Huawei étend son réseau de production de puces pour bâtir des chaînes d’approvisionnement autonomes

Dans les coulisses du nouveau réseau de puces de Huawei

Huawei et un groupe d’entreprises de puces qui lui sont affiliées accélèrent leurs acquisitions, la construction d’usines et leurs projets d’augmentation des capacités partout en Chine. L’objectif est de mettre en place une chaîne d’approvisionnement nationale en semi-conducteurs, autonome et intégrée, capable de répondre à tous les besoins, des processeurs pour smartphones aux accélérateurs d’IA pour centres de données. Cette ambition se concrétise dans les nouvelles infrastructures, l’afflux d’investissements dans les matériaux et les équipements de fabrication de puces, ainsi que dans le rôle plus coordonné de Huawei, qui fédère des fournisseurs autrefois isolés.

Le champ d’action est vaste. Les activités couvrent les équipements essentiels à la fabrication, les résines photosensibles et les produits chimiques spécialisés, les équipements de conditionnement et de test, ainsi que les logiciels d’automatisation de la conception électronique (EDA) dont les concepteurs ont besoin pour transformer leurs plans en puces. Un nouveau pôle industriel prend forme à Shenzhen, où trois sites liés à Huawei et à ses partenaires proches avancent grâce à des financements soutenus par la municipalité. Huawei exploite l’un des complexes, tandis que le fabricant d’équipements pour puces SiCarrier et le producteur de mémoire SwaySure gèrent les deux autres. Les équipes et les savoir-faire circulent entre les sites, ce qui permet de mener des travaux communs sur les procédés et de résoudre les problèmes en partageant les compétences.

Ces chantiers s’inscrivent dans un programme d’investissement qui s’est accéléré après que l’entreprise a été soumise aux contrôles américains à l’exportation en 2019. Les données publiques montrent que Huawei et les fonds qui lui sont liés ont investi dans plus de 60 entreprises du secteur des puces. Ses sociétés affiliées consolident désormais les concurrents chinois, augmentent les capacités et lancent des solutions de remplacement aux composants importés. L’objectif est de sécuriser l’approvisionnement des appareils haut de gamme, comme les smartphones Mate, et des produits pour centres de données, comme les processeurs d’IA Ascend, tout en réduisant la dépendance aux goulets d’étranglement étrangers.

Pourquoi Huawei reconstruit sa chaîne d’approvisionnement en puces

Les contrôles à l’exportation limitent les achats chinois dans les domaines de la logique avancée, des accélérateurs d’IA, des équipements de fabrication de puces et des logiciels de conception. Depuis 2019, les États-Unis ont durci leurs règles à plusieurs reprises, en y ajoutant notamment la mémoire à large bande passante et les modèles d’IA les plus récents. Le Japon et les Pays-Bas, partenaires clés, se sont alignés sur les restrictions concernant la lithographie et d’autres équipements. Cette année, Taïwan a également inscrit Huawei et la Semiconductor Manufacturing International Corporation sur une liste d’entités pour lesquelles les transactions portant sur des technologies sensibles nécessitent une autorisation. Cette mesure complique l’accès à l’assistance pour la conception de puces et aux matériaux spécialisés qui étaient auparavant acheminés de l’île vers des clients chinois.

Ces contraintes ont contraint Huawei à remplacer des composants essentiels et à réorienter ses travaux de développement. Avant les restrictions, l’entreprise s’appuyait sur Intel, Qualcomm, Broadcom et TSMC. Après leur entrée en vigueur, elle a renforcé ses liens avec des fournisseurs chinois, comme SMIC pour la fabrication de plaquettes et BOE Technology pour les écrans. Côté logiciel, Huawei a développé HarmonyOS pour remplacer les services mobiles de Google qu’elle ne peut plus préinstaller, et a étoffé ses offres cloud et destinées aux entreprises afin de diversifier ses revenus.

Pékin a accompagné ces initiatives par des mesures politiques et des financements. Des programmes nationaux, dont le Big Fund, et le plan quinquennal actuel orientent les ressources vers la lithographie, les matériaux, le conditionnement avancé et les logiciels de conception. Les changements à la tête du pouvoir ont centralisé la prise de décision en matière de science et de technologie. Dans ce contexte, Huawei est passé du statut de champion des télécommunications à celui de coordinateur de la chaîne d’approvisionnement, en réunissant fabricants d’équipements, entreprises de matériaux et concepteurs de puces au sein d’un circuit commun axé sur l’autonomie.

À quoi ressemble le développement sur le terrain

À Shenzhen, trois sites liés à Huawei et à ses partenaires sont conçus pour se fournir mutuellement. Huawei exploite une ligne destinée aux processeurs pour smartphones et aux puces d’IA Ascend. SiCarrier fournit des équipements de fabrication de plaquettes et son expertise en ingénierie des procédés, tandis que SwaySure se spécialise dans la mémoire. Des financements locaux soutiennent le complexe, et les équipes partagées circulent entre les sites selon les besoins. Cette organisation ressemble à un réseau interne de fournisseurs spécialisés rattachés à un bureau central de programme, plutôt qu’à une usine unique intégrée verticalement.

La voie technologique retenue s’appuie sur la lithographie ultraviolette profonde (DUV), disponible en Chine, plutôt que sur la lithographie ultraviolette extrême (EUV), qui fait l’objet de restrictions. La DUV ne permet pas de dessiner les motifs les plus fins en une seule exposition ; les ingénieurs recourent donc au multi-patterning, qui consiste à fractionner le motif en plusieurs expositions alignées. Huawei a obtenu un brevet couvrant le quadruple patterning auto-aligné, une méthode qui utilise des espaceurs et des séquences de gravure soigneusement contrôlées pour créer des lignes très fines avec la DUV. Cette approche peut atteindre des dimensions caractéristiques observées sur des nœuds tels que le 7 nm, mais elle augmente les coûts et complique la maîtrise du rendement comme du débit de production.

Les logiciels de conception constituent un autre élément essentiel. L’automatisation de la conception électronique, ou EDA, désigne l’ensemble des outils qui transforme l’architecture d’une puce en un plan de fabrication adapté à un procédé donné. Bon nombre des principaux outils sont d’origine américaine et soumis à des restrictions de licence. Des fournisseurs chinois cherchent à combler le manque pour les procédés fondés sur la DUV. Qiyunfang, une filiale liée à SiCarrier, a récemment lancé deux produits EDA reposant sur une propriété intellectuelle indépendante. Huawei contribuerait à valider et à ajuster ces outils pour répondre à ses besoins, en remplaçant progressivement les solutions importées lorsque les contrôles s’appliquent.

Les matériaux et les tests progressent en parallèle. La résine photosensible, revêtement sensible à la lumière utilisé en lithographie, constitue un goulet d’étranglement. Jiangsu HHCK Advanced Materials, dont Huawei détient une petite participation, a racheté un concurrent chinois afin d’augmenter sa production et d’élargir son offre. Dans le secteur des produits chimiques, Huawei soutient le développement de Zhuhai Cornerstone, qui ambitionne de devenir un fournisseur généraliste capable de rivaliser avec les acteurs mondiaux établis. En aval, Maxone Semiconductor a rejoint le premier rang mondial des cartes de test à sondes MEMS, des dispositifs de précision qui relient une plaquette à un testeur. La branche d’investissement Hubble de Huawei détient une participation importante dans l’entreprise. Maxone prévoit d’utiliser les capitaux levés sur le marché local pour produire en Chine les composants qu’elle importe encore et accroître sa production pour des clients comprenant de grands concepteurs de puces, des fonderies et des prestataires d’assemblage et de test externalisés en Chine.

La cartographie des investissements

Depuis 2019, les véhicules d’investissement de Huawei ont financé un large éventail de fournisseurs. Hubble a investi dans des entreprises d’équipements, de matériaux et de test qui comblent les lacunes révélées par les contrôles à l’exportation. Vertilite, dont Huawei détient une petite participation, a ouvert un nouveau site consacré aux semi-conducteurs composés utilisés dans l’optique et l’électronique de puissance, qui sont essentiels aux équipements de télécommunications et aux réseaux des centres de données. Shanghai Winscene et Aerotech développent leur production dans l’optoélectronique et le contrôle de mouvement, deux domaines utiles aux interconnexions à haut débit et aux sous-systèmes des équipements pour semi-conducteurs. La base de fournisseurs progresse également dans les matériaux électroniques et les résines photosensibles, où des entreprises locales rachètent des concurrents pour gagner en taille et approfondir leur savoir-faire industriel.

La stratégie est cohérente. Huawei répartit les risques en prenant des participations minoritaires, partage des ingénieurs lorsque nécessaire, puis passe des commandes qui donnent aux champions locaux les volumes nécessaires à leur montée en puissance. Lorsqu’un goulet d’étranglement apparaît, les entreprises associées recourent à des acquisitions ou à des investissements ciblés en recherche et développement pour le résorber. Cette méthode est désormais visible dans les matériaux, les résines photosensibles, les logiciels EDA et les équipements. Dans le domaine informatique, Huawei continue de développer les accélérateurs d’IA Ascend et les processeurs pour serveurs, et investit dans le conditionnement avancé pour améliorer les performances malgré les contraintes pesant sur la lithographie. La Chine adopte également l’architecture ouverte RISC-V, tandis que de grandes entreprises du secteur de l’internet élaborent des chaînes d’outils et des systèmes d’exploitation qui évitent les obstacles liés aux licences.

Les contraintes qui continuent de façonner la stratégie de Huawei

L’EUV reste inaccessible, et cette réalité façonne l’ensemble de la stratégie. Le multi-patterning fondé sur la DUV permet de produire des motifs plus fins, mais multiplie les expositions et les étapes de fabrication, ce qui augmente les coûts et réduit les rendements. De nombreux intrants avancés restent difficiles à remplacer à grande échelle. La mémoire à large bande passante, certains films de conditionnement, les équipements de métrologie avancée et les outils de dépôt de dernière génération restent dominés par des fournisseurs étrangers. Les solutions chinoises progressent, mais il est difficile d’atteindre rapidement une production de masse avec des équipements et des matériaux complexes.

La pile technologique de l’IA représente un autre défi. Les accélérateurs hautes performances ne peuvent réussir qu’avec un écosystème logiciel mature. Nvidia a développé CUDA pendant de nombreuses années, créant un avantage considérable grâce à ses compilateurs, bibliothèques et habitudes de développement. Huawei et d’autres entreprises chinoises mettent au point des compilateurs et des environnements de développement adaptés à leurs puces, avec l’aide de projets informatiques nationaux qui fédèrent des grappes de calcul dans plusieurs provinces. Les progrès sont réels, mais la migration des développeurs prend du temps. Toute nouvelle vague de contrôles à l’exportation peut également imposer des changements brusques de spécifications ou de fournisseurs. C’est pourquoi Huawei garde confidentiels certains volets de son programme et passe par des partenaires pour éviter d’attirer l’attention sur des avancées précises.

Ce que cela signifie pour les chaînes d’approvisionnement mondiales

Le marché des semi-conducteurs se divise en blocs régionaux qui se chevauchent. Le développement de Huawei donne à la Chine un écosystème plus complet, capable de soutenir la fabrication sur des nœuds matures et de puces logiques de gamme intermédiaire à l’aide d’équipements et de matériaux nationaux, tout en repoussant les limites de la DUV pour les dispositifs avancés. Les entreprises internationales doivent composer avec des délais plus longs, des contrôles de conformité plus stricts et la nécessité de localiser leurs nomenclatures de composants pour respecter les différentes réglementations nationales. Les responsables des achats doivent vérifier si un module contient des éléments soumis à des restrictions et si un fournisseur figure sur les listes de sanctions des États-Unis, de Taïwan ou de l’Europe.

Pour les fabricants américains de puces, la perte de ventes en Chine a pesé sur le chiffre d’affaires et l’emploi. Ces retombées ont alimenté à Washington les débats sur les crédits d’impôt et sur une coordination plus étroite avec les alliés, afin d’éviter des règles unilatérales. Une capacité de fabrication plus importante aux États-Unis peut renforcer la résilience, tandis que l’augmentation des capacités chinoises en 28 nm, 40 nm et 55 nm crée de nouvelles dépendances pour des composants qui ne sont pas à la pointe, comme les puces de gestion de l’alimentation, les capteurs d’image et les microcontrôleurs. La consolidation des fournisseurs locaux par Huawei témoigne d’un écosystème chinois plus résilient, même si des lacunes subsistent à la frontière technologique. Au final, le marché des semi-conducteurs se caractérise par davantage de capacités régionales redondantes, des coûts de conformité plus élevés et un ralentissement du partage transfrontalier des technologies.

Points clés

• Huawei et ses sociétés affiliées accélèrent les acquisitions et la construction d’usines pour créer en Chine une chaîne d’approvisionnement en puces autonome.
• Plus de 60 investissements réalisés depuis 2019 ciblent les matériaux, les équipements, les logiciels EDA, le conditionnement et les tests.
• À Shenzhen, un réseau de trois sites exploités par Huawei, SiCarrier et SwaySure partage du personnel et des technologies, avec le soutien de la municipalité.
• Huawei s’appuie sur la DUV et le multi-patterning, et détient un brevet sur le quadruple patterning auto-aligné pour viser des nœuds avancés.
• Des solutions EDA chinoises émergent, notamment avec les outils de Qiyunfang adaptés aux procédés locaux.
• Le développement de la filière des matériaux englobe les résines photosensibles et les produits chimiques, avec HHCK et Zhuhai Cornerstone qui augmentent leurs capacités pour remplacer les importations.
• Maxone a rejoint le premier rang mondial des cartes de test à sondes MEMS. Hubble en est actionnaire, ce qui renforce les capacités de test.
• Taïwan restreint désormais les relations commerciales avec Huawei et SMIC, conformément aux politiques de contrôle à l’exportation de ses alliés.
• Huawei développe les puces d’IA Ascend et fait progresser HarmonyOS, tout en élargissant ses capacités de conditionnement avancé pour améliorer les performances des systèmes.
• Les principaux obstacles persistent dans les équipements EUV, la mémoire à large bande passante, les matériaux avancés et la maturité de l’écosystème logiciel.