Course au nanomètre : à quoi ressemble l'industrie russe des semi-conducteurs ?

Cet article s'inscrit dans la continuité de la série intitulée « Course au nanomètre ». Aujourd'hui, nous nous penchons sur le développement de l'industrie des semi-conducteurs en Russie et sur la manière dont celui-ci influence — ou non — le reste du monde.

Avis de non-responsabilité : l’auteur n’ayant malheureusement pas accès à une documentation détaillée sur les technologies russes en matière de semi-conducteurs, il s’appuie exclusivement sur des données issues de sources ouvertes, qu’il analyse de manière critique en tenant compte de certaines limites.

La Russie a hérité des technologies et des installations de production de semi-conducteurs de l’Union soviétique. La plupart des technologies et solutions spécifiques, telles que les circuits intégrés programmables à effacement par UV, étaient largement copiées sur les systèmes et conceptions occidentaux.

Depuis l’indépendance, la Fédération de Russie n’a pas su mettre en place un modèle économique efficace pour soutenir la production de semi-conducteurs. Par ailleurs, elle a laissé s’effondrer son système de formation des spécialistes du secteur. Les semi-conducteurs soviétiques, déjà peu compétitifs face à leurs équivalents occidentaux, ont vu leur pertinence décliner davantage. Aujourd’hui, les technologies disponibles en Russie ne sont utilisées que dans des domaines dépendant de financements publics, comme la recherche scientifique, le spatial et le secteur militaire.

Il est évident que la Russie continue de se procurer certains composants occidentaux via des pays tiers ou en passant par des appareils chinois, tant pour ses besoins civils que militaires — notamment dans le cadre du conflit en cours. Reste à savoir si l’industrie russe des semi-conducteurs est aujourd’hui capable de proposer des alternatives viables aux importations.

Problèmes du secteur russe des semi-conducteurs

Un examen attentif du secteur russe des semi-conducteurs au XXIe siècle révèle une dynamique de dégradation plutôt que de développement. Historiquement financé selon un modèle académique, ce secteur fonctionnait davantage comme une institution de recherche que comme une industrie orientée vers les résultats. Il n’était pas attendu qu’il produise des résultats concrets, mais seulement qu’il rende compte de ses activités. En conséquence, les travaux menés n'ont que rarement débouché sur des produits commercialisables, en grande partie en raison de l'absence de compétitivité technologique.

Le financement cloisonné de projets relevant du complexe militaro-industriel, souvent réalisé en collaboration avec l'industrie des semi-conducteurs, n’a pas favorisé la transparence ni l'efficacité des dépenses publiques. Par ailleurs, durant de longues années, les allocations budgétaires n'ont même pas permis de maintenir l'infrastructure existante ou de retenir les talents essentiels à la survie du secteur.

Cette situation a mené à l’arrêt des processus de production chez plusieurs fabricants de premier plan, comme NM-Tech, ou à leur faillite comme ce fut le cas d’Angstrem. La situation n’était guère plus favorable pour des acteurs comme Micron Group ou ZNTC. Tout cela n'a pas contribué au développement progressif et à l'adoption de l'expérience, qui est très importante dans ce domaine.

La démotivation des spécialistes s’est accentuée, entraînant une fuite des talents vers l’étranger ou vers le secteur des technologies de l'information. Déjà en 2013, le secteur des semi-conducteurs en Russie était en crise : même les financements publics ne suffisaient plus à retenir les ingénieurs qualifiés. L’ensemble du secteur donnait alors l’image d’une vieille académie des sciences inefficace, ne survivant que grâce à un personnel soviétique vieillissant, dont les effectifs ne cessaient de diminuer.

À partir de discussions avec des collègues russes en 2013, l'auteur a compris l'état de l'industrie où, en raison d'un manque de financement et de la faible valeur des produits, le découragement, la passivité et la conscience de l'inutilité de ce domaine en Russie prévalaient, tant chez les spécialistes que sur le marché. Les choses ont commencé à changer en 2014, lorsqu'une politique de substitution des importations a été annoncée, mais le système inefficace n'a pas pu évoluer rapidement.

Comment les Russes peuvent remplacer les importations de puces semi-conductrices

Les entreprises de semi-conducteurs les plus productives sont situées près de Moscou, dans la ville de Zelenograd.

Angstrom, Zelenograd

Micron Group, Angstrem, NM-Tech, Crocus Nano et le Centre de nanotechnologie de Zelenograd (ZNTC) y sont implantés. D'autres entreprises importantes sont situées à Fryazino (parc de recherche et de production d'Istok, région de Moscou) et à Bryansk (Kremlin EL). Elles disposent des technologies 350 nm et 180 nm. Il convient de préciser ici que l’on peut dire avec plus ou moins d’assurance que ces technologies sont celles qui peuvent être appliquées à des produits ici et maintenant (bien qu’avec des limitations). Toutes les autres technologies mentionnées de temps à autre par la presse russe relèvent de la recherche ou sont prometteuses (c’est-à-dire au stade du développement).

Examinons de plus près ce qu'il est possible de créer avec les technologies 180 et 350 nm qui sont commercialement disponibles pour les Russes.

Technologie 180 nm

La technologie 180 nm a été commercialisée par les principaux acteurs du marché des semi-conducteurs (TSMC, Fujitsu, Sony, Toshiba, AMD, etc.) en 1999. La technologie 350 nm a été commercialisée encore plus tôt, en 1993. En d'autres termes, la dernière technologie russe des semi-conducteurs a 26 ans.

Dans le monde des semi-conducteurs, c'est une longue période, mais de nombreux dispositifs ne nécessitent pas la meilleure technologie et peuvent être créés sur la base de processus dépassés. En principe, ces technologies permettent de concevoir des contrôleurs pour les applications de transport, industrielles et militaires. Il est possible de créer toutes sortes d'équipements numériques du niveau 2000-2005 (y compris des équipements personnalisés) et des dispositifs de puissance.

Comme nous ne connaissons pas les paramètres spécifiques de la technologie de traitement russe, l'auteur se permettra d'envisager ce qui peut être créé avec l'aide des technologies occidentales, telles que la technologie IBM 180 nm. Cette technologie peut couvrir le secteur des transports (à l'exclusion de l'aviation), l'automatisation industrielle, certains systèmes de communication (jusqu'au niveau de 2005-2008) et le secteur militaire (si le calcul haute performance n'est pas nécessaire pour le cryptage et l'intelligence artificielle).

Cela signifie-t-il que les Russes peuvent faire la même chose en utilisant les processus existants ?

Non, mais ce domaine est très important pour le complexe militaro-industriel russe, comme en témoigne l'intérêt de l'armée ukrainienne (et des frappes de drones) pour la production de Silicon EL à Bryansk.

Kremlin EL

L'importance de la technologie est également comprise par les Russes eux-mêmes. L'auteur a régulièrement observé l'activité de recrutement dans les entreprises de semi-conducteurs, à la fois par le biais de hh.ru et des sites web des différentes entreprises, et peut attester que, depuis le début de l'année 2022, les processus de recrutement ont connu une reprise significative. Les employés ont été recrutés à la fois pour des postes de développement et de production. Cela indique que l'objectif est d'augmenter la production (par exemple, en créant des équipes supplémentaires) et de développer les produits. Cela montre que la Russie est consciente de sa vulnérabilité dans le secteur technologique et qu'elle s'efforce de rattraper son retard.

Les tentatives d'investissement de la Russie dans les systèmes de semi-conducteurs ne sont pas de nature à modifier sa dépendance actuelle à l'égard des technologies occidentales et chinoises.

La dépendance de la Russie à l'égard de la Chine

Les Russes ont un problème de productivité des usines de semi-conducteurs, de qualité de leurs produits et de précision technologique. De même, la disponibilité de certains compléments importants aux technologies existantes risque de poser des problèmes. Il s'agit avant tout de la technologie SOI (silicium sur isolant), qui améliore les performances et la consommation d'énergie des transistors et qui est essentielle pour les systèmes à haute performance et les systèmes de communication. Les sources ouvertes ne contiennent que des références à des expériences avec cette technologie, et nous ne pouvons donc pas considérer qu'elle est commercialement disponible pour les développeurs russes.

En ce qui concerne le développement, il existe un problème de qualité et de quantité des développeurs, de motivation et de conception des processus. D'autre part, les développeurs peuvent ne pas se concentrer exclusivement sur les technologies russes et s'intéresser aux technologies chinoises disponibles. Mais cela mettrait en danger la propriété intellectuelle des derniers développements russes en provenance de Chine et, selon l'auteur, les Russes essaieront d'éviter cette option autant que possible (si nous parlons du complexe militaro-industriel).

Conclusions

Essayons de tirer quelques conclusions. Technologiquement, la Fédération de Russie peut produire des semi-conducteurs pour un certain segment étroit, comme le secteur militaire¹, l’industrie ou les transports, mais la quantité et la qualité de ses propres produits sont actuellement insuffisantes. Les importations en provenance de pays tiers et de Chine permettent de couvrir les besoins actuels. Toutefois, la Russie investit massivement dans l’industrie des semi-conducteurs et recrute activement, ce qui indique qu’elle comprend ses vulnérabilités dues au fossé technologique et qu’elle tente de le réduire, du moins dans le domaine militaire.

Les semi-conducteurs, même ceux produits à l’aide de technologies relativement anciennes disponibles en Russie, peuvent être utilisés dans des armes et des munitions et tuer des gens. Il est peu probable que les Russes récupèrent la totalité de leur retard, mais ils seront en mesure d’apporter une partie de leur propre technologie sur le champ de bataille en Ukraine, ce qui ne sera pas une bonne surprise pour les forces armées ukrainiennes et pourrait même conduire à des crises sur le champ de bataille. Par conséquent, l’industrie des semi-conducteurs en Russie doit être prise le plus au sérieux possible et ne pas faire l’objet d’une attitude arrogante ou victorieuse.

¹ C’est délibérément que l’auteur ne parle pas plus en détail du champ d’application, car cela nécessite une analyse plus approfondie.