500 000 galettes de silicium. C’est le nombre de wafers que les nouvelles machines d’ASML ont déjà traités en phase de test. Le géant néerlandais de la lithographie, seul fabricant au monde de ces équipements, vient d’annoncer que ses outils High-NA EUV sont désormais prêts pour la production industrielle. Le prix de chaque machine : environ 400 millions de dollars.
L’annonce a été faite par Marco Pieters, directeur technique d’ASML, en exclusivité à Reuters, avant une conférence technique à San Jose. « Je pense que nous sommes à un moment charnière quand on regarde le nombre de cycles d’apprentissage accumulés », a-t-il déclaré.
La gravure atteint ses limites physiques
Pour comprendre ce que cela change, il faut revenir aux fondamentaux. Les puces qui font tourner ChatGPT, Gemini ou les accélérateurs IA de Nvidia sont gravées par des machines de lithographie. Elles projettent de la lumière ultraviolette extrême sur des galettes de silicium pour y dessiner des circuits microscopiques. Plus les traits sont fins, plus on peut entasser de transistors sur la puce, et plus elle est performante.
Le problème : la génération actuelle de machines EUV plafonne. Deux paramètres déterminent la finesse de gravure : la longueur d’onde de la lumière et l’ouverture numérique (NA) de l’optique. Sur les machines actuelles (NXE), l’ouverture numérique est de 0,33. Les nouvelles machines High-NA (EXE:5000) passent à 0,55. Résultat : la taille minimale des motifs gravés tombe de 13 nanomètres à 8 nanomètres. La densité de transistors grimpe d’un facteur 2,9, selon les données techniques d’ASML.
Concrètement, cela signifie que les futurs GPU et accélérateurs IA pourront embarquer presque trois fois plus de transistors à surface égale. Pour les modèles de langage qui dévorent de la puissance de calcul, c’est la promesse de performances supérieures avec une consommation énergétique maîtrisée.
Des miroirs qui accélèrent à 32 g
L’exploit technique derrière ces machines tient en partie à leurs optiques anamorphiques. Pour augmenter l’ouverture numérique, ASML a dû utiliser des miroirs plus grands. Le hic : des miroirs plus grands impliquent un angle d’incidence de la lumière sur le réticule (le pochoir qui porte le motif à graver) qui dépasse le seuil de réflectivité. La solution retenue réduit le motif par 4 dans un sens et par 8 dans l’autre, au lieu d’un facteur uniforme de 4 sur la génération précédente. Cela évite de changer la taille des réticules utilisés par toute l’industrie.
Contrepartie : le champ d’exposition est divisé par deux, ce qui double le nombre de passes nécessaires pour graver un wafer. Pour compenser, les ingénieurs d’ASML ont conçu des platines ultra-rapides. La platine du wafer accélère à 8 g, deux fois plus vite que sur les machines NXE. Celle du réticule atteint 32 g, soit l’équivalent d’un passage de 0 à 100 km/h en 0,09 seconde, précise ASML dans sa documentation technique.
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TSMC et Intel en première ligne
Trois chiffres résument la maturité atteinte par ces outils. Les 500 000 wafers traités en tests clients. Un taux de disponibilité de 80 %, avec un objectif de 90 % d’ici la fin de l’année. Et une précision d’imagerie suffisante pour remplacer plusieurs étapes de gravure conventionnelle par une seule passe High-NA, rapporte Reuters.
TSMC et Intel figurent parmi les premiers clients identifiés. Pour TSMC, qui fabrique la quasi-totalité des puces IA haut de gamme (celles de Nvidia, d’AMD, d’Apple ou de Google), l’enjeu est de maintenir son avance dans la course aux noeuds de gravure les plus fins. Intel, de son côté, mise sur ces machines pour rattraper son retard technologique accumulé depuis 2020.
À 400 millions de dollars l’unité, le double de la génération précédente, ces machines comptent parmi les équipements industriels les plus chers jamais construits. Le chiffre d’affaires d’ASML a atteint 28,3 milliards d’euros en 2024, en hausse de 30 % sur un an. L’entreprise basée à Veldhoven emploie plus de 44 000 personnes et pèse environ 260 milliards d’euros en bourse, ce qui en fait la plus grande capitalisation technologique d’Europe.
La Chine exclue de la course
Marco Pieters a pris soin de distinguer maturité technique et intégration industrielle. Malgré le feu vert, les fondeurs devront encore qualifier ces machines dans leurs lignes de production, un processus qui prend deux à trois ans. « Les fabricants de puces disposent de toutes les connaissances nécessaires pour qualifier ces outils », a-t-il assuré à Reuters, tout en reconnaissant que le calendrier reste mesuré.
Pour le secteur de l’IA, cela veut dire que la prochaine génération de puces gravées en High-NA EUV n’arrivera pas avant 2028 ou 2029. D’ici là, les fondeurs continueront à exploiter les machines EUV actuelles, qui représentent déjà un investissement colossal pour chaque usine de semiconducteurs.
La Chine observe avec attention. Les restrictions américaines sur l’exportation des machines EUV vers la Chine, en vigueur depuis 2023, s’étendent automatiquement aux équipements High-NA. ASML ne peut pas vendre ces machines aux fondeurs chinois, ce qui creuse encore l’écart technologique dans la fabrication de puces IA entre les deux blocs. Le gouvernement néerlandais a confirmé en janvier 2025 le maintien de ces restrictions, rapporte AI News. Samsung, troisième fondeur mondial, n’a pas encore confirmé publiquement ses plans d’adoption du High-NA EUV, mais les analystes de SemiAnalysis estiment que le fabricant coréen devra s’y engager rapidement sous peine de décrocher face à TSMC.
