La Chine peut-elle devenir autosuffisante en matière de puces mémoire d’intelligence artificielle malgré les sanctions américaines ?

Le développement rapide des applications d'intelligence artificielle (IA) génératrice telles que ChatGPT ces derniers temps a fait des puces mémoire à haut débit (HBM), spécialement conçues pour les processeurs d'IA, les composants les plus recherchés. Parallèlement, les sanctions imposées par l'administration Washington à la Chine n'ont laissé au gouvernement chinois d'autre choix que de devenir autonome en HBM, même si cela pourrait prendre de nombreuses années.

Les géants des semi-conducteurs SK Hynix et Samsung Electronics (Corée du Sud) contrôlent actuellement jusqu'à 90 % du marché mondial des puces mémoire HBM, composants essentiels à l'entraînement de systèmes d'IA comme ChatGPT d'OpenAI. SK Hynix détenait 50 % du marché mondial des puces mémoire HBM l'an dernier, suivi de Samsung avec 40 % et de son concurrent américain Micron Technology avec 10 %, selon les chercheurs du cabinet d'études de marché TrendForce.

Les deux entreprises sud-coréennes ont annoncé leur intention de doubler leur production de puces HBM l'année prochaine, tout en réduisant d'autres segments du secteur de la mémoire face à une offre excédentaire qui a pesé sur leurs bénéfices d'exploitation. SK Hynix est devenue la première entreprise à produire en série les puces HBM-3 de quatrième génération, utilisées dans les processeurs graphiques (GPU) H100 de Nvidia.

Puces mémoire HBM, la prochaine génération de puces mémoire dédiées aux processeurs d'intelligence artificielle

HBM empile les puces mémoire verticalement, comme les étages d'un gratte-ciel, réduisant ainsi la distance entre les informations. Ces tours mémoire sont conçues pour se connecter à l'unité centrale (CPU) ou au GPU via une connexion ultra-rapide appelée « interposeur », située entre la puce et le circuit imprimé. Selon TrendForce, Nvidia a établi une nouvelle norme industrielle en utilisant les puces HBM pour accélérer le transfert de données entre les GPU et les piles mémoire.

Le très prisé GPU H100 de Nvidia est équipé de la mémoire HBM-3, qui offre jusqu'à 3 téraoctets par seconde de bande passante mémoire, selon Nvidia. SK Hynix affirme quant à lui que la technologie HBM est « un prérequis au déploiement de l'automatisation de niveaux 4 et 5 dans les voitures autonomes ».

SK Hynix a également annoncé récemment avoir développé avec succès une version de la HBM-3E, une mémoire vive dynamique (DRAM) haut de gamme de nouvelle génération destinée aux applications d'IA, et fourni des échantillons à ses clients afin d'évaluer ses performances. La production en série devrait débuter au premier semestre 2024, et des clients comme les fabricants de puces américains AMD et Nvidia seraient impatients de l'acquérir.

Les prévisions montrent que la taille du marché des puces mémoire HBM devrait atteindre 2,04 milliards USD en 2023 et devrait atteindre 6,32 milliards USD d'ici 2028, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 25,36 % au cours de la période de prévision 2023-2028.

Parmi ceux-ci, les principaux facteurs à l’origine de la croissance du marché HBM comprennent la demande croissante de bande passante élevée, de faible consommation d’énergie et de mémoire hautement évolutive, l’adoption croissante de l’intelligence artificielle et la tendance croissante à la miniaturisation des appareils électroniques.

TrendForce prévoit que la demande croissante de puces mémoire IA a stimulé la croissance des expéditions de puces mémoire HBM, avec une hausse de près de 60 % cette année. Parallèlement, la Chine s'appuiera exclusivement sur sa production nationale, se lançant dans une course contre la montre.

La Chine rejoint-elle officiellement la course aux puces mémoire IA ?

Les ambitions de Pékin de rejoindre les plus grands fabricants mondiaux de puces mémoire et de remplacer les importations par des produits nationaux sur son marché intérieur sont de plus en plus menacées par l'adoption croissante de technologies de pointe par les plus grandes entreprises mondiales. Parallèlement, la capacité de la Chine à rattraper son retard est entravée par les sanctions américaines.

Il n'y a pas si longtemps, la Chine semblait rapidement rattraper son retard sur les fournisseurs internationaux en matière de mémoire flash NAND 3D avancée et de DRAM. Cependant, l'écart se creuse désormais à l'ère du ChatGPT, car les sociétés chinoises Yangtze Memory Technology Group (YMTC) et Changxin Memory Technologies (CXMT) n'ont pas pu poursuivre leur rattrapage en raison des restrictions à l'exportation imposées par le gouvernement américain.

La Chine chercherait à produire son propre HBM dans le cadre de sa quête d'autosuffisance. « Même si rattraper des leaders mondiaux comme SK Hynix, Samsung Electronics et Micron Technology sera une tâche ardue en raison des sanctions imposées par Washington, le gouvernement chinois est déterminé à devenir autosuffisant en HBM, même si cela peut prendre des années », a rapporté le South China Morning Post (SCMP).

Citant des sources du secteur des semi-conducteurs, le SCMP a indiqué que CXMT, principal fabricant chinois de DRAM, représente le meilleur espoir du gouvernement chinois pour le développement de puces mémoire HBM ; toutefois, la commercialisation du produit pourrait prendre jusqu'à quatre ans. Si CXMT ou d'autres fabricants chinois de puces décident de poursuivre la production de mémoire HBM, ils rencontreront inévitablement des difficultés, car ils devront utiliser des équipements à la technologie obsolète, ont ajouté les sources.

Malgré leurs hautes performances, les puces mémoire HBM ne nécessitent pas nécessairement une technologie de lithographie de pointe, telle que la lithographie ultraviolette extrême (EUV), selon les experts du secteur des semi-conducteurs. Cela signifie que la Chine peut produire ses propres versions même sans les équipements les plus récents.

En bref, la Chine est connue pour garder ses cartes stratégiques près d’elle lorsqu’il s’agit de ses dernières technologies, laissant le monde extérieur spéculer sur ses progrès dans la réalisation de l’autosuffisance technologique, y compris les puces mémoire d’intelligence artificielle.