La chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs rappelle une fois de plus que la fabrication de puces avancées ne dépend pas uniquement de la lithographie EUV, de la mémoire HBM, de l’empilement 3D ou des usines de dernière génération. Elle repose également sur des matériaux beaucoup moins visibles mais essentiels pour que chaque wafer parvienne propre au stade suivant du processus. La dernière alerte vient de Corée du Sud : le CO₂ de haute pureté utilisé dans les processus de nettoyage supercritique commence à faire défaut.

Cette situation impacte directement les principaux fabricants de mémoire du pays. Selon des informations sectorielles sud-coréennes, Samsung Electronics consomme environ 1 800 à 2 000 tonnes de CO₂ de haute pureté par mois, tandis que SK hynix utilise entre 600 et 700 tonnes mensuellement. Jusqu’à présent, aucune interruption de production n’a été signalée, mais les réserves semblent se réduire sous le seuil d’un mois, ce qui constitue une marge de sécurité critique.

Le problème ne naît pas dans les usines de fabrication de puces. Il se manifeste bien plus tôt, dans les raffineries, les pétrochimiques et les usines de production d’hydrogène. Le CO₂ industriel utilisé comme matière première est largement récupéré en tant que sous-produit de ces industries. Si la capacité de ces installations diminue, la quantité de CO₂ disponible pour purification et distribution baisse elle aussi. Dans une industrie aux inventaires déjà très scrupuleusement mesurés, cette différence peut rapidement devenir un véritable risque opérationnel.

Pourquoi une puce nécessite-t-elle du CO₂ de haute pureté ?

Dans la fabrication de semi-conducteurs, le nettoyage d’une obédée ne consiste pas simplement à éliminer la poussière. Avec l’évolution des technologie, les motifs deviennent plus fins, plus complexes et plus fragiles. Les résidus issus des processus précédents peuvent se loger dans des structures minuscules, et un nettoyage trop agressif pourrait endommager ce qui vient d’être créé. C’est pourquoi l’industrie privilégie des techniques de nettoyage de plus en plus spécialisées.

La méthode de nettoyage supercritique au CO₂ exploite une propriété physique précise : lorsque le dioxyde de carbone dépasse son point critique de température et de pression, il entre dans un état où il se comporte à la fois comme un gaz et un liquide. Son densité suffisante lui permet de dissoudre les résidus, tout en possédant une capacité de pénétration proche de celle d’un gaz. Cela lui donne la capacité d’atteindre des structures très fines et d’éliminer les contaminants sans générer la tension de surface associée aux liquides traditionnels, minimisant ainsi les risques de dommages.

Ce point n’est pas négligeable. Dans les architectures avancées, une étape de séchage ou de nettoyage mal maîtrisée peut entraîner un effondrement de motifs, une adhérence indésirable, de la contamination ou une perte de performance. Sur des wafers complexes en mémoire ou en logique avancée, un petit défaut peut réduire considérablement le rendement global.

La pureté du CO₂ est aussi cruciale que sa disponibilité. La substitution directe par du CO₂ industriel standard n’est pas envisageable, car toute impureté peut introduire des défauts coûteux, notamment dans des processus très avancés. Il ne suffit pas d’acheter plus de CO₂ : il faut disposer d’un approvisionnement adapté, d’un dispositif de purification, d’un transport fiable, de moyens de stockage et de contrôle rigoureux de la qualité.

Une dépendance cachée aux raffineries et industries pétrochimiques

L’actuelle pénurie révèle une dépendance problématique. Les fabricants de semi-conducteurs, souvent considérés comme les plus avancés de l’économie numérique, dépendent en réalité également de matières premières issues d’industries traditionnelles comme le raffinage, la pétrochimie ou la production de gaz industriels. Lorsque ces industries réduisent leur production, l’impact peut se faire sentir dans des salles blanches situées ailleurs dans la chaîne de fabrication.

Le secteur sud-coréen indique une baisse de la production de CO₂ par les raffineries et les industries pétrochimiques, en raison de tensions sur les marchés de l’énergie et du pétrole. La conséquence paradoxale est qu’en dépit de la volonté de Samsung et SK hynix de payer davantage, leurs fournisseurs ne peuvent augmenter rapidement les volumes faute de matières premières disponibles.

Le prix du CO₂ liquéfié aurait augmenté d’environ 20 % depuis le début de l’année, et l’industrie envisage que cette tension perdure jusqu’à la fin de 2023. Parmi les fournisseurs locaux, on citera Taekyung Chemical, Sundo Chemical, Dongkwang Chemical et SK Air Plus, avec Taekyung en tête sur le marché coréen.

Ce cas n’est pas isolé. La filière chimique a déjà connu des crises liées à la pénurie de certains gaz ou produits chimiques spécialisés, comme l’hélium ou l’acide fluorhydrique anhydre. Chaque crise rappelle une réalité : fabriquer des semi-conducteurs ne consiste pas seulement à produire des transistors, mais à coordonner un réseau complexe de matériaux, gaz, produits chimiques, pièces et services, tous soumis à des tolérances extrêmement strictes.

Samsung et SK hynix : la résilience mise à rude épreuve

Pour l’instant, aucune des deux ne semble avoir été interrompue dans sa production, ce qui est la bonne nouvelle pour éviter la panique. Il ne s’agit pas d’une fermeture totale des usines, mais d’un signal de risque concernant un matériau critique utilisé dans les procédés avancés. La difficulté réside dans le fait que la marge de sécurité s’amincit.

Dans une ligne de fabrication, les stocks ne sont pas généralement très élevés. Maintenir un inventaire conséquent de gaz et de produits chimiques de haute pureté est coûteux, exige des conditions spécifiques et n’est pas toujours pratique. Le modèle habituel repose sur des contrats, des fournisseurs agréés, une logistique fiable, et un certain « coussin » de sécurité. Si ce coussin se réduit trop et si le fournisseur ne peut augmenter rapidement la quantité, la négociation tarifaire ne suffit plus, et le risque d’interruption augmente.

Cette pression s’ajoute à une demande particulièrement soutenue pour la mémoire. SK hynix, notamment, a profité de la forte croissance de la HBM pour l’intelligence artificielle, devenant en juin 2026 la société cotée la plus valorisée de Corée du Sud, devant Samsung. Ce dernier cherche aussi à renforcer sa position dans la mémoire avancée et la fonderie. Dans tous les cas, assurer la continuité de la production est une priorité absolue.

Un goulot d’étranglement en CO₂ de haute pureté affecte certains processus sensibles de nodes avancés. Plus la structure du circuit est fine, plus le nettoyage sans endommager est difficile. Et plus le wafer est coûteux, plus toute perte de performance a un impact significatif.

La nouvelle vulnérabilité de l’industrie de pointe

Le cas du CO₂ illustre une conclusion claire : la fabrication de semi-conducteurs est plus physique qu’on ne le pense. Si l’IA, les centres de données ou la mémoire HBM sont souvent perçus comme une compétition de design, lithographie et puissance de calcul, en réalité une toile de fond essentielle concerne un réseau complexe de gaz, liquides, métaux, énergie, eau ultrapure, pompes, valves, filtres et matériaux ultra-spécifiques.

Une défaillance d’une pièce minuscule peut compromettre tout le système, réduisant la marge de manœuvre globale.

Depuis des années, le secteur parle de résilience, diversification et sécurité d’approvisionnement. Si cette conversation tourne souvent autour des wafers finis, des usines, de l’EUV ou des enjeux géopolitiques, il ne faut pas oublier que le risque peut également provenir de sous-produits de secteurs traditionnels, moins visibles mais tout aussi cruciaux. Le CO₂ de haute pureté en est un exemple poignant : il naît dans le raffinage et la pétrochimie, puis est purifié pour des usages critiques, jusqu’à finir dans la fabrication de mémoire ou de logicielle avancée.

Pour la Corée du Sud, cette alerte est particulièrement sérieuse : Samsung et SK hynix concentrent une part énorme de la production mondiale de mémoire. Si la tension persiste, elles devront renforcer leurs contrats, diversifier leurs fournisseurs, sécuriser leurs sources de feedstock et peut-être revoir leurs stocks stratégiques de gaz et produits chimiques critiques.

L’IA a transformé la mémoire avancée en un « actif géopolitique » comme le souligne notre article. Mais désormais, le marché prend conscience que la mémoire dépend aussi d’une chaîne de matériaux moins glamour mais tout aussi vitale. Le CO₂ n’apparaît pas dans les présentations des grands accélérateurs, mais sans nettoyage précis, il n’y a pas d’obolé parfait. Et sans wafers parfaits, il n’y a pas de chips de pointe.

Questions fréquentes

Pourquoi manque-t-il du CO₂ de haute pureté pour les semi-conducteurs ?
Parce que la disponibilité de CO₂ en amont, provenant des raffineries, industries pétrochimiques et unités d’hydrogène, a diminué. Sans cette matière première, les fournisseurs ne peuvent pas augmenter rapidement leur livraison.

À quoi sert le CO₂ dans la fabrication de puces ?
Il est employé lors de processus de nettoyage supercritique pour éliminer résidus et contaminants sur des wafers avancés, sans endommager les structures très fines.

Samsung et SK hynix ont-elles arrêté leur production ?
Pour le moment, aucune interruption visible n’a été rapportée. La situation concerne surtout la diminution des stocks et la difficulté à garantir des volumes supplémentaires.

Quelle quantité de CO₂ consomment Samsung et SK hynix ?
Selon des sources industrielles, Samsung utiliserait environ 1 800 à 2 000 tonnes par mois, et SK hynix environ 600 à 700 tonnes.

Ce problème peut-il faire augmenter le prix de la mémoire ?
À lui seul, il ne détermine pas le prix, mais il met une pression supplémentaire sur une chaîne déjà tendue par la demande croissante en IA, HBM, matériaux critiques et processus avancés.

source : thelec.kr