Rapport sur l'évolution du secteur de la micro/nanoélectronique

N° 997 N° 417
ASSEMBLÉE NATIONALE SÉNAT
CONSTITUTION DU 4 OCTOBRE 1958
SESSION ORDINAIRE DE 2007-2008
TREIZIÈME LÉGISLATURE
Enregistré à la Présidence de l'Assemblée nationale Annexe au procès-verbal de la séance
le 25 juin 2008 du 25 juin 2008
OFFICE PARLEMENTAIRE D’ÉVALUATION
DES CHOIX SCIENTIFIQUES ET TECHNOLOGIQUES
RAPPORT
sur
sur l’évolution du secteur de la micro/nanoélectronique,
PAR M. CLAUDE SAUNIER,
Sénateur.

Déposé sur le Bureau de l'Assemblée nationale Déposé sur le Bureau du Sénat
par M. Claude BIRRAUX par M. Henri REVOL
Président de l'Office Premier Vice-Président de l'Office Composition de l’Office parlementaire d’évaluation
des choix scientifiques et technologiques
PRÉSIDENT
M. CLAUDE BIRRAUX
PREMIER VICE-PRÉSIDENT
M. HENRI REVOL
VICE-PRÉSIDENTS
M. Claude GATIGNOL, député M. Jean-Claude ETIENNE, sénateur
M. Pierre LASBORDES, député M. Pierre LAFFITTE, sénateur
M. Jean-Yves LE DÉAUT, député M. Claude SAUNIER, sénateur
DÉPUTÉS SÉNATEURS
M. Christian BATAILLE M. Philippe ARNAUD
M. Jean-Pierre BRARD M. Paul BLANC
M. Alain CLAEYS Mme Marie-Christine BLANDIN
M. Pierre COHEN Mme Brigitte BOUT
M. Jean-Pierre DOOR M. Marcel-Pierre CLEACH
Mme Geneviève FIORASO M. Roland COURTEAU
M. Alain GEST M. Christian GAUDIN
M. François GOULARD M. Serge LAGAUCHE
M. Christian KERT M. Jean-François LE GRAND
M. Michel LEJEUNE Mme Catherine PROCACCIA
M. Claude LETEURTRE M. Daniel RAOUL
Mme Bérengère POLETTI M. Ivan RENAR
M. Jean-Louis TOURAINE M. Bruno SIDO
M. Jean-Sébastien VIALATTE M. Alain VASSELLE - 3 -
SOMMAIRE
Pages
INTRODUCTION......................................................................................................................... 7
I. UN SECTEUR CLÉ DE L’ÉCONOMIE EN PLEINE MUTATION ...................................... 11
A. UN SECTEUR CLÉ DE L’ÉCONOMIE .................................................................................... 11
1. Une omniprésence dans la vie quotidienne.............................................................................. 11
2. Un poids économique croissant dans l’économie mondiale..................................................... 12
3. Un effet de levier formidable................................................................................................... 14
4. Un secteur stratégique pour la compétitivité des entreprises et l’indépendance
nationale................................................................................................................................. 16
B. UNE INDUSTRIE CONFRONTÉE À UN TRIPLE DÉFI .......................................................... 20
1. L’explosion des coûts de l’industrie de la microélectronique.................................................. 20
2. Le raccourcissement du cycle de vie des produits ................................................................... 22
3. Un marché qui approche de la maturité.................................................................................. 22
C. UNE INDUSTRIE EN PLEINE MUTATION............................................................................. 24
1. Une hiérarchie mondiale mouvante......................................................................................... 24
2. La poursuite de la « déverticalisation » du secteur des semiconducteurs................................ 26
3. Le développement des alliances, une réponse à l’augmentation des coûts............................... 27
4. La coexistence de trois modèles industriels avec leurs contraintes particulières..................... 29
II. DES PERSPECTIVES SCIENTIFIQUES PROMETTEUSES MALGRÉ LES
DÉFIS TECHNOLOGIQUES À RELEVER .......................................................................... 37
A. LES TROIS AXES DE DÉVELOPPEMENT DU SECTEUR DE LA
MICROÉLECTRONIQUE......................................................................................................... 37
1. Le « more Moore » ou la poursuite de la miniaturisation........................................................ 38
2. Le « more than Moore » ou l’intégration de plusieurs fonctions sur une puce ........................ 42
3. Le « beyond CMOS » ou les recherches sur les technologies alternatives au CMOS............... 47
B. LES OBSTACLES À SURMONTER ......................................................................................... 53
1. La poursuite de la miniaturisation par la lithographie............................................................ 54
2. La perturbation des performances des transistors................................................................... 55
a) Les interconnexions... 55
b) Les courants de fuite........................................................................................................... 56
c) La consommation d’énergie ................................................................................................ 57
d) La sensibilité aux variations du procédé de fabrication....................................................... 58
e) La sensibilité des circuits intégrés à la radioactivité ........................................................... 58
3. La complexité croissante des architectures ............................................................................. 58
III. UN SECTEUR SOUMIS AUX ENJEUX DE LA SOCIÉTÉ................................................. 60
A. UN SECTEUR POTENTIELLEMENT CRUCIAL POUR SURMONTER LES DÉFIS
SOCIÉTAUX DU XXIÈME SIÈCLE......................................................................................... 60
1. L’explosion des dépenses de santé .......................................................................................... 61
2. Les coûts liés au vieillissement de la population ..................................................................... 62
3. L’amélioration de l’efficacité énergétique .............................................................................. 64
4. La gestion du trafic routier ..................................................................................................... 66
5. Les enjeux de sécurité ............................................................................................................. 68 - 4 -
B. UN SECTEUR QUI SOULÈVE CERTAINES INTERROGATIONS ......................................... 69
1. Le coût écologique de l’industrie de la microélectronique...................................................... 69
a) Une industrie très consommatrice en ressources naturelles ................................................. 69
b) Une industrie fortement productrice de déchets .................................................................. 71
c) Le développement de l’électronique verte........................................................................... 73
d) Une industrie concernée par les risques sanitaires et environnementaux liés au
développement des nanomatériaux ..................................................................................... 74
2. La protection des données à caractère personnel.................................................................... 77
a) Le principe du développement de l’informatique dans le respect de la vie privée et
des libertés individuelles .................................................................................................... 77
b) Un principe de plus en plus fragilisé par l’amélioration et la diffusion des
technologies de marquage et de traçabilité.......................................................................... 80
IV. L’INDUSTRIE DE LA MICROÉLECTRONIQUE EUROPÉENNE : UNE
INDUSTRIE EN PÉRIL ? ....................................................................................................... 83
A. LES DONNÉES DU MARCHÉ MONDIAL............................................................................... 84
1. Une demande tirée par les pays asiatiques.............................................................................. 84
2. Une production localisée principalement en Asie.................................................................... 87
B. LE VOLONTARISME ASIATIQUE : TROIS EXEMPLES ....................................................... 88
1. Singapour................................................................................................................................ 88
a) Les chiffres clés.................................................................................................................. 88
b) La stratégie de Singapour ................................................................................................... 88
2. Taiwan..... 90.....