Louis Naugès

Chip War : la guerre des composants électroniques - Deuxième partie. Dimensions géopolitiques

 

Dans la première partie de cette analyse, j’ai présenté les dimensions techniques et industrielles de cette guerre des composants électroniques.

Cette deuxième partie se concentre sur les dimensions géopolitiques de cette guerre des composants.

 

Les forces en présence

Dans le domaine des composants électroniques, il y a cinq grandes zones géographiques importantes:

• La Russie.
• La Chine.
• L’Europe.
• Les Etats-Unis.
• L’Asie du Sud-Est, hors Chine:
• La Corée du Sud
• Taiwan
• Le Japon

Sur cette carte, j’ai clairement séparé la Chine et la Russie du reste du monde. Les raisons sont claires: 

• La Russie, avec l’invasion de l’Ukraine, c’est mise en conflit ouvert avec l’Europe, les Etats-Unis et une grande partie des autres pays du monde.
• Les spécialistes du domaine des composants électroniques, et bien sûr Chris Miller dont le livre CHIP WAR a servi de base à mon analyse, sont d’accord sur le fait que la Chine fera tout son possible pour essayer de retrouver une “souveraineté nationale” dans ce domaine.

 

Quelle place pour la Russie 

La réponse à cette question est claire: 

La Russie n’a jamais été, n’est pas, ne sera jamais un acteur significatif de l’industrie des composants électroniques.

Comme l’explique Chris Miller, les difficultés ont commencé à l’époque de l’URSS, quand les Russes ont pensé qu’il suffisait d’envoyer des espions aux Etats-Unis et de copier les composants existants, à l’identique, pour rester dans la course.

Ils n’avaient pas compris que dans une industrie qui avançait aussi vite, c’était tout l'écosystème industriel qu’il fallait recréer.

Cette grande faiblesse de la Russie dans le domaine des composants est mise en lumière par la guerre avec l’Ukraine. L’embargo des livraisons à la Russie de composants électroniques par la majorité des fournisseurs mondiaux impacte fortement sa capacité militaire à fabriquer des armes modernes qui ont toutes besoin de nombreux composants électroniques pour être efficaces.

Cet article donne la liste des 25 composants les plus demandés par l’armée russe.

Cette pénurie est partiellement réduite par des canaux clandestins d’achat, à des prix très élevés, mais c’est insuffisant pour répondre à la demande.

De nombreuses analyses, comme celle de Bloomberg, montrent que les exportations vers la Russie d’équipements civils comme frigidaires ou machines à laver ont explosé ces derniers mois. La raison? Récupérer les composants électroniques qu’ils contiennent et… jeter ensuite les équipements!

Toutes les armées du monde dépendent aujourd’hui totalement de la disponibilité des composants électroniques les plus avancés pour construire les armements modernes.
C’est l’un des domaines clés de la “Souveraineté Numérique” d’un pays, comme le démontrent les grandes difficultés actuelles de l’armée russe.

 

Chine: un enjeu en interne, et pour le reste du monde

En Chine, il est important de bien séparer deux activités différentes:

• L’assemblage de composants électroniques pour fabriquer des produits finis.
• La production des composants électroniques

Chine, usine numérique du monde

La Chine est un leader mondial de la fabrication, de l'assemblage des outils numériques tels que les ordinateurs ou les smartphones. Ces usines d’assemblage emploient des centaines de milliers de personnes. Ce sont des activités à faible valeur ajoutée, dont l’élément concurrentiel principal est la disponibilité et le faible coût de la main-d’œuvre.

Déplacer ces usines est possible à tout moment. C’est ce qui se passe en ce moment.

L’augmentation des coûts salariaux en Chine et les tensions internationales font que de nombreux donneurs d’ordre commencent à déplacer une partie de leurs fabrications dans d’autres pays comme l’Inde ou le Vietnam.

Un exemple: Apple prévoit de migrer 25% de sa production en Inde, pour moins dépendre de la Chine.

Remplacer la Chine comme “usine numérique” du monde prendra beaucoup de temps, mais c’est une hypothèse qui devient plausible.

Chine, producteur de composants électroniques

Dans ce domaine, il faut revenir à la segmentation du marché que j’ai présentée dans la première partie de cette analyse:

• Les composants simples.
• Les composants haut de gamme.

Dans les composants simples, ceux qui ne demandent pas des outils de lithographie avancés, la Chine est un fournisseur important. Le pays est capable de répondre à ses besoins internes et en même temps d’exporter.

En revanche, dans les composants haut de gamme, ceux pour lesquels des outils de lithographie fabriqués par ASML sont indispensables, la Chine est pour le moment absente du marché.

Les tensions internationales entre la Chine, les Etats-Unis et l’Europe font que des embargos très stricts ont été mis en place sur les exportations de ces outils de lithographie vers la Chine. De nouvelles restrictions viennent d’être décidées, en particulier pour l’exportation des machines ASML d’occasion, les générations précédentes. 96% des machines ASML produites depuis la création de la société sont encore en exploitation.

En clair, même les machines capables de graver en 13 nm ou 10 nm, quand les dernières générations sont capables de le faire en 3 nm et 2 nm, sont interdites à la vente en Chine.

La Chine peut encore importer, sous réserves, certains composants électroniques haut de gamme fabriqués à Taiwan et en Corée du Sud par TSMC ou Samsung.

Cette incapacité à fabriquer sur son territoire, avec ses usines, des composants haut de gamme est perçue par les dirigeants chinois comme une menace majeure pour leur pays. 

Fin janvier 2023, le Japon a rejoint les Pays-Bas et les Etats-Unis pour participer à l’embargo des exportations de ces machines vers la Chine.

La Chine est dans l’impossibilité de produire localement les composants dont son armée a besoin pour fabriquer les armes les plus modernes, compétitives avec celles des Etats-Unis et de l’Europe.

Pour le moment, rien ne permet de penser que la Chine sera capable, dans les 10 ans qui viennent, de rattraper ce retard technologique essentiel.

Est-ce que l’annexion de Taiwan permettrait de résoudre ce problème? 

Ma réponse est non. Je suis certain que Taiwan et TSMC ont envisagé cette hypothèse et pris toutes les mesures nécessaires pour éviter que les machines ASML tombent entre les mains de la Chine continentale. De plus, ces machines sont inutilisables sans la présence sur place, à temps plein, de dizaines ou centaines de salariés d’ASML, les seuls à en maîtriser le fonctionnement.

Il y a très peu de domaines où la “souveraineté numérique” de la Chine n’est pas garantie. L’impossibilité de disposer d’usines capables de fabriquer localement les générations les plus avancées de composants électroniques est aujourd’hui la plus pénalisante pour des dirigeants du pays.

 

Quelle place pour l’Europe

Les trois zones géographiques restantes ont toutes une présence dans l’industrie des composants électroniques.

Cette carte illustre le poids respectif des trois zones:

• L’Europe, la plus petite.
• Les Etats-Unis, qui ont perdu leur position dominante.
• Les trois leaders en Asie: Taiwan, Corée du Sud et Japon.

Faut-il le rappeler? La France, seule, ne peut pas espérer devenir un acteur majeur de cette industrie, même si elle dispose déjà d’entreprises de qualité comme SOITEC.

Comme je l’ai expliqué dans la première partie, l’Europe occupe une place essentielle dans cette industrie, avec le monopole d’ASML dans les outils de lithographie permettant de graver en moins de 10 nm.

L’Europe dispose sur son sol de quelques capacités de production dans les composants d’entrée de gamme. En 2023, il n’y a pas en Europe d’usines capables de fabriquer les composants électroniques haut de gamme.

La fabrication de composants haut de gamme, c’est une industrie lourde, gourmande en capitaux et qui demande des compétences impossibles à acquérir rapidement.

La bonne nouvelle, c’est que les dirigeants européens, comme leurs équivalents américains, ont pris conscience de l’importance de ce sujet. Des “Chip Acts” ont été annoncés avec la volonté d’investir chacun 50 milliards pour favoriser l’implantation sur leurs sols d’usines de composants haut de gamme.

Pour le faire, l’Europe négocie avec les deux grandes entreprises ayant des compétences dans ce domaine, Samsung et TSMC. C’est une démarche pragmatique que j’applaudis. En 2023, l'Europe n’a ni le temps, ni les moyens, ni les compétences pour développer des entreprises qui maîtrisent la fabrication de ces composants haut de gamme.

Les négociations sont très avancées avec TSMC qui devrait annoncer sa décision de construire une usine en Allemagne dans les semaines qui viennent. 

Mais… cette première installation se ferait sur des solutions “moyenne gamme”, avec des processeurs construits dans la gamme des 20 nm, et pas dans les plus avancées qui sont aujourd’hui entre 2 et 5 nm.

Est-ce que l’Europe disposera sur son sol, avant la fin de l’année 2030, d’usines capables de produire les composants électroniques de dernière génération? 

J’aimerais pouvoir répondre oui à cette question…

 

L’industrie des composants aux Etats-Unis

C’est aux Etats-Unis que tout a commencé, dans les années 1950, avec des entreprises comme Intel ou Texas Instruments.

La position dominante des Etats-Unis c’est progressivement réduite, avec l’arrivée du Japon puis des autres pays asiatiques.

Où en est-on, en 2023?

Ces deux graphiques donnent une image très différente de la situation, selon que l’on analyse la conception des composants ou leur fabrication.

Sur ce premier graphique, tiré d’une étude publiée fin 2022 par SIA, Semiconductor Industry Association, on constate que les Etats-Unis:

• Avaient encore la majorité du marché, 51%, en 2015.
• Que cette part de marché baisse depuis;  elle pourrait descendre à 36% en 2030.

Malgré cette baisse, les Etats-Unis resteront leaders pendant toute la décennie 2020.

La situation est très différente quand on parle de fabrication.

Ce deuxième graphique est tiré d’études faites par Deloitte.

De 12% en 2023, la part de marché des Etats-Unis passera à environ 10% en 2025.

C’est pour lutter contre cette marginalisation que le Président Biden a signé le Chip & Science Act en août 2022.

Avec les subventions proposées par les Etats-Unis, TSMC a annoncé un investissement en Arizona de 40 B$ pour deux unités de fabrication.

La grande différence avec l’accord annoncé en Europe? Ce seront des usines qui produiront les générations les plus avancées de composants, gravés en 3 nm et 2 nm.

TSMC avait expliqué que fabriquer aux Etats-Unis augmentait le coût de 50% par rapport à Taïwan, ce qui peut expliquer les subventions américaines…

 

Les pays asiatiques, hors Chine

Ce graphique, tiré du livre de Chris Miller, résume bien la situation.

Ces pays fabriquent:

• 90% des composants mémoires.
• 75% des processeurs.
• 80% des plaquettes de silicium.

L’usine mondiale des composants électroniques est en Asie.

Trois pays ont dominé ou dominent cette industrie, le Japon, Taiwan et la République de Corée.

Le Japon

Sur le graphique de l’étude Deloitte, présentée dans le paragraphe Etats-Unis, le Japon faisait partie des trois seuls pays producteurs de composants en 1990.

Même si sa part de marché a baissé depuis, il reste celui des trois qui a le mieux résisté et le Japon fabrique en 2020 plus que les Etats-Unis ou l’Europe.

Le Japon est resté important dans le marché des composants d’entrée de gamme, mais a totalement raté celui des composants haut de gamme, gravés en moins de 10 nm.

Sa réaction? Comme l’Europe et les Etats-Unis, le Japon a lancé son… Chip Act!

Et, oh surprise, qui va construire une usine au Japon? Vous l’avez deviné, c’est TSMC, comme aux Etats-Unis et en Europe.

La République de Corée

Dans la République de Corée, l’entreprise qui domine le marché pour la fabrication des composants électroniques est Samsung, le numéro deux mondial du secteur.

La Corée est présente dans les deux marchés:

• Composants d’entrée de gamme: 44% des mémoires électroniques sont fabriquées en Corée.
• Composants haut de gamme: Samsung dispose aussi des matériels ASML capables de graver en moins de 10 nm.

Et un… Chip Act de plus! Malgré la forte position du pays, le gouvernement de la République de Corée a aussi annoncé un plan d’aide au secteur des composants électroniques.

Comme TSMC, Samsung a choisi d’investir massivement à l’étranger, et en priorité aux Etats-Unis.

La nouvelle usine au Texas représente un investissement de 17 B$; elle sera opérationnelle en 2024

Et ce n’est qu’un début! Samsung envisage d’investir… 200 B$ dans onze autres usines aux Etats-Unis. Rien de définitif pour le moment, mais 5 B$ d’incitations fiscales sont prévues par l’Etat du Texas pour accélérer la décision.

Les projets d’investissements de Samsung en Europe existent, mais ils ne sont pas encore concrétisés.

Taiwan

Le T de TSMC, leader mondial de la fabrication de composants électroniques haut de gamme, c’est pour Taiwan!

Dans le graphique tiré du livre de Chris Miller présenté plus haut, on voit que Taiwan a un quasi-monopole sur la fabrication de ces composants haut de gamme, avec 90% du marché mondial. 

Taiwan et TSMC sont omniprésents dans ces deux billets sur les composants électroniques. En avril 2021, j’avais déjà consacré tout un billet à cette entreprise exceptionnelle.

S’il fallait une preuve de plus que cette industrie consomme beaucoup de capitaux, les investissements de TSMC pour la seule année 2022 ont atteint 36 B$.

En 2030, TSMC aura des usines de production dans tous les grands pays industrialisés qui comptent dans l’industrie des composants électroniques. Quelle belle réussite industrielle pour cette entreprise fondée en 1987 par Morris Chang. Chinois de naissance, il a fait l’essentiel de sa carrière aux Etats-Unis chez Texas Instruments (TI) avant de partir à Taiwan quand TI décida de le mettre sur la touche.

 

Composants électroniques: une géopolitique complexe

Il y a très peu d’industries qui aient un rôle aussi stratégique dans la géopolitique mondiale que celle des composants électroniques, et en particulier des composants haut de gamme.

Dans ces composants haut de gamme, les forces en présence sont visualisées par cette course de chevaux, que je vais analyser en commençant par ceux qui sont à la traîne.

• La Russie n’est pas dans cette course, qu’elle a définitivement abandonnée.
• La Chine essaie de recoller au peloton, mais les fortes sanctions prises à son égard par les Etats-Unis et l’Europe lui compliquent beaucoup la tâche. Est-ce que la Chine réussira à devenir un acteur majeur de cette industrie? C’est peu probable, au moins pendant les 10 ans qui viennent.
• L’Europe, avec le monopole ASML, est un acteur clé. Les décisions prises d’accepter l’implantation sur son sol d’usines de fabrication construites par les leaders mondiaux TSMC et Samsung sont, de mon point de vue, intelligentes et pragmatiques.
• Les Etats-Unis, qui étaient à l’origine de cette industrie, se sont fait distancer. Ils gardent encore un rôle essentiel dans la conception de ces composants haut de gamme, avec des entreprises telles qu’Apple. Comme l’Europe, ils ont pris la décision d’installer sur leur sol des usines TSMC et Samsung, pour rester aussi un acteur de la fabrication de ces composants.
• La République de Corée et Taiwan font la course en tête et aucun autre pays ne semble, pour l’instant, capable de les rattraper. Ces deux pays et surtout Taiwan sont dans une zone géographique où de graves tensions peuvent naître, à l’initiative de la Chine. On comprend mieux pourquoi ils ont accepté de s’installer aux Etats-Unis et en Europe.

 

Synthèse: l’extrême fragilité de cet écosystème

Un monopôle, ASML et un duopole, TSMC et Samsung, contrôlent l’industrie des composants électroniques haut de gamme.

• La capacité des états à développer des armements de nouvelle génération en dépend. C’est un message que l’on retrouve dans cet article publié par le journal l’Opinion fin janvier 2023.
• De nombreuses industries essentielles en dépendent: numérique et informatique, santé, automobile, aviation…

Entre 2020 et 2022, le monde entier a vécu les prémices d’une crise économique importante, liée à la pénurie de composants électroniques.

Comment créer une résilience raisonnable dans le monde pour éviter qu’une crise majeure du secteur de la production de composants électroniques se traduise par une catastrophe économique qui toucherait tous les pays, et en priorité les pays industrialisés?

J’ose espérer que c’est une question que se posent les dirigeants politiques et économiques du monde entier.

Rappel: si ce sujet majeur vous passionne, n'oubliez pas de lire l’ouvrage de Chris Miller, CHIP WAR!

 

Le monde de l’éducation face à ChatGPT

 

Le secteur de l’éducation est très présent dans mon blog, en ce moment!

Il y a quelques jours, j’ai fortement critiqué dans ce billet une note du MEN, ministère de l’Education Nationale, sur les “bonnes pratiques” numériques.

J’avais aussi, en 2021, réagi à une recommandation de la DINUM, Direction Interministérielle du Numérique, mettant “hors la loi” Microsoft 365 dans le secteur public.

Cette initiative idiote de la DINUM avait hélas été reprise fin 2022 par le MEN, pour interdire Microsoft 365 et Google Workspace, décision que j’ai commentée sur LinkedIn.

 

L’éducation, une priorité pour tous les pays

Est-ce que je m’acharne contre les décisions du MEN par plaisir? Non, non et non!

Simplement je considère que c’est l’un des ministères les plus importants dans un gouvernement. L’avenir à long terme d’un pays en dépend.

J’ai aussi, personnellement, des liens forts avec le monde de l’enseignement.

J'avais obtenu une bourse de la FNEGE, Fondation Nationale pour l’Enseignement de la Gestion des Entreprises. Cette bourse avait financé mon MBA à l’Université de Northwestern à Chicago.

En contrepartie, je m’étais engagé à enseigner pendant un minimum de 5 années à mon retour des Etats-Unis, ce que j’ai fait.

J’ai enseigné à l’INSEAD, à Sciences Po, à Supélec et dans beaucoup d’autres établissements.

J’ai été pendant plusieurs années enseignant à l’IAE de Paris, où j’ai participé à la création du DESS en Systèmes d’Information.

Je continue, mais de manière beaucoup moins intensive, à enseigner. Je participe entre autres depuis quelques années au Mastère Systèmes d’Information de GEM, Grenoble Ecole de Management.

Tout ceci explique pourquoi je suis de près ce que fait la France dans le domaine de l’éducation. Je ne suis pas pour autant un spécialiste de l’éducation et mes compétences sont limitées à deux domaines:

• Les usages des technologies et outils numériques dans l’enseignement.
• Les programmes d’enseignement dans les domaines du numérique.

Je vais dans ce billet parler du premier domaine, la technologie dans le monde de l’éducation, et en priorité de ChatGPT.

Cet outil d’intelligence artificielle est disponible depuis quelques semaines et son impact dans tous les domaines a été fulgurant.

De nombreuses questions se sont immédiatement posées sur les impacts de ChatGPT dans l’éducation.

Avant d’analyser cette nouvelle rupture technologique, je vous propose de revenir sur quelques exemples plus anciens “d’innovations technologiques” dans le monde de l’éducation.

 

Les combats perdus du monde de l’éducation contre les nouvelles technologies

Toute innovation importante fait l’objet de réticences à son adoption, et c’est logique.

Force est de reconnaître que le monde de l’éducation a souvent obtenu la médaille d’or de la plus grande résistance.

J’ai choisi quelques exemples qui illustrent bien cette capacité exceptionnelle de résistance.

La plume sergent major

Les plus anciens parmi vous, vos parents ou grands-parents ont connu à l’école primaire l’écriture avec la plume sergent major.

On la trempait dans un encrier et elle permettait aux enfants de faire de la “belle écriture”, avec les must de l’époque, les pleins et les déliés.

Un traumatisme majeur, pas “major”, secoue l'Éducation Nationale en 1953, l’arrivée du stylo à bille BIC! Il faudra attendre 1965 pour que la pointe BIC soit acceptée dans les écoles.

70 ans après, on peut encore en 2023 acheter des plumes Sergent Major. Qui les commercialise aujourd'hui? J’ai découvert avec surprise que c’est l’entreprise…BIC!

Calculatrice

Les premières calculatrices ont semé la panique dans les rangs des professeurs: nos enfants ne sauront plus faire des calculs sans l’aide de machines!

Un bulletin officiel a publié en 2015 les règles précises d’usages des calculatrices pendant les examens. La France a aussi créé un nouveau marché, les calculatrices agréées en examen, avec une touche spéciale que l’on ne peut pas annuler pendant la période de l’examen.

Wikipedia

C’était un peu l’ancêtre de ChatGPT: il suffisait de poser une question à Wikipedia pour avoir des informations fiables, à jour et très complètes.

J’ai eu plusieurs collègues enseignants qui interdisaient à leurs élèves de consulter Wikipedia. Et oui, quand j’anime un cours, je vois des étudiants qui vérifient sur Wikipedia si ce que je leur dis est exact! C’est parfois stressant, mais cela m’oblige aussi à être un meilleur enseignant.

Il m’arrive souvent dans mes billets de blog de mettre des liens vers Wikipedia, une ressource extraordinaire de connaissances. Et oui, tous les ans, je fais un virement à Wikipedia pour les aider dans cette mission essentielle. Nous sommes trop peu nombreux à le faire…

Outils bureautique Cloud

Dans les billets que j’ai cités au début de ce texte, je fais référence à mes coups de gueule contre ces décisions absurdes et idiotes d’interdiction des outils universels Google Workspace et Microsoft 365, utilisés par plus de 95% des entreprises publiques et privées dans le monde. Le MEN continue, en 2023 à pousser les plumes Sergent Major de la bureautique des outils installés sur les postes de travail, Office, et des serveurs “on premise”, Exchange.

Je vous laisse ajouter à cette liste d’autres solutions informatiques et numériques que le monde de l’éducation a rejetées avant de les accepter, contraint et forcé par la pression des élèves et du monde extérieur.

 

Le traumatisme à venir: ChatGPT

ChatGPT est disponible pour le grand public depuis la fin du mois de novembre 2022.

L’effet “whaouh” a été instantané. En janvier 2023, Il faut avoir vécu comme un ermite sans la moindre connexion Internet pour ne pas avoir entendu parler de ChatGPT.

Pour une analyse plus générale des impacts de ChatGPT, je vous conseille fortement de lire l'analyse d'Yves Caseau.  Yves est le Group Chief Digital and Information Officer chez Michelin. Il a une capacité exceptionnelle pour analyser et anticiper les grands mouvements dans le monde du numérique.

Comme beaucoup d’entre vous, j’ai rapidement ouvert un compte sur OpenAi et j’ai posé de nombreuses questions, en anglais et en français.

Le monde c’est rapidement divisé en deux camps:

• Ceux qui voient le verre à moitié plein, sont impressionnés par les performances de cet outil et la pertinence des réponses obtenues.
• Ceux qui voient le verre à moitié vide, posent beaucoup de questions avant d’en trouver une pour laquelle les réponses de ChatGPT sont clairement mauvaises et s’empressent de le publier en disant tout le mal qu’ils pensent de cet outil.

Je fais évidemment partie de la première population. Cette première version est époustouflante. Les professionnels du numérique ont vite compris que des améliorations vont avoir lieu dans les semaines et mois qui viennent.

La version actuelle, ChatGPT 3, sera bientôt remplacée par la version 4.
Sam Altman, CEO d’OpenAI, maison mère de ChatGPT, a expliqué dans cet article que les progrès seraient raisonnables, pas spectaculaires.

Les impacts de ChatGPT sur le monde éducatif ont suscité un maximum de questions.

C’est ce seul thème que je vais analyser dans la suite de ce billet.

 

Les réponses de… ChatGPT

Quel a été mon premier réflexe quand j’ai décidé d’écrire ce billet? Vous l’avez deviné, j’ai… posé plusieurs questions à ChatGPT.

Voici, sans aucune retouche, les réponses à deux des questions que j’ai posées.

J’ai mis en italique les questions et les réponses.

 1 - Comment éviter que des étudiants trichent aux examens avec ChatGPT

Il y a plusieurs méthodes qui peuvent être utilisées pour éviter que les étudiants trichent aux examens avec ChatGPT ou d'autres modèles de traitement automatique de la langue. Voici quelques exemples :

• Utiliser des questions à choix multiple ou des réponses courtes pour limiter les réponses possibles.

• Utiliser des questions qui nécessitent une réponse développée ou des calculs mathématiques pour limiter l'utilité de ChatGPT.

• Utiliser des capteurs de plagiat pour détecter les réponses copiées de ChatGPT ou d'autres sources.

• Utiliser des procédures de surveillance pour surveiller les activités des étudiants pendant les examens, comme interdire l'accès à Internet ou à d'autres applications.

• Enseigner aux étudiants les conséquences de tricher et les inciter à développer leur propre compréhension et leur propre réflexion.

Il est important de noter que ces méthodes ne sont pas infaillibles et qu'il est important de continuer à évaluer et à mettre à jour les procédures pour s'assurer qu'elles restent efficaces. Il est également important de rappeler que le but de l'éducation est d'aider les étudiants à développer leurs propres connaissances et compétences plutôt que de les aider à tricher aux examens.

2 - Comment utiliser intelligemment ChatGPT dans le monde de l'éducation?

Il y a plusieurs façons d'utiliser ChatGPT dans le monde de l'éducation :

• Comme outil d'écriture automatique pour aider les étudiants à améliorer leur grammaire et leur orthographe.

• Comme outil de génération de contenu pour aider les enseignants à créer des devoirs, des tests et des études de cas.

• Comme outil de réponse aux questions pour aider les étudiants à trouver des réponses à leurs questions de recherche.

• Comme outil d'analyse de texte pour aider les enseignants à évaluer les travaux des étudiants.

• Comme outil de traduction pour aider les étudiants à comprendre les textes écrits dans des langues étrangères.

Il est important de noter que ChatGPT est un outil automatisé et qu'il doit être utilisé en combinaison avec un enseignement humain pour obtenir les meilleurs résultats.

 

Je vous laisse juger de la pertinence de ces réponses.

Mon sentiment est que la forme est plus impressionnante que le fond.

 

La réponse “pavlovienne” du monde de l’éducation à ChatGPT

Cela n’a pas tardé!

Un grand nombre d’organismes d’enseignement aux Etats-Unis ont déjà pris la décision d’interdire l’usage de ChatGPT. Cet article en donne une première liste.

Le département éducation de la ville de New York fait partie des premiers à avoir interdit l’usage de ChatGPT, par les professeurs et les étudiants.

Et s’il y avait une autre réponse que cette interdiction…

 

Encourager l’usage de ChatGPT dans l’éducation

Vous ne connaissez pas Ethan Mollick?

Il est professeur à l'Université de Wharton à Philadelphie aux Etats-Unis.

Il est devenu célèbre en quelques jours après avoir publié des recommandations sur la démarche qu’il va mettre en œuvre avec ses étudiants.

En voici le texte intégral, en anglais.

J’en traduis les premières lignes:

“J’attends de vous que vous utilisiez l’IA (ChatGPT et les outils de création d’images, au minimum) dans cette classe. En fait, certains des travaux demandés exigeront que vous le fassiez.”...

Dans la suite, il ajoute: “soyez conscients des limites de ChatGPT…

Je trouve ses recommandations très pragmatiques et mesurées. C’est tout sauf le texte d’un fan inconditionnel de l’IA.

Ethan Mollick précise sa pensée dans ces deux textes dont je vous recommande fortement la lecture:

• Comment utiliser ChatGPT pour mieux écrire.
• Tous mes enseignements sont devenus des enseignements IA.

D’autres enseignants, comme Ted Ladd qui donne des cours à Harvard et Stanford, reprennent les démarches d’Ethan Mollick.

 

Quelles réponses en France par le Ministère de l’Education Nationale?

J’ai identifié deux pistes possibles pour répondre aux défis posés au monde de l’éducation par ChatGPT:

• L’interdiction immédiate.
• L’encouragement à son usage.

La première réponse est, comme je l’ai écrit, très pavlovienne.

C’est celle que, naturellement, l’immense majorité des responsables du MEN et des enseignants vont privilégier.

Ce que j’aimerais, c’est que, avant de se précipiter, le MEN prenne le temps de réfléchir aux avantages et inconvénients des deux réponses possibles.

Ce serait un signal très fort de sa capacité à encourager des solutions numériques innovantes si le MEN en France prenait, en 2023, la décision… d’encourager l’usage de ChatGPT dans les établissements d’enseignement qui dépendent de lui.

Il faudrait, avant, lancer un programme de formation des enseignants.

Ma recommandation serait de le faire de manière progressive:

• Dès février 2023: 
• Le MEN soutient les enseignants universitaires volontaires pour suivre une démarche similaire à celle de Ethan Mollick.
• Le MEN lance une campagne de formation de tous les enseignants des universités aux méthodes d’utilisation efficaces de ChatGPT.
• Les universités et tous les établissements post-bac mettent en œuvre une démarche proactive d’usage de ChatGPT en septembre 2023.
• Les lycées et collèges prennent le relais en septembre 2024.

Dans le primaire, le sujet ChatGPT n’est pas prioritaire, l’apprentissage des fondamentaux, oui.

Le Ministère de l’Education Nationale française à la pointe des usages du numérique? Et si cela devenait une réalité?

 

ChatGPT: dimensions financières

La consommation de ressources informatiques par chaque question posée à ChatGPT est importante.

Pour le moment, OpenAI a fait le choix d’une démarche “freemium”, en permettant à tout le monde de l’utiliser sans payer un abonnement.

Cette démarche freemium sera, très vite, complétée par une offre payante.

Les premières annonces, non officielles, commencent à fuiter dans la presse, comme le montre cet écran qui annonce une version payante à 42$ par mois.

La version freemium resterait disponible, mais sans aucune garantie d’accès à l’outil en cas de demandes fortes
C’est déjà le cas aujourd’hui. J’ai eu plusieurs fois un message m'informant que je devrais revenir plus tard pour poser ma question

Il y a fort à parier que quand la version payante sera disponible, les utilisateurs freemium auront de plus en plus de mal à accéder à ChatGPT.
Cela ne me choque pas; je suis conscient des coûts de “run” d’un outil d’IA comme ChatGPT.

Je vois un autre avantage à la priorité donnée à des versions payantes. Les usages fantaisistes de ChatGPT vont vite se tarir et ne resteront que ceux qui offrent une vraie valeur aux utilisateurs.

Je connais peu de personnes qui vont investir 500 € par an pour “jouer” avec ChatGPT.

 

Synthèse

Oui, ChatGPT est une véritable rupture. C’est la première fois qu’un outil d’IA est accepté aussi rapidement par le monde entier, et par des personnes qui à la limite ne savent pas qu’il s’agit d’IA et ne se posent pas cette question.

La conséquence? Tous les élèves et étudiants qui sont aujourd’hui dans des établissements d’enseignement rentreront dans la vie active dans un monde où l’IA sera omniprésente, quels que soient leurs métiers futurs.

Il serait dramatique que le MEN ne comprenne pas l’importance de cette irruption de l’IA dans le monde professionnel et ne prenne pas, très vite, la décision d’encourager l’utilisation d’outils d’IA dans tous les cursus d’enseignement.
On parle de ChatGPT aujourd’hui, mais ce n’est qu’un signal avant-coureur de l’arrivée de dizaines de nouveaux outils d’IA tous plus puissants les uns que les autres, de plus en plus “intelligents”.

 

Le document le plus ridicule sur les usages numériques que j’ai lu depuis longtemps

 

Il y a longtemps que je n’avais pas lu un “chef d’œuvre” numérique aussi nul.

L’auteur de ce texte d’une rare bêtise, que je n’aurais même pas osé écrire en 1990:

Le ministère de l’Education Nationale et de la Jeunesse (MEN)

 

Voici ce texte dans son intégralité, avec quelques commentaires personnels…

 

10 conseils pour adopter des gestes reponsables pour un usage partagé des outils numériques

Cela commence bien ! Il y a une faute d'orthographe dans le titre. C’est probablement pour se mettre au niveau des plus mauvais élèves de nos écoles et leur montrer que les fautes d’orthographe, ce n’est pas grave, même le ministère en fait.

 

1. Sur mon poste de travail professionnel, je réserve mes consultations internet à un usage strictement professionnel. 

Tout le monde sait que les élèves sont super équipés en outils numériques et ont deux smartphones, deux PC portables, un pour les usages personnels, un autre pour les activités éducatives. 

C’est aussi leur donner d”’excellents” réflexes pour optimiser leur frugalité numérique. J’ai une information qui pourrait être utile pour le MEN: 

• Pour un smartphone utilisé 3 ans, l’énergie nécessaire pour sa fabrication est trois fois plus grande que pour ses usages.
• Pour un PC portable c’est 50% fabrication, 50% usages.
• En utiliser deux, c’est la plus mauvaise solution pour la planète.

 

2. Je limite le nombre de mes terminaux (ordinateur ou mobile) connectés en même temps aux services numériques du ministère.

Autre décision idiote: je ne vais pas faire la même activité deux fois sur deux terminaux différents et il est souvent utile de travailler en parallèle sur deux activités différentes.

A moins que… la bande passante des réseaux internes des établissements scolaires ne soit pas suffisante. 

N’oublions pas que le MEN n’a pas encore compris que gérer en interne, “On Premise”, des infrastructures numériques est une absurdité totale, une gabegie financière et une source de risques maximaux de cyberattaques.

 

3. Lorsque c’est possible, je privilégie la connexion internet de mon domicile plutôt que le réseau de téléphonie mobile.

Sur ce point, je suis d’accord. Utiliser le WiFi à la place d’un réseau mobile quand c’est possible est une bonne recommandation.

Question? Pourquoi réserver cette recommandation à son domicile, et ne pas la promouvoir aussi dans les établissements scolaires? 

 

4. Quand je peux gérer mes messages dans mon client mail, je n’utilise pas le webmail.

Utiliser un client lourd pour la messagerie? Oui, je le faisais avant l’arrivée des solutions natives Cloud comme Google Workspace en 2007.

Quelle belle préparation aux usages modernes du numérique en 2023 que de déconseiller le client Webmail, le plus universel, le plus performant.

Ah oui, j’oubliais! Il y a encore des établissements scolaires qui utilisent des messageries installées en interne comme Exchange de Microsoft…

 

5. Pour les mails : je limite le nombre et la taille des pièces jointes, je supprime les images de ma signature. Je partage mes fichiers via les espaces partagés ou les sites collaboratifs.

J’avoue ne pas comprendre : faut-il continuer à envoyer des pièces jointes ou utiliser des espaces collaboratifs comme Google Drive qui… évitent d’envoyer des pièces jointes?

Dites-moi combien de pièces jointes vous envoyez par jour: j’en déduirai le niveau d’archaïsme de vos modes de travail.

 

6. Pour bien préparer mes réunions, je partage les documents en amont afin de pouvoir étaler les téléchargements.

Encore une recommandation des années 1990. 

Tous les documents dont on a besoin pour une réunion sont disponibles dans un espace partagé, dans les Clouds Publics de Microsoft ou Google, les deux seules solutions opérationnelles en 2023.

On n’a pas besoin d’étaler les téléchargements, car… on ne télécharge plus rien!

Le mot téléchargement est rayé de mon vocabulaire, et depuis longtemps.

Autre avantage: ces solutions sont encore gratuites pour le monde éducatif.
 

7. J’utilise des messageries instantanées comme Tchap pour garder le contact avec mes collègues.

Tchap? Vous connaissez ? Moi, non.

J’ose à peine imaginer la tête des élèves et des étudiants à qui on demanderait d’utiliser cet outil à diffusion confidentielle.

WhatsApp, Messenger, Google Chat… Quel scandale si on acceptait au MEN de recommander les outils que tout le monde connaît et utilise de manière permanente dans ses usages personnels.

 

8. Pour aller plus vite, je n’hésite pas à envoyer des SMS.

Aller plus vite ? Plus vite par rapport à quoi ? Je ne comprends pas. 

Oui, il y a des moments ou l’usage d’un SMS fait sens, mais ce ne sera jamais un substitut à la messagerie électronique ou à une messagerie instantanée. Tous les outils de communications numériques ont une place dans la vie numérique d’une personne.

 

9. Pour tenir une réunion à distance, je privilégie le téléphone ou l’audioconférence.

Une réunion téléphonique à plusieurs?

Une audioconférence?

Je ne savais pas que ces solutions techniques existaient encore en 2023.

L’efficacité d’une réunion téléphonique à distance avec 10 personnes, vous y croyez?

Moi, pas du tout!

 

10. Lors d'une visioconférence, je n'utilise la fonction vidéo que si elle est nécessaire.

Il y a deux raisons principales pour couper la vidéo dans une visioconférence:

• La bande passante disponible n’est pas suffisante. Cette situation ne se produit “jamais” dans les établissements scolaires : ils disposent tous d’une capacité exceptionnelle permettant à tout le monde de garder la vidéo active.
• Ne pas souhaiter que les autres participants “voient” comment vous êtes habillés ou ce que vous faites en même temps… car cette réunion ne vous intéresse pas.

Dans la majorité des visioconférences, quand le nombre de participants est raisonnable, la convivialité des réunions est améliorée par l’usage de la vidéo.

 

J’arrête là ce jeu de massacre.

Que le MEN, le ministère français qui emploie le plus grand nombre de salariés, ose laisser publier en 2023 un document aussi désespérément nul, ce n’est pas un signal très encourageant sur la capacité des responsables politiques à promouvoir des usages numériques efficaces.

Quand peut-on espérer voir le MEN publier un document faisant la promotion d’usages numériques modernes?

• En 2030
• En 2050
• Jamais.

Je vous laisse répondre à cette question.

Plateforme de Gouvernement Numérique de la République de Corée: un modèle pour la France?

 

Dans quelques jours, le Président de la République de Corée, Yoon Suk Yeol, présentera à la conférence Davos 2023 la Plateforme de Gouvernement Numérique de son pays, DPG en anglais: Digital Platform Government.

La coïncidence des dates est intéressante:

• Le 19 janvier 2023, le Président de la République de Corée présente une vision à long terme de changements très ambitieux pour l’ensemble du gouvernement de son pays.
• Le 19 janvier 2023, beaucoup de Français vont manifester, un petit nombre va mettre le pays à l’arrêt, pour protester contre une réformette qui est tout sauf ambitieuse.

Cette situation aura au moins un avantage: vous serez nombreux, bloqués chez vous, à pouvoir suivre la conférence du Président Yoon Suk Yeol, entre 11h30 et 12h.

De nombreuses sessions sont consacrées au numérique pendant ce forum de Davos, qui se déroule du lundi 16 au vendredi 20 janvier 2023. Beaucoup de sessions sont accessibles gratuitement en visioconférence.

 

DPG, Digital Platform Government de Corée du Sud

Je vous encourage à lire ce document dans son intégralité.

J’en ai extrait les points qui m’ont paru les plus importants.

L’objectif de la DPG est clair: 

“Les citoyens, les entreprises et le gouvernement travaillent de manière collaborative en s’appuyant sur une plateforme où toutes les données sont connectées”.

L’ordre dans lequel ces trois parties prenantes sont citées est tout sauf anodin:

• Les citoyens, en premier lieu.
• Les entreprises.
• Le gouvernement, en dernier.

Venant du chef de l’État, c’est un message fort: le gouvernement est au service de ses citoyens et entreprises, et pas l’inverse.

 

Élaboration de la DPG

On est très loin des études complexes, qui n’en finissent jamais.

La DPG a été élaborée par une petite équipe de 23 personnes, dont 19 experts n'appartenant pas au gouvernement. Accepter que les compétences et la connaissance des potentiels du numérique ne soient pas à l’intérieur du gouvernement, c’est une preuve de modestie que l’on aimerait bien retrouver dans d’autres pays, en particulier en Europe…

Tout est réalisé en 6 mois, entre septembre 2022 et mars 2023.

C’est la démarche commando que je recommande depuis longtemps.

 

Quatre mots clés: Cloud Public, Données, intelligence Artificielle, API

Ce schéma présente la cible à long terme de la DPG.

Il est très proche du modèle BISD que je pousse depuis 2019, et je ne vais pas m’en plaindre!

I : Infrastructures. Le gouvernement de Corée du Sud fait le choix de solutions Cloud Public, choix que je pousse depuis plus de dix ans! Nous sommes encore en France englués dans des combats d’arrière-garde sur le soi-disant manque de sécurité des Clouds Publics. Qui oserait dire que la Corée du Sud n’a pas de préoccupations de sécurité numérique au moins aussi importantes que la France, avec un voisin puissant et expansionniste, la Chine continentale? Je n’ai jamais entendu parler d’un “Cloud Souverain” en Corée du Sud!

D : Données. Les données sont au cœur de la démarche DPG. Je cite: 

“To this end, the government will abolish regulations or systems that hinder and impede the opening and use of data, and facilitate high-quality data through data standardization…”

“Pour cet objectif, le gouvernement abolira les règlements et les systèmes qui entravent ou empêchent l’ouverture et l’usage des données et facilitera la création de données de grande qualité par la standardisation…”

IA: Intelligence Artificielle. La DPG emploie l’expression “Hyper-scale AI” pour insister sur le rôle essentiel que doit jouer l’IA dans cette plateforme. 

Petit rappel: il est impossible de déployer des solutions d’IA performantes sans s’appuyer sur des infrastructures Cloud Public. Tant que ce blocage absurde, anti Cloud Public, ne sera pas levé en France et en Europe, le gouvernement ne pourra pas s’appuyer sur l’IA pour améliorer les services proposés aux citoyens et aux entreprises.

API. S’appuyer sur des API, Application Programming Interfaces, permet de créer les indépendances indispensables entre les différentes applications, les données et les infrastructures.

Tout ceci se fera sans oublier les dimensions sécurité et confiance numérique.

Je cite, une nouvelle fois:

“...the government plans to build a reliable information security environment so that all citizens can trust the Digital Platform Government..”

“Le gouvernement prévoit de créer un environnement numérique fiable et sécurisé permettant à tous les citoyens d’avoir confiance dans la DPG.”.

Oui, il est possible de construire des solutions numériques innovantes sur des infrastructures Cloud Public, avec des données accessibles au plus grand nombre, sans sacrifier la sécurité et la confidentialité des données. Encore faut-il avoir le courage d’entreprendre cette démarche…

 

Liens entre la DPG et l’économie numérique de la Corée du Sud

C’est un autre enseignement passionnant de ce document DPG.
Le gouvernement souhaite mettre la DPG au service de l’économie numérique du pays.

La DPG devient un moyen pour les startups du pays de croître en ayant comme client majeur le gouvernement.

“The Digital Platform Government will serve as a test-bed for many startups to plan and demonstrate new services. Creative ideas from the private sector will become a reality, and competent startups will flock together to create an ecosystem on the Digital Platform Government.”

Bravo, Monsieur le Président! 

Vous avez une vision moderne, pragmatique et ambitieuse de ce que peut devenir le numérique au service d’un pays, de ses citoyens, de ses entreprises et de son écosystème de startups.

Vous avez clairement séparé:

• La vision forte, à 20 ans, de cette DPG.
• La mise en œuvre opérationnelle de cette DPG, à court et moyen terme. Les premiers éléments en seront dévoilés en mars 2023.

J’ai hâte de vous entendre à Davos le 19 janvier 2023!

 

La DPG, un modèle pour la France?

J’ai fait un rêve: et si la France suivait l’exemple de la Corée du Sud?

Objectivement, rationnellement, rien n’interdit à la France de suivre la voie tracée par la République de Corée et de créer sa Plateforme de Gouvernement Numérique (PGN), selon les mêmes principes que la DPG.

Dans un billet récent, j’ai publié les “Vœux du Président de la République Française” pour que la France et l’Europe restent des acteurs raisonnables de l’industrie numérique mondiale en 2030.

Ces vœux peuvent devenir la vision 2030 du numérique en France.

Ce que je propose aujourd’hui, c’est que, avec la PGN, le Gouvernement Français:

• Prenne une position offensive dans le numérique.
• Devienne un acteur majeur de l’innovation, une force de proposition.
• Mette en œuvre des démarches innovantes dans tous les domaines, des infrastructures, des données et des usages.
• Se transforme en catalyseur de la Transformation Numérique dans tout le pays, pour ses entreprises et ses citoyens.

Les complémentarités entre la Vision 2030 et la PGN sont très fortes:

• La PGN suit les recommandations de la Vision 2030, et en démontre la pertinence et l’applicabilité.
• Le gouvernement montre la voie aux citoyens et aux entreprises en créant des solutions numériques innovantes à leur service.
• Les investissements induits par la PGN profitent aux startups françaises du numérique, en particulier en SaaS, en créant des cas d’usages dans le secteur public qu’elles pourront ensuite commercialiser dans d’autres gouvernements.

Est-ce que la France peut, elle aussi, lancer une PGN, Plateforme de Gouvernement Numérique, ambitieuse? La réponse est oui, si la volonté et surtout le courage politique sont au rendez-vous.

En suivant la méthode commando utilisée par la République de Corée, la PGN peut être construite avant la fin de l’année 2023.

Je suis volontaire pour participer comme expert à ce groupe de travail commando!

Je ne suis pas le seul: le Gouvernement Français n’aura aucun mal à recruter la petite vingtaine de professionnels du numérique qui seront prêts à mettre toutes leurs compétences au service d’un aussi beau projet.

 

Résumé

Le gouvernement de la République de Corée montre, avec sa DPG, que l’État peut devenir un acteur majeur et essentiel de l’innovation numérique dans un pays.

C’est un signal fort envoyé à tous les autres pays du monde.

Début 2023, la situation du numérique dans les organisations publiques françaises est loin d’être satisfaisante, et dans toutes les dimensions, techniques, humaines, financières et organisationnelles.

Définir avec la PGN un point d’arrivée enthousiasmant dans les 20 ans qui viennent, c’est probablement la meilleure, la seule manière de créer un choc positif dans tout l’écosystème numérique du secteur public français.

En 2023, la maturité numérique de la République de Corée est supérieure à celle de la France: cela fait plus de 20 ans qu’ils travaillent pour l’améliorer.

En 2030:

• La maturité numérique du gouvernement de la République de Corée fera un bond spectaculaire, grâce à sa DGP, Digital Platform Government.
• La maturité numérique du gouvernement de la France peut elle aussi faire des progrès importants, si la PGN est mise en œuvre.
• La maturité numérique du gouvernement de la France restera très faible, en retard sur ses principaux concurrents économiques mondiaux, s’il n’y a pas un courage politique suffisant pour lancer une PGN ambitieuse.

Cette décision politique ne m’appartient pas.

Je suis prêt à mettre toute mon énergie et mes compétences numériques au service de mon pays si la décision de lancer une PGN ambitieuse est prise.

Je resterai impuissant, et catastrophé, si aucune décision forte n'est prise rapidement pour que la maturité numérique du gouvernement français ne stagne pas.

Chip War : la guerre des composants électroniques - Première partie

 

J’ai profité d’une activité professionnelle plus calme pendant les derniers jours de l’année 2022 pour terminer la lecture du livre de Chris Miller, CHIP WAR.

Je lis beaucoup, et ce livre est l’un de ceux qui m'a le plus impressionné en 2022.

Dans ce billet, je vous présente quelques-unes des idées les plus importantes que j’ai retenues de cette lecture.

J’espère surtout qu’il vous donnera envie de le lire dans son intégralité.

Il se lit comme un roman policier, alors qu’il parle de technologies et de stratégie mondiale. C’est un beau compliment…

 

Un thème clé: l’importance de l’industrie des composants électroniques

Cela fait plusieurs années que je m’intéresse à ce sujet.

Cette industrie des composants électroniques a démarré dans les années 1960. Aujourd’hui, il n’y a plus un seul secteur économique qui ne dépende pas, plus ou moins fortement, de ces composants.

Au CES (Consumer Electronics Show) 2023 qui vient de se terminer à Las Vegas, Honda a présenté un prototype du véhicule électrique autonome Afeela sur lequel ils travaillent, avec… Sony et Qualcomm. 

Sur ce schéma, on voit les 45 capteurs qui seront utilisés pour permettre le niveau 3 d’autonomie. Le nombre de processeurs et la puissance numérique embarquée sur un véhicule de ce type sont impressionnants.

Ce billet que j’ai écrit en 2021 présente un panorama raisonnablement complet de cette industrie.

A la fin de l’année 2021, dans une analyse des principaux risques qui menacent notre planète, j’ai parlé de la volonté de la Chine d’envahir Taiwan, ce qui aurait des conséquences dramatiques sur l’industrie des composants électroniques.

Dans les “Vœux du Président de la République Française pour le numérique”, l’industrie des composants électroniques occupe une place de choix.

Maintenant que tous les pays ont pris conscience de l’importance de cette industrie, il est essentiel d’en comprendre la variété et la complexité.

 

Composants électroniques : deux industries très différentes

Pour bien comprendre les enjeux mondiaux de cette industrie, il est indispensable de séparer le marché en deux familles:

• Les composants simples, qui s’appuient sur des technologies bien maîtrisées et matures.
• Les composants haut de gamme, construits avec les technologies les plus avancées du moment.

Ce schéma permet de mieux visualiser les progrès exponentiels réalisés dans la construction de ces composants électroniques.

A gauche, un processeur ARM de première génération:

• Construit en 1985.
• Lithographie en 3 µm.
• 25 000 transistors.

A droite, un processeur ARM M1 développé par Apple:

• Construit en 2020.
• Lithographie en 5 nm.( Rappel : 1 µm = 1000 nm.).
• 16 milliards de transistors = multiplication par 640 000 du nombre de transistors par rapport au processeur de 1985.

La segmentation en deux familles permet de suivre les évolutions de cette industrie des composants électroniques.

 

Famille des composants simples, sur technologies anciennes

A la fin des années 1950 et au début des années 1960, les premiers composants électroniques à base de transistors remplacent les processeurs à tubes.

Texas Instruments, Intel sont nés pendant cette période.

Les principaux composants que l’on retrouve dans cette famille sont:

• Les microprocesseurs simples, présents dans des milliers d’objets courants tels que les téléviseurs, les machines à laver…
• Les mémoires DRAM (Dynamic Random Access Memory). Ce sont des mémoires qui ont besoin d’être alimentées en énergie pour fonctionner et que l’on trouve dans tous les ordinateurs. L’industrie des DRAM a connu trois zones géographiques leaders successifs:
• Les Etats-Unis avec la Silicon Valley.
• Le Japon pendant les années 1980.
• La Corée du Sud et d'autres pays d’Asie aujourd’hui.
• Les mémoires Flash ou NAND. Ce sont des mémoires qui sont capables de stocker des informations sans être alimentées en énergie.

Les outils de lithographie utilisés pour les fabriquer sont bien maîtrisés: ce sont des solutions DUV (Deep UltraViolet) qui gravent le plus souvent entre 200 et 300 nm.

 

Famille des composants haut de gamme

La principale différence avec les composants simples est liée aux solutions de lithographie utilisées: les solutions EUV (Extreme UltraViolet), avec des gravures comprises aujourd’hui entre 13 et 3 nm.

Je reviendrai plus longuement sur ce sujet clé de la lithographie dans la suite de ce texte.

Les principaux composants qui ont besoin de l’EUV sont:

• Les microprocesseurs universels haut de gamme tels que l’Apple ARM M2.
• Les cartes graphiques de Nvidia, de plus en plus utilisées en Intelligence Artificielle.
• Les processeurs spécialisés dans l’Intelligence Artificielle. C’est dans ce domaine que les progrès sont les plus spectaculaires depuis 2020. On assiste aussi à la multiplication de solutions spécifiques proposées par les géants du Cloud Public tels que:
• Les processeurs TPU (Tensor Flow) par Google.
• Les processeurs Inferencia par AWS.

 

Lithographie : LA clé de l’explosion des performances des composants électroniques

Comme on l’a vu dans le début de ce texte, les techniques de lithographie sont au cœur de l’accroissement des performances des composants électroniques.

Le terme exact à utiliser serait la photolithographie, pour se différencier des techniques anciennes d’impression sur papier. Dans la pratique, toute la profession utilise le mot lithographie, ce que je fais dans ce texte.

Jay Lathrop qui travaillait chez Texas Instruments a inventé la lithographie en utilisant un microscope… à l’envers pour réduire la taille d’une image. Le brevet a été déposé en 1957.

Cette image montre l’un des premiers composants “dessiné” avant d’être photolithographié.

Comme pour les mémoires DRAM, l’industrie a migré géographiquement:

• Le leadership initial était aux Etats-Unis avec l'entreprise GCA au début des années 1980.
• Nikon et Canon au Japon deviennent dominants à la fin des années 1980.

Les machines de cette génération travaillaient avec les solutions DUV : Deep Ultraviolet Light,  entre 200 et 300 nm.

Le basculement vers la génération d’après, EUV: Extreme Ultraviolet Light pour graver en 15 nm ou moins était considérée par les fournisseurs existants comme extrêmement difficile, voire impossible

Et c’est à ce moment qu’a commencé l’aventure ASML…

 

ASML, le seul fournisseur mondial d’outils de lithographie EUV

En 1984, le groupe hollandais Philips avait transféré ses compétences en lithographie dans une société indépendante, ASML. Philips avait aussi investi dans la “startup” TSMC à Taiwan, ce qui a facilité les collaborations entre ASML et TSMC.

GCA, qui était le leader américain des solutions DUV, a mis la clé sous la porte en 1990.

En 2001, ASML achète le seul acteur en lithographie restant aux Etats-Unis, SVG.

Après des dizaines de milliards d’investissements, dont 12 milliards par Intel, et des années de travail, ASML est en 2023, le SEUL fabricant au monde capable de construire des machines qui gravent en EUV.

Il faut bien comprendre les impacts de ce monopole ASML: 100% de l’industrie mondiale des composants électroniques haut de gamme est dépendante des machines de lithographie construites par ASML.

Cette situation est résumée sur ce schéma.

Cette fragilité de l’industrie est accentuée par le fait que ASML est un intégrateur de dizaines de milliers de composants très haut de gamme, dont beaucoup sont aussi fournis par une seule entreprise. Dans cet écosystème, il y a quelques acteurs essentiels:

• Zeiss, fabricant allemand d’optiques de précision, est le SEUL à pouvoir fabriquer les miroirs dont a besoin ASML
• Trumpf, autre acteur allemand, est le SEUL fabricant de lasers au dioxyde de carbone capable de fournir les lasers nécessaires pour ASML. ASML a financé pour 1 milliard de dollars la recherche de Trumpf.
• Cymer est un acteur américain fournisseur de sources de lumière nécessaires pour les lasers. C’est le SEUL fournisseur pour ASML, qui a pris la décision d’acheter l’entreprise.

ASML, Zeiss, Trumpf, Cymer, ce sont tous des MONOPOLES mondiaux dans l’industrie des composants électroniques. Cette industrie est d’une extraordinaire fragilité. 

Un accident industriel sur une seule de ces quatre entreprises peut bloquer toute l’industrie du numérique au niveau mondial.

La croissance exponentielle des performances de ces outils de lithographie EUV continue. Les premières machines ASML fonctionnant en 3 nm ont été livrées en 2022 à Samsung et TSMC.

Une “petite” machine ASML coûte entre 100 et 200 M$. Celle représentée ici:

• A un prix de vente de 150 M$. 
• Est de la taille d’un autobus. 
• Demande 40 conteneurs et 3 avions-cargos pour être expédiée.

Ce ne sont pas des machines qui se vendent en grand nombre! Fin 2022, ASML n’avait livré que 140 machines EUV dans le monde.

Sur le schéma du monopole ASML, j’ai rajouté un “duopole +”, celui des fondeurs, des entreprises industrielles capables de mettre en œuvre les outils ASML pour fabriquer les composants haut de gamme.

Pourquoi parler de “duopole +”?

• TSMC, basé à Taiwan, est le premier fondeur mondial de composants haut de gamme.
• Samsung, basé en Corée du Sud, est le deuxième fondeur.
• Intel est loin derrière en matière de volumes, le + de la bande. L’avenir d’Intel dans les composants très haut de gamme n’est pas garanti.

Les liens entre ASML et TSMC sont très étroits.

Le premier fondeur à utiliser les nouvelles générations de matériels ASML est le plus souvent TSMC, comme le montrent ces deux annonces récentes:

TSMC prévoit de livrer les premiers composants en 2nm début 2026.

- TSMC annonce qu’il va construire à Taiwan une nouvelle usine pour des puces en 1 nm.

Le fournisseur des matériels permettant la fabrication de ces nouvelles générations de composants sera… ASML.

N’oublions pas que passer du 2 nm au 1 nm, cela… double le nombre de transistors que l’on peut graver sur la même surface!

Cette remarquable vidéo

qui présente l’histoire d’ASML dure presque 20 minutes, mais je vous conseille vraiment de prendre le temps de la visionner. Elle a été préparée avec l’aide de Chris Miller, l’auteur du livre qui m’a servi de référence pour écrire ce billet.

 

L’après EUV : High NA EUV

Dans votre prochain dîner en ville, vous pourrez parler de “High NA EUV” et votre prestige comme spécialiste du numérique va grimper en flèche!

NA signifie Numerical Aperture, l'équivalent de la focale d'un appareil photographique. EUV travaille avec un NA de 0,33 et High NA EUV avec un NA de 0,55.

Cette nouvelle génération de lithographie devrait arriver à partir de 2025. Cet article explique, dans un langage raisonnablement simple, les différences entre EUV et High NA EUV.

ASML travaille sur cette nouvelle génération High NA EUV et son premier client sera… Intel!

Intel espère ainsi retrouver une position de leader vis-à-vis de ces deux concurrents asiatiques, TSMC et Samsung.

Ces nouvelles machines seront encore plus complexes, plus grandes et plus chères que les EUV actuelles, comme le montre cette photo. Le prix d'une machine High NA EUV sera de 300 M$.

 

Dans cette première partie de ce billet, j’ai présenté les dimensions techniques et industrielles de cette guerre des composants électroniques.

Dans la deuxième partie, j'aborderai les enjeux géopolitiques majeurs posés par la dimension stratégique de cette industrie des composants électroniques.