18 avril 2021 12:06

Semi-conducteur

Qu’est-ce qu’un semi-conducteur?

Un semi-conducteur est un produit matériel généralement composé de silicium, qui conduit l’électricité plus qu’un isolant, tel que le verre, mais moins qu’un conducteur pur, tel que le cuivre ou l’aluminium. Leur conductivité et d’autres propriétés peuvent être modifiées avec l’introduction d’impuretés, appelées dopage, pour répondre aux besoins spécifiques du composant électronique dans lequel il réside. Également appelés semi-conducteurs ou puces, les semi-conducteurs peuvent être trouvés dans des milliers de produits tels que les ordinateurs, les smartphones, les appareils électroménagers, le matériel de jeu et les équipements médicaux.

Points clés à retenir

  • Trouvé dans des milliers de produits électroniques, un semi-conducteur est un matériau qui conduit l’électricité plus qu’un isolant mais moins qu’un pur conducteur.
  • Il existe quatre types de base de semi-conducteurs.
  • L’industrie des semi-conducteurs vit – et meurt – par un simple credo: plus petit, plus rapide et moins cher.
  • Les investisseurs doivent garder à l’esprit que l’industrie des semi-conducteurs est une industrie hautement cyclique, sujette à des booms et des effondrements périodiques.

Comprendre les semi-conducteurs

Les dispositifs à semi-conducteurs peuvent afficher une gamme de propriétés utiles telles que montrer une résistance variable, faire passer le courant plus facilement dans un sens que dans l’autre et réagir à la lumière et à la chaleur. Leur fonction réelle comprend l’amplification des signaux, la commutation et la conversion d’énergie. Par conséquent, ils sont largement utilisés dans presque toutes les industries et les entreprises qui les fabriquent et les testent sont considérés comme d’excellents indicateurs de la santé de l’ économie dans son ensemble.

Types de semi-conducteurs

De manière générale, les semi-conducteurs se divisent en quatre grandes catégories de produits:

  • Mémoire: les puces de mémoire servent de réserves temporaires de données et transmettent des informations vers et depuis le cerveau des appareils informatiques. La consolidation du marché de la mémoire se poursuit, entraînant des prix de la mémoire si bas que seuls quelques géants comme Toshiba, Samsung et NEC peuvent se permettre de rester dans le jeu.
  • Microprocesseurs: Ce sont des unités centrales de traitement qui contiennent la logique de base pour effectuer des tâches. La domination d’Intel sur le segment des microprocesseurs a contraint presque tous les autres concurrents, à l’exception des micro-dispositifs avancés, à quitter le marché grand public et à se diriger vers des niches plus petites ou des segments différents.
  • Circuit intégré de marchandise: Parfois appelés « puces standard », ceux-ci sont produits en lots énormes à des fins de traitement de routine. Dominé par les très grands fabricants de puces asiatiques, ce segment offre des marges bénéficiaires extrêmement minces que seules les plus grandes sociétés de semi-conducteurs peuvent concurrencer.
  • Complex SOC: « System on a Chip » consiste essentiellement à créer une puce de circuit intégré avec la capacité d’un système entier. Le marché tourne autour de la demande croissante de produits de consommation qui combinent de nouvelles fonctionnalités et des prix plus bas. Les portes des marchés de la mémoire, des microprocesseurs et des circuits intégrés de base étant étroitement fermées, le segment SOC est sans doute le seul à avoir suffisamment d’opportunités pour attirer un large éventail d’entreprises.

L’industrie des semi-conducteurs

Le succès dans l’industrie des semi-conducteurs dépend de la création de produits plus petits, plus rapides et moins chers. L’avantage d’être minuscule est que plus de puissance peut être placée sur la même puce. Plus il y a de transistors sur une puce, plus vite elle peut faire son travail. Cela crée une concurrence féroce dans l’industrie et les nouvelles technologies abaissent le coût de production par puce de sorte qu’en quelques mois, le prix d’une nouvelle puce peut chuter de 50%.

Cela a donné lieu aux observations appelées loi de Moore, qui stipule que le nombre de transistors dans un circuit intégré dense double environ tous les deux ans. L’observation porte le nom de Gordon Moore, co-fondateur de Fairchild Semiconductor et d’Intel, qui a écrit un article le décrivant en 1965. De nos jours, la période de doublement est souvent citée à 18 mois – le chiffre cité par le dirigeant d’Intel David House.

En conséquence, il y a une pression constante sur les fabricants de puces pour qu’ils proposent quelque chose de meilleur et encore moins cher que ce qui définissait l’état de la technique quelques mois auparavant. Par conséquent, les entreprises de semi-conducteurs doivent maintenir d’importants budgets de recherche et de développement. L’association d’études de marché sur les semi-conducteurs IC Insights a rapporté que les 10 plus grandes sociétés de semi-conducteurs ont consacré en moyenne 13,0% de leurs ventes à la R&D en 2017, allant de 5,2% à 24,0% pour les entreprises individuelles.

Traditionnellement, les entreprises de semi-conducteurs contrôlaient l’ensemble du processus de production, de la conception à la fabrication. Pourtant, de nombreux fabricants de puces délèguent de plus en plus de production à d’autres dans l’industrie. Les fonderies, dont la seule activité est la fabrication, se sont récemment imposées, offrant des options d’externalisation attrayantes. Outre les fonderies, les rangs des concepteurs et des testeurs de puces de plus en plus spécialisés commencent à grossir. Les sociétés de puces émergent plus maigres et plus efficaces. La production de chips ressemble maintenant à une cuisine de restaurant gastronomique, où les chefs font la queue pour ajouter juste la bonne épice au mélange.

Dans les années 1980, les fabricants de puces vivaient avec des rendements (nombre d’appareils opérationnels sur tous fabriqués) de 10 à 30%. Cependant, pour être compétitifs aujourd’hui, les fabricants de puces doivent maintenir des rendements de 80 à 90%. Cela nécessite des procédés de fabrication très coûteux. En conséquence, de nombreuses entreprises de semi-conducteurs effectuent la conception et la commercialisation, mais choisissent d’ externaliser une partie ou la totalité de la fabrication. Connu comme fabless les fabricants de puces, ces entreprises ont un fort potentiel de croissance, car ils ne sont pas accablés par les frais généraux associés à la fabrication, ou « fabrication ».

Investir dans l’industrie des semi-conducteurs

En plus d’ PHLX Semiconductor Index, connu sous le nom de SOX, ainsi que de ses formes dérivées dans des fonds négociés en bourse. Il existe également des indices qui répartissent le secteur entre les fabricants de puces et les fabricants d’équipements à puces. Ce dernier développe et vend des machines et autres produits utilisés pour concevoir et tester des semi-conducteurs.

En outre, certains marchés étrangers, tels que Taïwan, la Corée du Sud et, dans une moindre mesure, le Japon, sont fortement dépendants des semi-conducteurs et leurs indices fournissent donc également des indices sur la santé de l’ industrie mondiale.

Considérations spéciales pour l’investissement dans les semi-conducteurs

Si les investisseurs en semi-conducteurs peuvent se souvenir d’une chose, c’est que l’industrie des semi-conducteurs est hautement cyclique. Les fabricants de semi-conducteurs voient souvent des cycles «d’expansion et de récession» basés sur la demande sous-jacente de produits à base de puces. Lorsque les temps sont bons, les  marges bénéficiaires peuvent être très élevées pour les fabricants de puces; Cependant, lorsque la demande diminue, les prix des puces peuvent chuter de façon spectaculaire et avoir un effet majeur sur les chaînes d’approvisionnement de nombreuses industries.

La demande suit généralement la demande du marché final pour les ordinateurs personnels, les téléphones portables et autres équipements électroniques. Lorsque les temps sont bons, des entreprises comme Intel et Toshiba ne peuvent pas produire des micropuces assez rapidement pour répondre à la demande. Lorsque les temps sont durs, ils peuvent être carrément brutaux. La lenteur des ventes de PC, par exemple, peut faire basculer le secteur – et le cours de ses actions – dans un virage à la dérive.

En même temps, cela n’a pas de sens de parler du «cycle de la puce» comme s’il s’agissait d’un événement de nature singulière. Alors que les semi-conducteurs sont toujours une activité de matières premières dans l’âme, leurs marchés finaux sont si nombreux – PC, infrastructures de communication, automobile, produits de consommation, etc. – qu’il est peu probable qu’une capacité excédentaire dans un domaine fasse tomber toute la maison.

Les risques de la cyclicité

Étonnamment, la cyclicité de l’industrie peut offrir un certain confort aux investisseurs. Dans certains autres secteurs technologiques, comme les équipements de télécommunications, on ne peut jamais être entièrement sûr si les fortunes sont cycliques ou séculaires. En revanche, les investisseurs peuvent être presque certains que le marché se retournera à un moment donné dans un avenir pas si lointain. Si la cyclicité offre un certain confort, elle crée également un risque pour les investisseurs. Les fabricants de puces doivent régulièrement participer à des jeux de hasard à enjeux élevés. Le gros risque vient du fait que cela peut prendre plusieurs mois, voire des années, après un projet de développement majeur pour que les entreprises découvrent si elles ont touché le jackpot, ou tout gâché. Une des causes de ce retard est la structure entrelacée mais fragmentée de l’industrie: différents secteurs atteignent un sommet et un creux à des moments différents. Par exemple, le point bas pour les fonderies arrive souvent beaucoup plus tôt que pour les concepteurs de puces. Une autre raison est le long délai de livraison de l’industrie : il faut des années pour développer une puce ou construire une fonderie, et encore plus avant que les produits ne rapportent de l’argent.

Les entreprises de semi-conducteurs sont confrontées à l’énigme classique de savoir si c’est la technologie qui anime le marché ou le marché qui anime la technologie. Les investisseurs doivent reconnaître que les deux sont valables pour l’industrie des semi-conducteurs.