La chaîne d'approvisionnement des puces d'IA, expliquée en une carte

Le matériel sur lequel tourne l'intelligence artificielle passe par une chaîne d'approvisionnement d'une concentration géographique extraordinaire. La comprendre explique l'essentiel de la géopolitique qui façonne aujourd'hui le secteur.

La conception :

Les accélérateurs d'IA sont principalement conçus aux États-Unis, le concepteur dominant ayant son siège en Californie et d'autres efforts significatifs se trouvant chez d'autres entreprises américaines et chez des fournisseurs de nuage qui conçoivent leurs propres puces.

La conception dépend aussi de logiciels d'automatisation de la conception électronique, fournis par un petit nombre de firmes, très majoritairement américaines. La licence d'architecture de processeur ajoute un autre goulet d'étranglement, une entreprise dont le siège est au Royaume-Uni y étant centrale.

Les équipements de fabrication :

Transformer une conception en puce exige des équipements d'une complexité extrême. Les systèmes de lithographie dans l'ultraviolet extrême, indispensables aux nœuds les plus avancés, proviennent d'une unique entreprise néerlandaise. D'autres équipements critiques viennent de fournisseurs américains et japonais.

Le Japon est aussi central pour les matériaux : résines photosensibles, produits chimiques spécialisés et plaquettes de silicium proviennent de façon disproportionnée d'entreprises japonaises.

La fabrication :

L'écrasante majorité des puces d'IA de pointe est fabriquée à Taïwan, principalement par une seule entreprise. La Corée du Sud dispose d'une capacité avancée significative. Les États-Unis, le Japon et l'Europe en construisent davantage avec d'importantes subventions publiques, et les nouvelles usines mettent des années à atteindre des rendements comparables.

La fabrication est le point où la concentration est la plus aiguë et le risque géopolitique le plus élevé.

L'encapsulation :

De plus en plus critique et souvent le véritable goulet d'étranglement. Les puces d'IA modernes réunissent plusieurs composants, dont de la mémoire empilée, dans un même boîtier, et la capacité d'encapsulation avancée est concentrée à Taïwan, avec des compétences croissantes en Malaisie, en Corée du Sud et ailleurs.

Des pénuries d'encapsulation ont limité à plusieurs reprises l'offre d'accélérateurs, indépendamment de la capacité de fabrication.

La mémoire :

La mémoire à haute bande passante est essentielle à la performance des accélérateurs d'IA et est produite par un petit nombre d'entreprises, principalement en Corée du Sud, avec une participation américaine et chinoise significative. L'approvisionnement en mémoire a constitué la contrainte déterminante de la production d'accélérateurs à plusieurs périodes.

L'assemblage et les systèmes :

Les serveurs et les baies intégrant ces puces sont conçus et largement bâtis par des entreprises taïwanaises, souvent fabriqués à Taïwan, en Chine, au Mexique ou en Asie du Sud-Est.

Les intrants bruts :

En dessous se trouve la mine : le cuivre, principalement du Chili, du Pérou et de la RDC ; le cobalt, très majoritairement de la RDC ; les terres rares, transformées surtout en Chine ; et divers matériaux spécialisés aux sources concentrées.

Les goulets d'étranglement qui comptent :

Quatre points concentrent le risque : la lithographie néerlandaise, la fabrication et l'encapsulation taïwanaises, la mémoire coréenne et la transformation chinoise des minerais critiques.

Chacun est difficile à reproduire vite. Chacun est devenu un instrument de politique publique, contrôles à l'exportation, subventions et filtrage des investissements étant tous employés pour orienter l'accès.

Pourquoi la diversification est lente :

Bâtir une fabrication avancée exige des capitaux se comptant en dizaines de milliards, des années de construction et, surtout, une expertise de procédé accumulée qui ne s'achète pas. Les nouvelles usines mettent couramment plus de temps qu'annoncé à atteindre des rendements de production.

Des programmes de subvention aux États-Unis, en Europe, au Japon, en Inde et ailleurs s'y essaient, et les résultats se mesurent en années plutôt qu'en trimestres.

Les perspectives :

La chaîne d'approvisionnement se diversifiera graduellement et restera concentrée dans un avenir prévisible. Quiconque prévoit une capacité en IA, nationale ou d'entreprise, prévoit implicitement la stabilité de ces quelques points, et c'est pourquoi un détroit en Asie de l'Est et une licence d'exportation aux Pays-Bas comptent davantage pour la trajectoire de l'IA que la plupart des sorties de modèles.