La scène en disait long : lors d’un auditorium à San José, en Californie, entouré des grands noms de l’industrie des semi-conducteurs et de l’intelligence artificielle, C.C. Wei, président et CEO de TSMC, a répété trois fois la même phrase : « ce n’est pas suffisant, ce n’est pas suffisant, ce n’est pas encore suffisant ». Il faisait référence à la capacité de production sur les nœuds avancés de semi-conducteurs, essentiels pour les GPU et accélérateurs IA qui propulsent la nouvelle révolution technologique.

Ce moment n’était pas anodin. Wei et l’ancien président de TSMC Mark Liu venaient de recevoir le Robert N. Noyce Award, la distinction suprême de la Semiconductor Industry Association (SIA), réservée aux figures ayant profondément influencé le secteur. C’est la société AMD, par l’intermédiaire de sa CEO Lisa Su, qui a remis cette récompense, dans une image que beaucoup voient comme le portrait de la “machine à faire fonctionner l’IA” mondiale : conception de puces, fabrication avancée et puissance de calcul étroitement mêlées.

Mais au-delà des applaudissements, le message de Wei était un avertissement clair au marché : même le plus grand fabricant de puces sous contrat au monde ne répond pas à la demande pour des nœuds de pointe indispensables à l’intelligence artificielle générative.

Un prix qui couronne des décennies de domination à la pointe

Le Noyce Award n’est pas un prix ordinaire. Chaque année, la SIA le décerne à une personne (ou, dans ce cas, deux) dont la contribution a été décisive pour l’industrie. En 2008, il avait déjà été attribué à Morris Chang, fondateur de TSMC ; voir que cette année le prix revient à Wei et Liu confirme le rôle structurant de la société taiwanaise dans l’écosystème mondial des puces, en tant que fournisseur clé pour des géants comme Apple, NVIDIA, AMD, Qualcomm ou les grands acteurs du cloud, mais aussi comme acteur ayant défini le modèle moderne de foundry.

Dans son communiqué, la propre SIA souligne que ces deux leaders totalisent ensemble plus de 80 ans d’expérience dans l’industrie, et que leur travail a révolutionné la fabrication de semi-conducteurs tout en reconfigurant la chaîne d’approvisionnement mondiale.

Les principaux jalons de cette trajectoire sont :

• Des avancées successives vers des process en 7 nm, 5 nm et 3 nm pour la production de masse.
• Une accélération des plans pour des 2 nm que TSMC prévoit de commencer à fabriquer en volume dès 2026.
• Une extension de la capacité de fabrication hors de Taïwan, avec des usines en construction ou en démarrage en Arizona (États-Unis), Kumamoto (Japon) et Dresde (Allemagne).

Tout cela repose sur un modèle de foundry qui a permis aux concepteurs “fabless” comme NVIDIA, AMD ou aux grands acteurs du cloud de lancer des produits de plus en plus complexes sans supporter le coût de la fabrication.

Que signifie que la capacité « n’est pas suffisante »

Lorsque C.C. Wei répète que la capacité de traitement avancée ne suit pas, il ne joue pas la dramatisation. Selon les données évoquées dans l’entourage de l’événement, TSMC estime que sa capacité sur les nœuds avancés — c’est-à-dire, 7 nm et plus avancés, incluant 5 nm et 3 nm — est actuellement environ trois fois inférieure à la demande de ses principaux clients.

Plusieurs facteurs expliquent cet écart :

• Explosion de la demande en IA :
  • GPU comme NVIDIA H100/H200,
  • accélérateurs AMD MI300,
  • chips sur-mesure (ASIC) pour Google, Amazon, Microsoft ou Meta,
    dépendant fortement des nœuds les plus avancés de TSMC.
• Limitations physiques et logistiques :
  • Les outils de lithographie EUV de dernière génération, indispensables pour les 5 nm, 3 nm et futurs 2 nm, sont rares et complexes à produire.
  • L’infrastructure électrique — dizaines de gigawatts d’énergie stable — et la disponibilité de personnel qualifié constituent d’autres goulots d’étranglement.
• Temps de maturité des nouvelles usines :
  • Les usines en Arizona, au Japon et en Europe ne produiront pas massivement du 3 nm ou du 2 nm avant au moins 2026. D’ici là, une grande partie de la demande sera toujours satisfaite par Taïwan.

En résumé, malgré ses investissements record, la “courbe de l’IA” croît plus vite que la capacité de TSMC à ajouter des wafers avancés.

Du mobile à l’IA : l’évolution du modèle de consommation de chips

Pendant plus d’une décennie, la principale source de demande pour les nœuds avancés a été constituée par les smartphones haut de gamme, suivis par les processeurs pour portables et PC. La transition vers l’ère de l’IA modifie cet équilibre.

Un seul système destiné à l’entraînement de modèles de grande taille peut nécessiter des milliers de GPU ou d’accélérateurs IA, chacun fabriqué sur des nœuds de 5 nm ou 3 nm, avec des puces de très grande taille qui consomment beaucoup plus de wafers par unité finale qu’un SoC mobile.

À cela s’ajoutent :

• La montée en puissance de la IA générative dans le cloud, où les grandes entreprises technologiques rivalisent pour augmenter leur capacité de cluster d’entraînement et de services de modèles.
• La diffusion progressive de l’IA à la périphérie (edge) : PC avec NPU, serveurs de petite taille, dispositifs industriels et véhicules connectés aspirent aussi à l’inférence locale.

Le résultat est que les nœuds avancés ne servent plus seulement quelques grands marchés, mais deviennent un outil transversal pour presque tout : d’un centre de données hyper-scalé à un ultraléger portable.

Une phrase pour résumer la tension dans le secteur

Lors de la cérémonie de remise du prix, Wei a plaisanté en disant qu’il avait envisagé de monter sur scène avec un t-shirt portant la mention “No more wafers”, en référence à l’impossibilité de satisfaire toutes les demandes des clients.

Cette blague traduit une réalité inconfortable pour tout l’écosystème :

• Fabricants de GPU et d’accélérateurs —NVIDIA, AMD, mais aussi d’autres acteurs émergents— luttent pour des créneaux de fabrication sur les mêmes nœuds.
• Les géants du cloud réservent leur capacité sur plusieurs années, laissant peu de place aux acteurs plus petits ou nouveaux entrants.
• Tout retard dans la construction de nouvelles usines, l’approvisionnement en outils ou les permis réglementaires peut provoquer de prolongés goulots d’étranglement pour des produits clés.

Le message implicite est clair : dans la course à l’IA, celui qui maîtrise l’accès aux nœuds avancés détient un avantage stratégique.

L’expansion internationale de TSMC, pilier essentiel de l’infrastructure IA

La réponse de TSMC consiste à intensifier son déploiement géographique. Wei a réaffirmé lors du même forum son engagement envers les États-Unis comme pivot stratégique, dans un contexte où Washington cherche à relancer une forte reindustrialisation de la chaîne de valeur des semi-conducteurs via des aides publiques et une souveraineté technologique affirmée.

Parallèlement, la société progresse dans :

• Le Japon :
  • Une usine à Kumamoto, en partenariat avec des acteurs locaux, orientée initialement vers des nœuds matures puis, progressivement, vers des technologies plus avancées.
• L’Europe :
  • Un projet à Dresde (Allemagne), en coordination avec des fabricants européens et avec un soutien institutionnel pour renforcer l’autonomie stratégique de l’UE.

Cette diversification réduit la dépendance exclusive à Taïwan, tout en illustrant à quel point les gouvernements considèrent que détenir une part du “gâteau” de la fabrication chez TSMC est une question de sécurité économique et géopolitique.

Un prix avec un message d’alerte pour l’industrie

Ce double honneur à Wei et Liu intervient à un moment de tension accrue dans la chaîne d’approvisionnement :

• Les États-Unis, l’Europe, le Japon, la Corée et la Chine renforcent leurs plans d’investissements et subventions dans les semi-conducteurs.
• De nouveaux acteurs du design de chips IA apparaissent presque chaque trimestre.
• Les grands clients de TSMC tentent de négocier de meilleures conditions et un accès prioritaire aux nœuds les plus avancés.

En déclarant haut et fort que la capacité “n’est pas suffisante”, le président de TSMC envoie un message dans deux directions :

1. Aux clients : la fête de l’IA continue, mais l’accès au silicium avancé restera un ressource limitée et coûteuse, à planifier sur plusieurs années.
2. Aux gouvernements : l’industrie a besoin de plus que des aides à la construction d’usines ; elle demande aussi une stabilité réglementaire, une énergie compétitive, une formation de talents et des chaînes d’approvisionnement solides pour des équipements aussi critiques que la lithographie EUV.

En résumé, cela revient à un message clair : tant que la demande en IA restera déchaînée, le goulot d’étranglement sur la fabrication des puces avancées continuera à fixer le rythme de l’innovation.

Questions fréquentes sur TSMC, la pénurie des nœuds avancés et l’IA

Qu’entend TSMC par “procédés avancés” et pourquoi sont-ils si cruciaux pour l’IA ?
Lorsqu’elle évoque les procédés avancés, TSMC désigne généralement les nœuds en 7 nm et plus, notamment 5 nm, 3 nm et les futurs 2 nm. Ces procédés permettent d’intégrer davantage de transistors en moins de surface, avec une consommation réduite et de meilleures performances. Les GPU et accélérateurs IA requièrent une capacité énorme de calcul et une largeur de bande mémoire que seule une fabrication sur ces nœuds de pointe peut rendre efficace.

Pourquoi la demande en chips avancés pour l’IA dépasse-t-elle si largement la capacité de TSMC ?
La montée en puissance de l’IA générative a transformé les habitudes de consommation : au lieu de produire des millions de petits chips pour mobiles, on construit maintenant de gigantesques accélérateurs pour centres de données, consommant ainsi beaucoup plus de wafers par unité. La compétition entre grandes entreprises pour augmenter leurs clusters d’entraînement et d’inférence, l’intégration progressive de l’IA dans les PC et dispositifs edge, ainsi que les limites physiques (équipements EUV, énergie, talents) créent une dissonance entre la demande et la capacité effective. La conséquence : un écart grandissant entre ce que le marché veut et ce que la fabrication peut fournir en nœuds avancés.

Quand TSMC prévoit-elle que ses usines de 2 nm hors Taïwan commenceront la production ?
Les projets de TSMC aux États-Unis, au Japon et en Europe en sont à différents stades, mais les analystes s’accordent à dire qu’la production en volume de nœuds comme le 3 nm et le 2 nm ne sera pas avant 2026. D’ici là, une part importante de la capacité en 2 nm restera essentiellement taïwanaise, ces usines accélérant leur calendrier pour répondre à la poussée IA.

Comment cette pénurie de capacité avancée influence-t-elle le marché des GPU et accélérateurs IA ?
La limitation en wafers avancés freine naturellement le développement des clusters IA, entraînant :

• Des prix élevés et, parfois, de longs délais de livraison pour les GPU de dernière génération.
• Une pression accrue pour optimiser les modèles, partager les infrastructures et explorer des alternatives comme des puces maison (TPU, ASIC).
• Un environnement dans lequel l’accès prioritaire à la capacité de TSMC devient une clé compétitive pour les acteurs majeurs.

Sources : TSMC, Semiconductor Industry Association (SIA), presse spécialisée et médias économiques de Taïwan et des États-Unis. via : ctee.com.tw