TSMC (TSM) à la une : la fonderie de l’or du XXIe siècle

Le leader des semi-conducteurs

Les composants électroniques et les puces sont présents dans une multitude de produits, des lave-linge aux appareils photo et aux téléphones. Leurs fabricants ont ainsi acquis un poids économique et stratégique considérable.

Parmi les grands acteurs historiques américains figuraient Intel (INTC ) et IBM (IBM ). L’industrie s’est ensuite développée en Asie, notamment au Japon, à Taïwan et en Corée du Sud, grâce aux compétences, aux investissements et à la construction de chaînes d’approvisionnement.

L’accumulation d’expérience et de recherche a renforcé cette position. L’Asie occupe une place majeure dans la fabrication, mais les parts varient selon les catégories de puces et les étapes de production.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, ou TSMC (TSM ), joue un rôle dominant dans la fabrication sous contrat et dans plusieurs procédés de pointe. Cela ne signifie pas qu’elle produit presque toutes les puces du monde.

Une initiative étatique

TSMC a été fondée en 1987 dans le cadre du développement de l’industrie taïwanaise des semi-conducteurs, avec l’appui des pouvoirs publics. Elle est issue de l’ITRI (Industrial Technology Research Institute).

Philips a participé à la création de l’entreprise, apportant des capitaux et des technologies contre une participation initiale de 27,5 %. Les récits historiques citent un investissement d’environ 58 millions de dollars. Cela ne permet pas de résumer tous les échanges avec Texas Instruments (TXN ) ou Intel à une simple occasion refusée.

L’État taïwanais conservait une participation d’environ 6 % à l’époque décrite, tandis que Philips a vendu ses dernières actions TSMC en 2008.

Dr. Morris Chang a joué un rôle central dans cette création. Né en Chine et fort d’une longue carrière chez Texas Instruments, il est une figure majeure de l’industrie taïwanaise et du modèle de fonderie indépendante, plutôt que le « père » de tous les semi-conducteurs.

Source : The Curiosity Chronicle

Un modèle de fonderie indépendante

Le modèle fabless sépare la conception des puces de leur fabrication. Les entreprises intégrées comme Intel concevaient et fabriquaient surtout leurs propres produits ; il serait inexact de présenter Intel comme le sous-traitant habituel de tous les concepteurs sans usine.

La construction et l’équipement d’une usine exigent des investissements importants. Les montants historiques de 50 à 100 millions de dollars évoqués dans le texte ne décrivent pas le coût d’une usine de pointe actuelle.

Source : eTeknix

La fabrication comprend de nombreuses étapes spécialisées : préparation des tranches, lithographie, dépôts, gravure, dopage, traitements thermiques, puis découpe et assemblage. Une fonderie exploite des procédés intégrés avec un réseau de fournisseurs ; elle ne se contente pas d’assembler des machines.

Source : EITC

Pour un concepteur de puces, confier la fabrication à une entreprise qui vend aussi ses propres puces peut soulever des questions de concurrence et de confidentialité. Cela ne signifie pas qu’Intel accordait ou refusait le droit général de concevoir des puces.

TSMC a développé le modèle de fonderie indépendante dédiée à ses clients : elle fabrique leurs conceptions sans commercialiser ses propres puces en concurrence avec eux.

Cette offre s’est imposée malgré un retard technologique initial. Au fil du temps, sa clientèle a compris notamment Broadcom (AVGO ), Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ) et AMD (AMD ).

L’entreprise a été introduite en Bourse à Taïwan en 1994, puis ses titres représentatifs ont été cotés à New York en 1997. Cette année-là, elle a livré environ 1,19 million de tranches en équivalent huit pouces : il s’agit d’un volume annuel, pas nécessairement de la capacité installée.

L’essor d’un géant technologique

Construire une position dominante

Les investissements dans les procédés, les équipements et la recherche ont progressivement réduit l’écart avec les leaders de l’industrie.

Le soutien public initial visait aussi à développer les compétences et les emplois à forte valeur ajoutée. Il ne faut toutefois pas supposer que les pouvoirs publics étaient indifférents à toute rentabilité.

Au fil du temps, TSMC est devenue la principale fonderie sous contrat. Les parts de 59,5 % pour TSMC et 16,1 % pour Samsung citées dans le graphique correspondent à une période et à une définition du marché, pas à l’ensemble de l’industrie des semi-conducteurs.

Source : Eric Flaningam

Les estimations citées pour le deuxième trimestre 2024 attribuaient environ 62 % du chiffre d’affaires de la fonderie sous contrat à TSMC. La part de marché évolue et dépend de la méthode de mesure.

Source : SemiWiki

Leader des nœuds avancés

TSMC est devenue un acteur de premier plan dans les procédés avancés, au-delà de son rôle initial de partenaire industriel indépendant.

Les procédés sont désignés par des noms de nœuds, comme 7 nm ou 3 nm. Ces noms ne correspondent pas à la taille physique totale du processeur ni directement à une dimension unique de tous ses transistors.

Les procédés matures, souvent désignés par des nœuds plus anciens comme 28 nm et au-delà, restent indispensables dans l’automobile, les appareils industriels et de nombreux équipements. La limite entre procédés matures et avancés dépend de l’application. Les marges ne sont pas uniformément faibles pour toutes ces puces.

Source : Techovedas

Les procédés récents peuvent bénéficier d’une forte demande et de prix élevés, mais exigent aussi d’importants investissements et de bons rendements. Ils ne concentrent pas automatiquement tous les bénéfices du secteur.

En 2024, TSMC produisait des puces en 3 nm et préparait le 2 nm. Certaines prévisions anticipaient une demande de 2 nm dépassant celle des premières générations 5 nm et 3 nm. Il s’agissait d’anticipations commerciales, pas de capacités déjà réalisées.

La production de volume en 2 nm était prévue pour 2025. Samsung préparait également des procédés 2 nm et 1,4 nm. Les calendriers et la réussite industrielle restaient soumis aux essais et à la demande.

Source : TSMC

Les relations avec de grands clients ont joué un rôle important, notamment les commandes de puces pour iPhone d’Apple. La date de 2010 ne peut pas être retenue ici comme début établi de la production de ces puces par TSMC. Les smartphones, les ordinateurs et le calcul haute performance ont ensuite soutenu l’adoption des procédés les plus avancés.

Source : TSMC

Apple et Nvidia figurent parmi les grands clients associés à TSMC dans les analyses de marché. Leur poids respectif varie selon la période et les estimations disponibles.

Source : Moomoo

EUV

Certains procédés avancés utilisent la lithographie aux ultraviolets extrêmes, ou EUV, en complément de procédés aux ultraviolets profonds, DUV. Toutes les étapes de fabrication n’utilisent pas l’EUV.

ASML (ASML ) est le seul fournisseur de systèmes EUV destinés à la production industrielle de semi-conducteurs.

En 2019, TSMC a mis en production de volume le N7+, son premier procédé commercial intégrant l’EUV. Le N7 original n’utilisait pas l’EUV ; tous les procédés 7 nm ne sont donc pas équivalents sur ce point.

L’étape suivante est l’EUV à grande ouverture numérique, ou High-NA. ASML a commencé à livrer les premiers modules d’un système à Intel en décembre 2023. Une livraison ou une installation expérimentale ne signifie pas que toutes les fonderies l’utilisent déjà en production commerciale.

Les coûts de conception et de fabrication augmentent avec la complexité des procédés avancés. Les gains dépendent du produit, de l’architecture et des volumes ; des nœuds plus petits ne sont pas toujours la meilleure solution économique.

Source : Quatr

Chine, usines des États‑Unis et guerres commerciales

Le statut diplomatique délicat de Taïwan

La fabrication avancée est stratégique pour l’IA, la défense et l’industrie électronique, ce qui lui donne une importance géopolitique particulière.

Pékin revendique Taïwan, tandis que l’île est gouvernée séparément. La politique américaine d’une seule Chine ne signifie pas que Washington adopte la revendication de souveraineté de Pékin. Les États-Unis ont déclaré qu’ils ne soutiennent pas l’indépendance de Taïwan, tout en maintenant des relations non officielles avec l’île.

Les États-Unis fournissent des moyens de défense à Taïwan. Cela ne constitue pas une garantie automatique d’intervention militaire américaine ; la politique comporte une ambiguïté sur la réponse à une éventuelle attaque.

TSMC comme cible ?

La concentration de capacités industrielles à Taïwan expose TSMC à des risques géopolitiques importants.

L’entreprise bénéficie d’un écosystème industriel très développé sur une île gouvernée de fait séparément de Pékin, mais dont le statut international est contesté.

Une crise pourrait interrompre l’accès aux usines, aux matériaux, au personnel ou aux infrastructures. Certains débats stratégiques ont envisagé d’empêcher la prise de contrôle de capacités sensibles ; il ne faut pas confondre ces scénarios avec une politique officielle décidée.

Ces débats ont notamment impliqué Elbridge Colby. Sa fonction et ses nominations doivent être replacées dans leur contexte historique, plutôt que présentées comme une information permanente.

Source : Elbridge Colby

Usines américaines de TSMC

La volonté de diversifier les sources de fabrication a encouragé TSMC à investir aux États-Unis.

L’entreprise a annoncé un premier projet d’usine en Arizona en 2020, puis un deuxième en 2022, portant alors l’engagement à environ 40 milliards de dollars. En avril 2024, un troisième projet a porté les investissements prévus à plus de 65 milliards de dollars.

Source : TSMC

Le développement a rencontré des difficultés de recrutement et d’adaptation des méthodes de travail, ainsi que des tensions rapportées entre équipes taïwanaises et américaines.

Dans les annonces de 2024, la première usine devait démarrer la production de volume en 2025. TSMC indiquait aussi des rendements pilotes en Arizona supérieurs à ceux de sites comparables à Taïwan. Cela concernait des procédés et comparaisons précis, pas l’ensemble de la production.

La deuxième usine devait produire des puces en 3 nm et 2 nm à partir de 2028. La troisième visait le 2 nm et des procédés ultérieurs vers la fin de la décennie. Il s’agissait de calendriers prévisionnels.

Dommages collatéraux de la guerre commerciale

Les restrictions américaines et celles d’autres pays ont limité l’accès de certaines entreprises chinoises à des équipements et puces avancés, notamment pour le calcul et l’IA.

Les contrôles concernent des catégories précises de produits, d’utilisations et de destinataires. Ils ne constituent pas une interdiction uniforme de toutes les puces avancées dans tous les échanges.

Leurs effets sur les fabricants hors de Chine sont contrastés : ils peuvent limiter certains concurrents, mais aussi réduire des ventes et encourager des capacités alternatives.

La Chine investit fortement dans ses capacités nationales, notamment autour de SMIC et de Huawei. SMIC bénéficie d’un soutien public important ; il n’est pas exact de présenter automatiquement Huawei comme une entreprise publique détenue par l’État.

Des informations ont évoqué des travaux sur un procédé 5 nm sans EUV chez SMIC. Elles ne suffisent pas à établir ici une production de volume compétitive, son rendement ou ses coûts. La Chine développe également des équipements et matériaux nationaux.

Parmi les pistes de recherche et de développement citées figurent :

• De grands accélérateurs de particules pour produire de la lumière de lithographie. Il s’agit de concepts de recherche, pas d’un remplacement industriel déjà démontré des machines ASML.
• Le développement de systèmes de lithographie nationaux, notamment par Shanghai Micro Electronics Equipment, ou SMEE.
• La photonique, un domaine où plusieurs pays possèdent des compétences et où subsistent des défis de fabrication et d’intégration.
  • Les puces neuromorphiques, qui explorent d’autres architectures de calcul, notamment pour certaines applications d’IA.

À long terme, la progression de capacités chinoises pourrait modifier la concurrence. Toutefois, les estimations de la part chinoise de consommation de puces dépendent de ce que l’on mesure : achats pour assemblage, utilisation finale ou ventes nationales. Un chiffre unique supérieur à 50 % ne décrit pas nécessairement tous ces marchés.

La demande locale et le soutien public peuvent favoriser la montée en capacité. Rattraper les procédés les plus avancés exige aussi des équipements, du savoir-faire, de bons rendements et un accès aux clients.

Finances de TSMC

Au troisième trimestre 2024, TSMC a publié une marge brute de 57,8 %, contre 54,3 % un an auparavant, soit une hausse de 3,5 points de pourcentage. La marge opérationnelle était de 47,5 % et la marge nette de 42,8 %. Les passifs totaux ne doivent pas être assimilés à la seule dette financière ; la trésorerie, les emprunts et les autres engagements s’analysent séparément.

Le cours avait fortement progressé sur les périodes présentées dans l’article. Un multiple dépend du point de départ, de la date de fin et du titre considéré, notamment action locale ou certificat coté aux États-Unis. Les performances passées ne garantissent pas les suivantes.

TSMC a commencé à distribuer des dividendes en 2004 et souligne la progression historique de ses distributions. Les montants dépendent de la devise et du titre détenu ; le maintien futur n’est pas garanti.

Conclusion

TSMC est un acteur majeur de la fabrication mondiale de semi-conducteurs. Son modèle de fonderie indépendante, ses investissements et son expérience des procédés ont soutenu sa position et ses marges.

Samsung, Intel et d’autres fabricants restent des concurrents, avec des forces différentes selon les produits. L’avance de TSMC est importante dans plusieurs segments, mais elle n’est pas incontestée pour toute l’industrie et aucun délai précis de rattrapage ne peut être garanti.

Les risques dépassent la seule gestion de l’entreprise. Un conflit à Taïwan pourrait provoquer de graves perturbations ou pertes industrielles, mais son déroulement et ses conséquences exactes ne sont pas prévisibles.

L’analyse doit donc porter à la fois sur la technologie, les rendements, la concurrence, la demande, la valorisation et l’évolution géopolitique.