Comportant de plus en plus d'électronique, particulièrement sur les modèles électriques, les automobiles nécessitent une quantité croissante de semi-conducteurs. Une évolution qui impacte l'ensemble des parties prenantes des différentes filières.
Comportant de plus en plus d'électronique, particulièrement sur les modèles électriques, les automobiles nécessitent une quantité croissante de semi-conducteurs. Une évolution qui impacte l'ensemble des parties prenantes des différentes filières.
Par Samuel Arnaud - Publié le 21/06/23
Les progrès réalisés par l'industrie automobile ont fait exploser ses besoins en semi-conducteurs. "Dans un véhicule, ils sont omniprésents, car l'électronique l'est aussi. Les écrans et les aides à la conduite, qui se multiplient, sont des exemples d'éléments qui en demandent beaucoup", indique le Journal de l'automobile. L'électrification des voitures ne fait que renforcer ce phénomène : selon la fédération automobile allemande, la demande en semi-conducteurs du secteur pourrait tripler d'ici 2030. Herbert Diess, ancien dirigeant de Volkswagen, estimait en 2021 que la quantité de puces présentes dans chaque voiture progressait de 7 % par an, alors que ce nombre atteignait déjà quasiment les 1 000 unités en moyenne début 2023.
Des liens resserrés entre constructeurs automobiles et fabricants de semi-conducteurs
Le secteur automobile a été l'un des plus impactés par la pénurie mondiale de puces qui a débuté en 2020. "Les constructeurs américains n'ont pas pu fabriquer suffisamment de voitures parce qu'il n'y avait pas assez de puces," déplorait le président américain Joe Biden en février 2023. L'approvisionnement en semi-conducteurs, jusque-là considéré comme secondaire, s'est imposé comme une nouvelle priorité stratégique pour l'industrie. "La pandémie a été un signal d'alarme pour de nombreux constructeurs automobiles, qui ont pris conscience que les chaînes d'approvisionnement en semi-conducteurs ont une complexité unique et un écosystème différent par rapport aux autres pièces automobiles", relate Sang Oh, analyste pour le cabinet Omdia. Les grands groupes tendent donc à réviser leurs méthodes pour s'assurer de posséder des stocks suffisants.
Cela passe notamment par des partenariats nouveaux ou renforcés avec les fabricants de semi-conducteurs. Stellantis et Foxconn ont créé une coentreprise, SiliconAuto, qui approvisionnera l'industrie automobile à partir de 2026 ; BMW a passé un accord tripartite avec GlobalFoundries et Inova Semiconductors ; Ford a aussi choisi de s'allier à GlobalFoundries ; General Motors s'est tourné vers TSMC ; Tesla collabore avec STMicroelectronics depuis 2017, etc. Pour ces fabricants de puces, les constructeurs automobiles deviennent ainsi des clients plus stratégiques, alors que l'automobile n'était jusque-là qu'un débouché secondaire.
À plus long terme, certains constructeurs pourraient toutefois être tentés de gérer eux-mêmes leur conception de semi-conducteurs, malgré les importants coûts nécessaires au développement d'une telle activité. Pour le cabinet Gartner, d'ici 2025, la moitié des principaux acteurs du monde automobile pourrait avoir basculer vers cette voie.
Un équilibre à trouver entre R&D et réduction des coûts
La demande en hausse s'accompagne d'une recherche d'amélioration constante des performances des semi-conducteurs. Cet enjeu s'avère particulièrement notable pour les véhicules électriques, afin d'augmenter leur autonomie. Les fabricants se concentrent par exemple sur le carbure de silicium, un matériau offrant de meilleurs résultats que le silicium. "[Il permet] d’améliorer l’efficacité énergétique, de réduire le poids et l’encombrement, et d’augmenter la fiabilité. Pour une voiture électrique, cela se traduit par un allongement de l’autonomie et un raccourcissement des temps de recharge de la batterie", décrit L'Usine Nouvelle. Le français STMicroelectronics, l'allemand Infineo Technologies et l'américain Wolfspeed comptent parmi les fabricants les plus avancés sur cette technologie, mais la concurrence tend à s'intensifier.
Ces ambitions en R&D se combinent cependant avec une volonté de réduction des coûts de production. Les semi-conducteurs en carbure de silicium coûtent cinq à six fois plus cher que leurs équivalents en silicium, ce qui représente un surcoût conséquent pour les constructeurs automobiles. Tesla, qui a recours à ces puces en grande quantité, a ainsi affirmé au printemps 2023 qu'il souhaitait réduire leur utilisation de 75 % dans ses prochains modèles. Selon le cabinet Yole Développement, cette annonce pourrait être un "stratagème" pour inciter les fabricants de semi-conducteurs à réduire leurs coûts, en réalisant des économies d'échelle via une hausse de la production, en optimisant la phase de conception, ou encore en diversifiant leurs approvisionnements en substrats.
Autre piste évoquée, celle d'un virage du substrat de silicium vers le nitrure de gallium, qui "présente un grand potentiel dans l'automobile", dixit L'Usine Nouvelle. Mais ce matériau reste aussi coûteux pour le moment et apparaît comme une alternative à plus long terme. Constructeurs automobiles et fabricants de semi-conducteurs n'ont donc pas fini de travailler ensemble.