Huawei défie l’industrie des semi-conducteurs avec une approche radicale

La révolution de l’IA entraîne une demande explosive de puissance de calcul dans le monde entier. Des géants technologiques comme Amazon, Meta et Microsoft investissent des centaines de milliards de dollars dans des centres de données et les puissants circuits intégrés d’IA de Nvidia. Dans le même temps, la Chine risque de prendre du retard dans la course mondiale à l’IA, car les restrictions commerciales américaines limitent de plus en plus l’accès à des technologies de puces cruciales.

C’est dans ce contexte qu’une présentation de Huawei Technologies a retenu beaucoup d’attention cette semaine. Le 25 mai, He Tingbo, responsable de la division semi-conducteurs de Huawei, a dévoilé une nouvelle vision surprenante du développement des puces. L’entreprise choisit délibérément une autre voie que celle suivie par l’industrie des puces depuis des décennies.

Tandis que les fabricants de puces construisent traditionnellement des transistors de plus en plus petits pour améliorer les performances, Huawei cherche à rendre les puces plus puissantes par des moyens alternatifs, grâce à ce qu’elle appelle la « Tau Scaling Law ».

Cette annonce a immédiatement suscité de l’optimisme sur le marché boursier chinois. Les investisseurs voient dans cette nouvelle stratégie un signe que Huawei, malgré les restrictions américaines, trouve encore des moyens d’innover. L’action de SMIC, partenaire de production, a ainsi bondi de près de six pour cent.

Quel est le fonctionnement de la nouvelle approche des puces de Huawei ?

Pendant des années, l’industrie des puces a reposé sur une règle simple : rendre les transistors plus petits, plus rapides et plus efficaces. Cette idée provenait de la célèbre loi de Moore, du nom de Gordon Moore, cofondateur d’Intel. Il avait prédit il y a des décennies que le nombre de transistors sur une puce doublerait environ tous les deux ans. Cette prévision s’est révélée étonnamment précise et a constitué la base du progrès technologique pendant des décennies.

Mais selon Huawei, cette approche atteint lentement ses limites physiques.

Avec la nouvelle « Tau Scaling Law », l’entreprise technologique chinoise opte donc pour une stratégie différente. Au lieu de réduire la taille des puces, Huawei souhaite surtout raccourcir la distance que les données doivent parcourir à l’intérieur d’un processeur. Cette technologie est appelée « LogicFolding » par l’entreprise.

Le concept ressemble à empiler plusieurs couches de puissance de calcul les unes sur les autres. Alors que les puces traditionnelles sont principalement construites de manière plate, Huawei divise le processeur en différentes sections de calcul empilées verticalement. Cela réduit la distance que doit parcourir l’information à l’intérieur de la puce, ce qui est censé améliorer la vitesse et l’efficacité.

L’idée de puces empilées n’est pas entièrement nouvelle. Le leader du marché, TSMC, utilise déjà des technologies avancées de superposition. Cependant, Huawei entend aller beaucoup plus loin en réorganisant complètement l’architecture des puces.

Cela comporte cependant de gros risques. Plus une puce contient de couches, plus sa fabrication devient complexe et coûteuse. Le risque de défauts augmente également. La grande question est donc de savoir si Huawei peut produire cette technologie à moindre coût et à grande échelle.

Huawei semble néanmoins avoir peu de choix. Selon l’analyste He Hui du cabinet de recherche Omdia, la Chine se heurte de plus en plus aux limites de la technologie actuelle des puces en raison des restrictions commerciales américaines.

Pourquoi une percée de Huawei serait-elle si importante ?

Huawei est actuellement limité par la technologie des puces qu’il possède. En raison des restrictions à l’exportation américaines, l’entreprise n’a plus accès aux machines EUV les plus avancées, des systèmes extrêmement coûteux nécessaires pour produire efficacement des puces ultra-petites.

Huawei ne peut donc guère aller au-delà de puces d’environ 7 nanomètres pour le moment. À titre de comparaison, le leader du marché, TSMC, produit déjà des puces beaucoup plus petites et puissantes pour des entreprises comme Nvidia et Apple.

C’est pourquoi la nouvelle technologie LogicFolding pourrait devenir si importante pour la Chine. Au lieu de concurrencer avec des transistors de plus en plus petits, Huawei tente d’améliorer les performances grâce à un design plus intelligent et une architecture de puce complètement différente.

Si cela réussit, Huawei pourrait contourner une partie des restrictions commerciales américaines. L’entreprise deviendrait ainsi moins dépendante de technologies auxquelles elle n’a plus accès.

Huawei affirme même que la nouvelle approche devrait permettre d’atteindre d’ici 2031 des performances comparables à celles de puces de 1,4 nanomètre. Cela resterait derrière TSMC, qui espère atteindre le même niveau d’ici 2028, mais l’écart serait considérablement réduit par rapport à aujourd’hui.

Actuellement, Huawei et son partenaire de production SMIC ont en effet plusieurs générations de retard sur le leader taïwanais du marché.

Quels risques sont associés à LogicFolding ?

Cependant, la nouvelle approche des puces de Huawei comporte également d’importants défis. En empilant plusieurs couches de puces les unes sur les autres, le processus de production devient beaucoup plus complexe. Plus la structure de la puce est complexe, plus le risque de défauts lors de la fabrication est grand. Cela peut réduire le nombre de puces utilisables pour la vente commerciale.

De plus, un autre problème majeur se pose : la chaleur.

Lorsque plusieurs couches de calcul sont placées à proximité, la chaleur a plus de mal à s’échapper. Cela augmente le risque de surchauffe et de perte de performance. C’est pourquoi les puces traditionnelles à structure plate conservent un avantage important. Grâce à leur plus grande surface, elles peuvent dissiper la chaleur plus efficacement.

Huawei devra donc non seulement prouver les performances de LogicFolding, mais aussi démontrer que les puces peuvent être suffisamment refroidies et produites à grande échelle de manière rentable.

Pourquoi les États-Unis limitent-ils le secteur chinois des puces ?

La course à l’intelligence artificielle ne se limite plus à la technologie ou à l’économie. Pour les États-Unis comme pour la Chine, l’IA est devenue une arme stratégique pouvant déterminer la puissance militaire, la cybersécurité et l’influence géopolitique.

Washington veut à tout prix empêcher la Chine de rattraper son avance.

C’est pourquoi les gouvernements américains successifs ont renforcé les restrictions à l’exportation vers la Chine. Ces mesures visent non seulement les puces d’IA avancées, mais aussi les machines et logiciels cruciaux nécessaires à leur fabrication.

Les machines EUV extrêmement avancées jouent un rôle clé dans cette stratégie. Sans cette technologie, il devient beaucoup plus difficile pour les entreprises chinoises de développer la dernière génération de puces.

Selon les responsables américains, ces restrictions sont nécessaires pour éviter que la Chine développe rapidement des systèmes militaires avancés, des technologies de surveillance et des applications de défense pilotées par l’IA.

Dans le même temps, aux États-Unis, des doutes croissent quant à l’efficacité à long terme de cette stratégie. Les critiques avertissent que les sanctions obligent la Chine à accélérer son indépendance vis-à-vis des technologies occidentales.

Jensen Huang, PDG de Nvidia, a notamment mis en garde contre cela. Selon lui, les restrictions pourraient finir par avoir l’effet inverse, car les entreprises chinoises investissent massivement dans leurs propres innovations en matière de puces et développent des technologies alternatives.