Le département américain du Commerce (DoC) a révélé la stratégie sur la façon dont il dépensera les 50 milliards de dollars du CHIPS for America Fund. Le gouvernement américain partagera les fonds entre les fabricants de logique et de mémoire qui utilisent des technologies de fabrication de pointe, les fabricants de puces sur des technologies de processus matures ou spécialisées qui sont utilisées par les industries militaires ou critiques, ainsi que des installations de R&D avancées. Chacun des bénéficiaires de l’argent CHIPS devra répondre à de nombreuses exigences.
Le programme CHIPS for America a plusieurs objectifs stratégiques : attirer la fabrication de semi-conducteurs de pointe aux États-Unis, mettre en place une chaîne d’approvisionnement de puces de haut en bas pour soutenir la production de puces, établir une constellation de programmes de R&D qui concevront la prochaine génération produits et technologies semi-conducteurs dans le cadre d’une collaboration public-privé et créer des emplois manufacturiers bien rémunérés. Sur le plan opérationnel, le programme cherche à établir de solides partenariats public-privé ainsi qu’à attirer des capitaux privés dans le secteur.
Fabrication de pointe
Les fabricants de puces qui utilisent les technologies de fabrication de nouvelle génération les plus avancées recevront la part du lion du CHIPS for America Fund – 28 milliards de dollars.
Les fonds ne seront pas fournis aux parties intéressées uniquement sous forme de subventions (même s’il s’agira d’instruments clés pour permettre aux entreprises de construire de nouvelles usines de pointe aux États-Unis), mais seront également disponibles pour des accords de coopération, ou pour subventionner des prêts ou des prêts garanties. Le DoC souligne que pour obtenir des subventions du gouvernement, les fabricants devront prouver qu’ils ont besoin de l’argent des subventions pour réaliser leurs investissements, et non remplacer leurs propres budgets par l’argent des poches des contribuables.
Sous les fabricants, le gouvernement américain considère non seulement les entreprises qui traitent les plaquettes et fabriquent les puces en silicium, mais également les fournisseurs de services OSAT (assemblage et test externalisés). Il s’agit d’une décision particulièrement judicieuse, car les installations de semi-conducteurs d’un milliard de dollars nécessitent également des usines OSAT avancées et transporter des puces des États-Unis vers l’Asie pour les tester et les emballer est non seulement coûteux et prend du temps, mais est également risqué compte tenu de la logistique et des tensions géopolitiques actuelles. Alors que les services de packaging de puces classiques/simples resteront pour la plupart en dehors des États-Unis pour des raisons économiques, les installations de packaging avancées (telles que celles qu’Intel a l’intention d’utiliser avec ses technologies EMIB et Foveros) sont encouragées à déménager aux États-Unis.
Le DoC recherche des propositions pour la construction ou l’expansion des installations de fabrication susmentionnées et accordera des préférences aux projets qui impliquent plusieurs lignes de production à coût élevé et les écosystèmes de fournisseurs associés. En outre, le DoC encourage les entreprises sollicitant le soutien du Fonds à obtenir le soutien des autorités nationales et locales, à obtenir des investissements privés ou à former des collaborations avec des clients ou des fournisseurs. En fait, le département a l’intention de privilégier les projets qui reçoivent des incitations étatiques et locales pour maximiser l’effet économique.
Au cours des derniers trimestres, de nombreuses entreprises, dont Intel, Micron, Samsung Foundry et TSMC, ont annoncé leur intention de dépenser des centaines de milliards de dollars pour construire de nouvelles usines de pointe aux États-Unis. En fait, Intel et Samsung ont déjà commencé à les construire et TSMC est sur la ligne d’arrivée avec sa fab en Arizona. 28 milliards de dollars apporteront un grand soutien à ces entreprises, mais la question est de savoir si cela suffira ?
Fabrication mature et génération actuelle
La deuxième catégorie d’entreprises à bénéficier du soutien du CHIPS for America Fund sont les fonderies et les fabricants de puces qui utilisent des procédés de fabrication existants, matures et spécialisés pour fabriquer des puces pour les secteurs de la défense et commerciaux, tels que l’automobile, les technologies de l’information et des communications et les dispositifs médicaux. Cela comprend diverses puces analogiques avancées, des puces durcies aux rayonnements, des semi-conducteurs composés et d’innombrables circuits intégrés émergents. Au fil du temps, de nouvelles technologies d’emballage seront également utilisées pour ces applications.
Les fabricants de ces puces ainsi que leurs partenaires OSAT peuvent obtenir collectivement 10 milliards de dollars du gouvernement américain selon les mêmes termes et conditions que les fabricants de puces utilisant des nœuds de production de pointe. Le DoC s’attend à ce que ces entreprises agrandissent ou rééquipent les fabs existantes ou en construisent de nouvelles. En fait, GlobalFoundries a investi 1 milliard de dollars dans l’expansion de sa Fab 8 existante à New York en 2021, tandis que Texas Instruments construit et équipe deux fabs au Texas et une dans l’Utah.
Initiatives de R&D
Soutenir la recherche et le développement (R&D) aux États-Unis n’est en aucun cas aussi crucial que de soutenir la fabrication locale de semi-conducteurs, car sans percées scientifiques fondamentales, il n’y aura pas de nouveaux dispositifs appliqués à produire. Pour gérer correctement les projets de R&D, le DoC les a divisés en quatre initiatives majeures axées sur la fabrication de puces, la recherche avancée sur les semi-conducteurs, la recherche en métrologie et le conditionnement innovant des puces, qui recevront ensemble 11 milliards de dollars au total.
L’un des principaux catalyseurs de la R&D avancée sur les semi-conducteurs aux États-Unis sera le National Semiconductor Technology Center (NSTC) qui s’occupera de la recherche et du prototype de technologies avancées de semi-conducteurs. L’un des principaux objectifs du NSTC sera de réunir l’industrie, le gouvernement, les laboratoires nationaux et les universités pour mener des recherches et des prototypes avancés sur les semi-conducteurs. Essentiellement, le gouvernement américain souhaite établir un réseau d’innovation à travers les États-Unis qui travaillera sur d’importants projets de recherche liés aux semi-conducteurs visant un avenir à moyen et long terme. De plus, NSTC pourra s’associer à des partenaires de pays étrangers amis.
« Le département s’attend à ce que le NSTC se concentre sur l’avancement de la conception des semi-conducteurs, la mise à l’échelle de nouveaux processus de fabrication, le développement de nouveaux outils et matériaux et l’amélioration du flux de produits du laboratoire à l’usine », indique un communiqué du DoC.
Le rôle du NSTC est de soutenir le développement de normes et de feuilles de route techniques pour diriger la conception simultanée de matériaux, d’équipements de production, de logiciels et de produits réels. Bien que nous attendions des entreprises qu’elles collaborent à la R&D préconcurrentielle de matériaux, de logiciels et d’outils, nous ne nous attendons pas à ce qu’elles travaillent ensemble sur des applications finales réelles. Comme l’a démontré le développement conjoint de 3D XPoint, tout le monde ne peut pas bénéficier d’un nouveau type de mémoire.
Une autre organisation de direction importante qui sera établie sera le Programme national de fabrication d’emballages avancés (NAPMP). Comme son nom l’indique, le programme se concentrera sur le développement de nouvelles méthodes d’emballage de puces et sur la garantie que ces méthodes sont appliquées par des fabs situées aux États-Unis. Encore une fois, NAPMP tentera de travailler avec des scientifiques du milieu universitaire et des ingénieurs de toute l’industrie.
Le NSTC et le NAPMP seront dirigés par le directeur du National Institute of Standards and Technology (NIST). Pendant ce temps, le NIST sera également responsable du programme national de recherche en métrologie, qui se concentrera sur la métrologie physique requise pour les semi-conducteurs de nouvelle génération (y compris ceux qui utilisent divers transistors 3D, tels que les FET à porte tout autour) ainsi que sur la métrologie computationnelle qui est utilisé pour les applications où les méthodes de métrologie traditionnelles sont inapplicables. En outre, il travaillera sur la virtualisation et l’automatisation pour les aspects intensifs en calcul et axés sur les données de la métrologie des semi-conducteurs. En outre, la recherche en métrologie du NIST devra également établir des services de mesure et d’étalonnage ainsi que des normes de mesure et documentaires.
Enfin, le NIST créera le Manufacturing USA Institute, un réseau d’organisations gouvernementales, universitaires et de fabrication de semi-conducteurs axé sur la R&D sur les puces. L’idée clé est de fournir aux membres de ces organisations l’accès à des installations et à des équipements de pointe pour encourager la R&D et former la main-d’œuvre.
Comment cela fonctionnera-t-il ?
Compte tenu de l’ampleur du fonds CHIPS for America, des dizaines d’entreprises chercheront des subventions gouvernementales (et d’autres formes de soutien), de sorte que le DoC devra mettre en place un mécanisme pour examiner les demandes et déterminer leurs avantages à la fois en termes de technologie et d’économie. .
Toutes les demandes seront examinées par une équipe et le DoC embauche environ 50 personnes pour examiner le mérite technique et financier des soumissions, la justification du financement public et les capacités opérationnelles du candidat, selon le NYTimes. L’équipe devrait commencer à solliciter des soumissions dans les six mois et devrait également faire part de ses commentaires aux bénéficiaires potentiels avant qu’ils ne soumettent une demande complète.
La même équipe surveillera l’utilisation des fonds et pourra récupérer les fonds si les bénéficiaires ne lancent pas ou ne terminent pas les projets à temps. Les bénéficiaires se verront interdire d’étendre ou de construire de nouvelles capacités de production de semi-conducteurs en Chine pendant 10 ans après avoir obtenu le soutien du fonds CHIPS for America, ainsi que d’utiliser cet argent pour le rachat d’actions ou le paiement de dividendes. Le problème de la Chine pourrait constituer un obstacle pour Samsung qui souhaite obtenir le soutien du fonds CHIPS for America, car la société dispose d’une capacité de fabrication à Tianxia. En outre, le DoC suivra les transactions IP des bénéficiaires du fonds, car de telles transactions peuvent soulever des problèmes de sécurité nationale.
Étant donné que le programme CHIPS for America est conçu pour attirer les principaux fabricants de semi-conducteurs aux États-Unis et revigorer la chaîne d’approvisionnement en puces résiliente dans le pays, le DoC préférera financer des acteurs établis ainsi que des projets de R&D soutenus par des universités et des entreprises privées réputées. Pendant ce temps, le NSTC attirera des partenaires de recherche du monde entier pour faire progresser la semi-industrie américaine.
Maintenant que la stratégie derrière le programme CHIPS for America est là et qu’il est plus ou moins compréhensible quelles entreprises vont en bénéficier, une nouvelle question qui se pose est de savoir combien ces entreprises obtiendront. Nous l’apprendrons dans les mois à venir.