La Chine avance en DUV, mais l’écart sur l’EUV reste immense

La Chine franchit des étapes réelles vers une chaîne d’approvisionnement nationale pour les semi-conducteurs : des machines de lithographie DUV à immersion seraient désormais produites en faibles volumes, tandis que CXMT aurait lancé une production limitée de mémoire HBM3E destinée aux développeurs chinois de puces d’IA.

Ces avancées sont importantes, mais elles ne signifient pas que Pékin a comblé son retard dans la lithographie EUV (ultraviolet extrême), la technologie déterminante pour fabriquer efficacement les processeurs logiques les plus avancés.

En EUV, l’horizon reste de l’ordre de 15 ans

Frank Rohmund, à la tête des activités semi-conducteurs de Zeiss, juge « raisonnable » l’hypothèse selon laquelle la Chine aurait besoin d’environ 15 ans pour développer son propre équipement de lithographie EUV. Il souligne toutefois qu’il est difficile de mesurer précisément la vitesse des progrès chinois. UBS aboutit à une conclusion prudente comparable : la capacité chinoise en lithographie serait approximativement au niveau d’ASML en 2004, et un remplacement national de l’EUV ne paraît pas probable au cours de la prochaine décennie.

Ce délai ne veut pas dire que la Chine restera inactive pendant 15 ans. Il reflète plutôt la difficulté de transformer un prototype ou une démonstration technique en une plateforme industrielle fiable et reproductible : optiques, source lumineuse, manipulation des wafers, logiciels, métrologie, maintenance, rendement et capacité de production doivent fonctionner ensemble à très grande échelle.

ASML et Zeiss : un duo extrêmement difficile à reproduire

ASML, entreprise néerlandaise, est aujourd’hui le seul fabricant commercial de machines de lithographie EUV. Zeiss en est le fournisseur exclusif pour les équipements optiques utilisés dans ces machines.

L’EUV est indispensable à la fabrication des puces les plus avancées, notamment des processeurs employés dans les accélérateurs d’IA de Nvidia. Zeiss décrit ses systèmes optiques EUV comme des assemblages de miroirs et de mécatronique d’une précision extrême, qui constituent un élément central des machines EUV.

L’enjeu dépasse donc largement la conception d’un seul scanner. Une solution EUV compétitive requiert tout un écosystème industriel capable de fabriquer, intégrer et entretenir des composants d’une précision exceptionnelle dans des usines fonctionnant à haut volume.

Le DUV à immersion peut aller loin, mais à un coût industriel

Le DUV à immersion demeure une technologie stratégique. Il utilise une couche d’eau purifiée entre la lentille et le wafer afin d’améliorer la résolution. Combiné au multi-patterning, c’est-à-dire à plusieurs étapes d’exposition, il peut aller au-delà des dimensions accessibles en une seule exposition. 14

Mais cette approche ajoute des étapes de fabrication par rapport à l’EUV pour les couches concernées. La question n’est donc pas seulement de savoir s’il est possible de démontrer une puce avancée avec du DUV : il faut pouvoir la fabriquer à un coût, un rendement, une vitesse et une échelle compétitifs. C’est précisément l’avantage de l’EUV pour la logique de pointe et les accélérateurs d’IA économes en énergie.

Les machines DUV chinoises : un démarrage, pas encore une production de masse mature

Reuters a rapporté qu’un programme soutenu par l’État à Shanghai avait lancé la production de machines DUV à immersion nationales. Les objectifs évoqués sont d’environ cinq systèmes en 2026 et d’une vingtaine en 2027. Parmi les premiers clients cités figurent SMIC, Hua Hong et CXMT. 14

Ces chiffres illustrent à la fois la portée et la limite de l’annonce :

• Une avancée stratégique : la Chine développe une option nationale dans une catégorie d’équipement essentielle à la fabrication de puces avancées, longtemps dominée par les fournisseurs étrangers.
• Une montée en cadence encore embryonnaire : cinq systèmes sur une année correspondent à une phase pilote. Les premières unités doivent servir à valider leur utilisation sur les lignes de production et nécessitent encore des essais supplémentaires ; elles ne constituent pas un déploiement mature à haut volume. 10

Il faut aussi éviter d’attribuer indistinctement tous ces progrès à SMEE. Le nouveau programme de DUV à immersion est associé dans les informations disponibles à un fabricant de Shanghai soutenu par l’État, ainsi qu’aux essais d’un outil Yuliangsheng chez SMIC. SMEE est, de son côté, présenté comme produisant en série des systèmes DUV de classe 90 nm et développant un modèle à immersion de 28 nm. Les informations publiques ne démontrent pas encore un déploiement largement vérifié et à haut volume de cette plateforme 28 nm de SMEE. 1411

Autrement dit, l’expression « production de masse » doit ici être comprise comme le début d’une fabrication en série limitée, et non comme une équivalence avec les machines établies d’ASML en matière de débit, de fiabilité, de précision d’alignement, de parc installé ou de profondeur de la chaîne de fournisseurs.

Les contrôles à l’exportation renforcent aussi l’incitation à localiser

Les restrictions à l’exportation menées par les États-Unis empêchent la Chine d’accéder aux systèmes EUV d’ASML. Elles ont aussi accru l’importance stratégique des programmes chinois d’équipements nationaux.

Frank Rohmund estime qu’étendre davantage les restrictions aux anciens outils DUV pourrait être contre-productif. Selon lui, de nouvelles limitations accéléreraient l’innovation en Chine plutôt qu’elles ne supprimeraient sa capacité ou son intérêt à développer des alternatives domestiques.

C’est un argument sur les incitations économiques et industrielles, non l’idée que les restrictions seraient sans effet. Elles limitent l’accès aux meilleurs équipements disponibles ; en revanche, couper également l’accès à des outils plus mûrs peut encourager des investissements plus rapides dans des solutions locales, notamment sur le vaste marché du DUV.

La HBM3E de CXMT : une autre avancée pour la chaîne de l’IA

Les ambitions chinoises dans l’IA dépendent aussi de la mémoire à haute bande passante, et pas uniquement de la gravure des puces logiques. CXMT aurait commencé une production limitée de HBM3E, avec des tests menés par des concepteurs chinois de puces d’IA, dont T-Head — l’entité de conception d’Alibaba — et Cambricon. L’entreprise viserait une accélération de sa production en 2027. 1920

Cette étape est importante car elle pourrait créer une source intérieure de mémoire avancée pour les accélérateurs d’IA chinois. Mais le statut rapporté reste celui d’une production limitée et d’une qualification chez les clients. CXMT serait à environ une génération de produits derrière ceux déjà fabriqués en volume par les grands fabricants mondiaux de mémoire ; ses capacités à grande échelle restent à démontrer. 20

Ce qu’il faut retenir

La Chine ne se limite plus à des programmes de laboratoire ou à des feuilles de route : le DUV à immersion produit en faibles volumes et les essais de HBM3E de CXMT suggèrent qu’une partie de sa chaîne d’approvisionnement en puces avancées se rapproche d’un usage industriel.

L’écart en EUV est toutefois d’une nature bien plus profonde. La position unique d’ASML pour les scanners et le rôle exclusif de Zeiss pour les optiques EUV montrent qu’une machine nationale ne dépend pas d’une unique percée scientifique. D’après les évaluations de Frank Rohmund et d’UBS, la trajectoire chinoise vers une plateforme EUV compétitive et industrialisable se compte encore en années — potentiellement bien au-delà d’une décennie — plutôt qu’au rythme du cycle actuel de production DUV.