’un prototype, et il reste incertain quelle part repose sur des pièces ASML réutilisées ou récupérées versus des composants purement fabriqués en Chine.
Cependant, il est difficile de supposer que la Chine échouera indéfiniment. Avec suffisamment de spécialistes, de financement et de temps, il n’y a aucune raison claire de croire que les institutions chinoises ne puissent pas finalement reproduire une grande partie des capacités de l’EUV—surtout à mesure que l’écosystème plus large de composants, de matériaux et de métrologie mûrit.
Le scepticisme quant à la capacité de la Chine à remplacer un composant spécifique, tel que les miroirs Zeiss, doit également être traité avec prudence. Des analyses similaires suggéraient auparavant que la Chine était à plus de 15 ans de retard, mais un prototype a maintenant été signalé.
À long terme (5 à 10 ans), la Chine pourrait construire une chaîne d’approvisionnement en semi‑conducteurs parallèle, indépendante non seulement au niveau des fonderies, mais aussi au niveau de la fabrication d’équipements.
Dans un premier temps, la production domestique avancée privilégierait probablement la demande intérieure, réduisant les ventes à la Chine de puces avancées, d’outils de fabrication et de composants de soutien.
Avec le temps, cela pourrait mettre sous pression le chiffre d’affaires et les marges des fabricants et fournisseurs d’équipements semi‑conducteurs occidentaux, réduisant leur capacité à réinvestir aux niveaux de R&D précédents.
Plus inquiétant pour des entreprises comme ASML et d’autres fabricants d’équipements—et même pour les fonderies—les puces avancées fabriquées en Chine pourraient finalement concurrencer directement les marchés extérieurs, notamment à travers les réseaux commerciaux en expansion des BRICS et de l’OCS (Organisation de coopération de Shanghai).
Conclusion
L’apparition d’un prototype EUV chinois plusieurs années avant ce que beaucoup attendaient constitue une véritable étape. Elle suggère que les contrôles à l’exportation et les sanctions sont peu susceptibles de limiter définitivement la capacité technologique dans un secteur où l’Occident a longtemps détenu un avantage structurel.
Dans le meilleur des cas, les restrictions peuvent retarder les progrès ; dans le pire, elles peuvent les accélérer en créant un marché domestique protégé d’environ 1,5 milliard de personnes, avec un fort soutien étatique et une capacité industrielle.
Cela ne signifie pas que la Chine commencera immédiatement à produire des puces de pointe avec des outils EUV domestiques. Mais cela signifie que la trajectoire vers cet objectif est désormais plus claire—et probablement plus rapide—que ce que beaucoup supposaient auparavant.
Dans l’ensemble, cela renforce l’idée que la Chine évolue vers une puissance technologique majeure, et ne se limite pas à être la plus grande base de fabrication du monde.
Certaines analyses soutiennent que la Chine domine désormais une grande part des domaines scientifiques avancés, ce qui remet en cause le récit simpliste selon lequel le progrès ne se produit que par imitation—même si les litiges sur les secrets commerciaux et les conflits de propriété intellectuelle restent une réalité de cette compétition.
Bien que la percée de la Chine modifie l’horizon à long terme, les investisseurs cherchant une domination immédiate dans le secteur des semi‑conducteurs doivent encore se tourner vers le leader actuel du marché.
Entreprise de semi‑conducteurs – TSMC
(TSM )
L’ascension de la Chine en tant que puissance technologique est stratégiquement significative, mais pour l’instant, les équipements de fabrication de semi‑conducteurs de la Chine semblent encore en retard—ou seulement proches—des systèmes occidentaux les plus avancés.
Ainsi, lorsqu’il s’agit du secteur des fonderies, la discipline des processus, l’apprentissage du rendement et l’expérience opérationnelle resteront probablement décisifs au cours de la prochaine décennie.
En fin de compte, la production de semi‑conducteurs est dominée par une expertise de niche et la capacité de produire en masse à grande échelle pour réduire les coûts. Aucune entreprise n’a maîtrisé ce modèle mieux que TSMC, le leader taïwanais de la fabrication de puces ultra‑avancées.
TSMC produit principalement des puces en silicium, incluant les nœuds 3 nm les plus puissants et les futurs nœuds de classe 2 nm. Et parce qu’elle fabrique les puces les plus avancées (et les plus coûteuses), elle détient une part dominante du chiffre d’affaires mondial des fonderies.
Source: Eric Flaningam
TSMC étend également sa capacité de fabrication aux États‑Unis, notamment grâce à d’importants investissements dans ses usines d’Arizona.
Avec le développement du High‑NA EUV déjà en cours, TSMC pourrait rester une longueur d’avance sur les rivaux chinois tels que SMIC pendant des années—surtout en termes de rendement, de fiabilité et de maturité de la fabrication à haut volume.
Et même s’il a rivalisé férocement avec Samsung, Intel et d’autres fonderies, TSMC reste bien placé pour défendre son avance face à la concurrence croissante basée en Chine—du moins pour le futur prévisible.
Dernières nouvelles et développements sur l’action TSMC (TSM)
