Avec le projet Tessalia, Thalès peut-il combler l'angle mort de l'industrie des puces européennes ?
Début juin, la Commission européenne présentait sa version 2.0 du Chips Act, visant à renforcer l’autonomie européenne sur les semi-conducteurs, sur le modèle de ce que font les Etats-Unis depuis 2022 avec leur propre Chips Act. Au même moment, Thalès, Foxconn et Radiall faisaient un pas concret dans cette direction : un investissement commun de 250 millions d’euros pour la construction d’une usine de packaging pour semi-conducteurs en France.
L’Europe produit aujourd’hui environ 10% des semi-conducteurs utilisés dans le monde, contre 25% en 2000. Mais ce chiffre général cache des disparités sur les types de puces. L’Europe est par exemple absente de la production de puces haut de gamme dédiées à l’IA, dont la fabrication est fortement concentrée à Taiwan. Elle est en revanche très présente, via notamment la France et l’Allemagne, sur la production de semi-conducteurs de puissance et de puces pour l’industrie, l’automobile, le ferroviaire et l’aéronautique, grâce à des champions comme Infineon, NXP et STMicroelectronics.
Des créneaux manquants dans la chaîne de valeur
Ces divergences sont également visibles à différents échelons de la chaîne de valeur. L’Europe est par exemple très puissante sur les équipements permettant la fabrication des puces de pointe, grâce à l’entreprise néerlandaise ASML. Celui-ci est le seul fabricant mondial de machines EUV (lithographie par rayonnement ultraviolet extrême), indispensables pour produire les puces d’une finesse de gravure inférieure à 7 nm, utilisées par les géants de l’IA.
En revanche, l’Europe est très faible sur les activités de fonderie permettant de fabriquer ces puces, mais aussi sur le packaging, l’étape d’après. Une fois cette puce fabriquée, il faut en effet la mouler dans un boîtier pour en faire un composant reportable sur un circuit imprimé. C'est le rôle des packagers, également appelés OSAT, pour Outsourced Semiconductor Assembly and Test, spécialisés dans l'assemblage de puces et le test de celle-ci. Cette activité est aujourd'hui largement concentrée en Asie, à Taïwan, mais aussi en Chine, en Malaisie et en Thaïlande.
C’est ce créneau manquant que Thalès, Foxconn et Radiall entendent combler à travers leur projet d’usine Tessalia, annoncée lors du sommet Choose France et qui doit ouvrir dans la région de Bordeaux en 2029. En particulier, l’objectif est de se spécialiser dans les Systems in Package, ou SIP, des boîtiers multipuces qui consistent en une technique de packaging avancée, ciblant les marchés milieu et haut de gamme. Si la technique a été inventée par deux instituts de recherche européens, la Fraunhofer-Gesellschaft en Allemagne et le CEA-Leti en France, le savoir-faire industriel a été délocalisé en Asie dans les années 1990 et n’existe plus sur le Vieux Continent.
Reconstruire une filiale intégrée en Europe
L’objectif du projet est de retrouver cette capacité sur le sol européen. "En Europe, nous savons réaliser des prototypes, mais pas produire à l’échelle industrielle. Or, la micro-électronique repose beaucoup sur du savoir-faire, du réglage d'usine et de processus, du réglage de machines, que ce projet va permettre d’acquérir via un transfert technologique de Foxconn vers l'Europe", explique Damien Jugie, responsable de la coentreprise Tessalia pour Thalès.
La coentreprise vise donc à mettre en commun la puissance industrielle de Thalès, le savoir-faire et la position de marché stratégique de Foxconn, ainsi que l’expérience de Radiall dans la fabrication de composants de pointe destinés à l’électronique. "Foxconn est le troisième employeur privé mondial et le premier EMS, il fabrique tout ce qui est matériel pour Sony ou Apple, et a, entre autres, un accord de production avec NVIDIA. La France dispose d’un écosystème très riche de fournisseurs d’équipements pour traiter les puces, de machines de découpe, d'amincissement, etc. Notre constat est que toutes les pièces de l’écosystème sont en place, il manque simplement un catalyseur qui va permettre de fédérer tout cet écosystème autour d'un projet unique. Nous espérons que Tessalia sera ce catalyseur"
La production de l’usine Tessalia sera dédiée en partie au marché des supercalculateurs, mais aussi à des composants pour des senseurs ou pour des systèmes radio-fréquences, à destination notamment des infrastructures télécoms, ainsi qu’à divers marchés industriels (l'automobile, le médical, la robotique, l’aéronautique, le spatial et la défense). Si l’entreprise ne communique pas pour l’heure sur l’identité de ses partenaires sur le marché européen des semi-conducteurs, elle affirme avoir pour ambition de sourcer ses puces d’IA en Europe et non en Asie, ce qui impliquerait probablement de s’approvisionner auprès des usines qu’Intel et TSMC sont en train de construire en Allemagne. "L'idée est bien entendu d'utiliser des fondeurs européens, et de réaliser le packaging en Europe pour avoir une offre européenne verticalisée", résume Damien Jugie.
Monter en puissance sur le marché européen
L’avantage d’une usine spécialisée dans le packaging est qu’elle coûte beaucoup moins cher qu’une fonderie taillée pour la fabrication de puces d’IA, dont le coût chiffre aujourd’hui à plusieurs dizaines de milliards de dollars. C’est principalement dû à la différence dans la finesse de gravure (moins de 7 nanomètres pour une puce d’IA, là où Tessalia vise des largeurs de pistes de l'ordre de 1 à 10 microns, un micron équivalent à 1 000 nanomètres). Plus celle-ci est fine, plus la salle blanche doit être sous contrôle : protection contre la poussière, gestion de l’hygrométrie, des vibrations et des champs magnétiques.
Dans les salles blanches les plus hauts de gamme, une simple montre connectée est interdite, parce qu'elle génère un champ magnétique susceptible d’influencer les gravures et donc de ruiner la qualité des wafers. Elles sont également contraintes de compenser les mouvements de la lune. L’usine Tessalia ne fait pas face à de telles contraintes, même si les trois entreprises ont tout de même choisi un lieu largement isolé pour éviter par exemple les vibrations liées au passage des voitures sur l’autoroute.
L’objectif est d’arriver à produire 100 000 wafers par an en 2032, ce qui donne environ 60 millions de composants, étant donné qu’il y a 600 SIP par wafer. Avec l’objectif de passer à 250 000 wafers en 2038. "Le marché du packaging avancé en Europe représente aujourd’hui environ 2% du marché mondial. L’Europe est donc quasi inexistante. L'ambition de Tessalia est de capturer entre 15 et 20% de parts de marché européen", note Damien Jugie.
L’usine compte selon lui sur plusieurs processus de production innovants pour atteindre son objectif. "Dans cette usine, le substrat sera réalisé avec un processus semi-conducteur plutôt qu’un processus de circuit imprimé potentiel, ce qui nous permettra d'être dix fois plus denses et surtout d'avoir des rendements supérieurs. Ensuite, ces composants seront capables d'accueillir des fonctions très hétérogènes, donc des fonctions digitales, des fonctions optoélectroniques, des fonctions de puissance, des fonctions RF, dans le même composant. Cette modularité de fonctions est aussi possible grâce à des capacités de dépôt métallique pour éviter les rayonnements, au service d’une plus grande polyvalence des composants.
Enfin, nous serons capables de mouler l'ensemble du composant, de le marquer et de le singulariser pour le livrer au client. Ces composants seront plus petits, plus légers et moins consommant que les composants actuels, offrant l’accès à de nouvelles architectures produit. En un mot, nous mettons en place tout un flux d’innovation autour des processus de production industrielle pour gagner en efficacité, compétitivité et bien sûr en indépendance."