Des gaz spéciaux pour gérer l’infiniment petit de la production de semi-conducteurs
Mélangé à de l’azote ou de l’hydrogène, le diborane fait partie des gaz spéciaux utilisés dans les étapes de gravure et de dépôt pour fabriquer des puces électroniques. Ces échelles de fabrication relèvent de l’infiniment petit, où aucune perceuse mécanique ne peut intervenir pour modéliser l’architecture des composants.
D’une superficie de 1 cm², les puces peuvent contenir jusqu’à 238 couches et des milliards de composants miniatures, comme des transistors de 10 nanomètres. Dimensions “dix fois plus petit qu’un virus, 7000 fois plus petit qu’un cheveu, il faut donc travailler au niveau des molécules, avec des gaz spéciaux pour déposer les molécules et graver les surfaces», schématise Guillaume Cottet, responsable de la division Electronique d’Air Liquide.
Sur le site de Sejong en Corée du Sud, l’usine de diborane Air Liquide, inaugurée le 22 mai 2024, a démarré au printemps sa première production commerciale pour servir la production locale de semi-conducteurs. © Air liquide
Officiellement inaugurée le 22 mai, l’unité coréenne de diborane fait partie d’un investissement d’Air Liquide de 200 millions de dollars (environ 184 millions d’euros), qui comprend également la construction d’une unité similaire à Taiwan, autre hub stratégique essentiel pour les semi-conducteurs en Asie, derrière l’ogre chinois, le Japon et Singapour.
Dopé par les avancées technologiques dans le domaine des biens électroniques et, plus récemment, par les besoins générés par l’émergence de l’intelligence artificielle, le marché des semi-conducteurs connaît une croissance colossale. Estimé à 520 milliards de dollars (480 milliards d’euros) en 2023, il devrait doubler d’ici 2030. De quoi générer ces dernières années des centaines de milliards d’investissements industriels aux Etats-Unis, en Asie et dans des proportions plus modestes. en Europe, pour suivre le rythme.
Des centaines de milliards de dollars investis en Corée du Sud pour les semi-conducteurs
En Corée du Sud, Nicolas Foirien, président d’Air Liquide Corée, évoque «une augmentation spectaculaire des volumes dans les semi-conducteurs, avec des unités dont la taille a été multipliée par 5 à 10 en 10 ans« . Il souligne au passage que les deux champions locaux, Samsung et SK Hynix, leaders mondiaux dans le domaine des puces mémoires, ont «investi respectivement 200 milliards de dollars et 100 milliards de dollars en dix ans dans le pays« .
Le 23 mai, la Corée du Sud a également dévoilé un nouveau plan de soutien public de plus de 17 milliards d’euros à son industrie des semi-conducteurs. Cette course à la capacité se double d’une course technologique pour miniaturiser davantage et augmenter les performances des microprocesseurs ou des mémoires. Une aubaine pour Air Liquide et ses gaz spéciaux pour l’électronique.
A Sejong, les gaz spéciaux sont conditionnés sous forme de bouteilles pour être ensuite transportés par camion vers les grandes usines coréennes de semi-conducteurs. © Air liquide
D’autant que le groupe français serait le «le seul grand groupe gazier à avoir dans son portefeuille tous les gaz et molécules utilisés pour fabriquer des semi-conducteurs», assure Guillaume Cottet, précisant que «ni Linde ni Air Products ne sont positionnés sur certains matériaux avancés« . Ce segment comprend des vecteurs pour le dépôt chimique en phase vapeur et le dépôt de couches atomiques.
En 2023, la division Electronique représentait 9% des 27,6 milliards d’euros de chiffre d’affaires généré par Air Liquide. Mais les ventes de cette division »sont en forte croissance, ils ont presque doublé en dix ans», constate Guillaume Cottet. Centrée sur une dizaine de pays (États-Unis, France, Allemagne, Italie, Chine, Corée du Sud, Japon, Taïwan, Malaisie et Singapour), avec 4 600 collaborateurs, la division se développe principalement en Asie, premier marché du groupe dans cette zone. segment.
Sur ce continent, le marché de l’électronique représente 33 % des ventes contre seulement 5 % aux États-Unis et 2 % en Europe. Et si les gaz d’Air Liquide sont utilisés pour la production d’écrans plats ou de panneaux solaires, 90 % du chiffre d’affaires du segment provient du marché des semi-conducteurs.
Trois usines Air Liquide pour les besoins en électronique en Corée du Sud
En Corée du Sud, pour l’électronique, le groupe dispose d’un petit site de R&D à Séoul – son centre d’excellence en Asie étant basé au Japon – et de trois sites industriels positionnés sur ces gaz spéciaux. Outre celle de Sejong, deux usines sont implantées au sud-ouest de la capitale : celle de Hwaseong, qui produit des gaz de gravure et des précurseurs à base de silicium, et celle de Cheonan qui fabrique depuis 2020 des précurseurs à base de silicium. , xénon et krypton. Capacités supplémentaires au xénon et au krypton pour «les marchés des semi-conducteurs et de l’aéronautique y seront inaugurés dans un an», souligne Armelle Levieux, directrice de l’innovation en charge des activités Hydrogène et Electronique d’Air Liquide.
Dans l’électronique, le groupe produit également de grandes quantités d’azote, un gaz inerte largement utilisé dans les semi-conducteurs pour éliminer toutes les poussières de gravure. Ces productions d’azote pour les producteurs de copeaux sont implantées directement sur les sites pour des besoins incessants et de gros volumes. Air Liquide dispose de plus de 250 grandes unités directement sur site dans le monde, et donc également en Corée du Sud.
D’autre part, les gaz spéciaux sont transportés sur site sous forme de bouteille. Le groupe a développé et installe également des systèmes et équipements sur les sites clients pour connecter directement les cylindres à l’alimentation électrique et relier les flux aux salles blanches où sont produits les semi-conducteurs.
Les producteurs de semi-conducteurs veulent des chaînes d’approvisionnement locales pour leurs approvisionnements
Cependant, dans l’ère post-Covid, l’ordre mondial a changé dans le domaine des semi-conducteurs. Soulignant le «tensions géopolitiques“, LE “perturbations de la chaîne d’approvisionnement» ou encore le «Barrières douanières» qui animent la bataille des semi-conducteurs depuis la pandémie, le directeur général d’Air Liquide François Jackow parle désormais d’un «un monde qui n’est plus plat mais fragmenté” Sur le terrain.
Le patron d’Air Liquide souligne ainsi qu’un «un certain nombre de zones géographiques ont pris conscience de leur dépendance et de leur besoin de souveraineté« . Et si les grands investissements industriels fleurissent partout dans le monde, »Les clients exigent également de plus en plus la localisation de la chaîne d’approvisionnement. Ils sont prêts à payer plus pour bénéficier de plus de résilience et de sécurité« .
Pour les gaz spéciaux dédiés à l’électronique, le groupe français mise désormais sur des usines plus petites mais plus localisées. D’où des investissements spécifiques récents à Singapour et au Japon, et aujourd’hui à Taiwan et en Corée du Sud.
