Si vous lisez ceci, les semi-conducteurs et l’IA sont en passe de dominer le marché

L'été n'est en rien une période creuse pour l'industrie des semi-conducteurs. Cette tendance s'explique en partie par la demande de puces provenant d'applications d'IA générative comme ChatGPT de l'OpenAI.

Ces dernières années, l’industrie des semi-conducteurs s’est sensiblement éloignée de ses schémas cycliques traditionnels, adoptant un rythme plus constant qui échappe aux aléas inhérents aux cycles économiques. Cette transformation peut être attribuée à une série de facteurs, notamment la présence toujours plus grande de la technologie dans notre quotidien et la demande croissante de semi-conducteurs dans divers secteurs. Volatile dans le passé, le marché des semi-conducteurs fait aujourd'hui preuve d'une remarquable résilience, soutenu par des tendances à long terme telles que l'intelligence artificielle, l'internet des objets et l'informatique dématérialisée (cloud computing). Cette évolution reflète la capacité de l'industrie à s'adapter à la dynamique évolutive du marché, à répondre à une demande constante et à favoriser l'innovation, même en période de fluctuations économiques.¹

Les progrès technologiques se succèdent et les semi-conducteurs, ainsi que l'intelligence artificielle (IA), sont à l'avant-garde de cette transformation. Ils stimulent mutuellement leur croissance et nous propulsent dans une ère de révolution technologique sans précédent. À mesure que ces deux domaines renforcent leur relation, ils laissent entrevoir une nouvelle vague d'innovations. L'avenir de l'IA est étroitement lié à la création de nouvelles puces semi-conductrices optimisées pour cette technologie, une dynamique qui, selon nous, devrait entraîner une forte croissance ces 5 prochaines années. Ce article de blog est consacré à l'interdépendance des semi-conducteurs et de l'IA, aux progrès de la technologie qui favorisent leur intégration et aux perspectives d'avenir de cette industrie florissante.

• Comment les semi-conducteurs expliquent-ils le succès de ChatGPT ?
• Les résultats du premier trimestre 2023 de NVIDIA mettent en évidence la conquête du marché de l'IA et des semi-conducteurs
• L’IA accélère-t-elle la conception et la fabrication des semi-conducteurs ?
• Le taux de croissance des outils de conception d’IA pourrait dépasser de trois fois les ventes de puces ?
• Intermède dans l’industrie des semi-conducteurs : 4 principales catégories de participants
• Comment la loi américaine CHIPS Act profitera-t-elle aux grands producteurs de semi-conducteurs ?

Comment les semi-conducteurs expliquent-ils le succès de ChatGPT ?

L’apprentissage automatique et son insatiable appétit pour les données reposent largement sur les semi-conducteurs en matière de traitement et de stockage. La complexité et la demande croissantes d'applications IA signifient que les semi-conducteurs, en particulier les unités de traitement graphique (GPU), prennent de plus en plus en importance. Du fait de leurs capacités multitâches, les GPU sont essentiels pour gérer de vastes ensembles de données nécessaires à l'entraînement des modèles d'IA, garantissant ainsi le fonctionnement efficace d'applications comme ChatGPT.

Les applications devenant de plus en plus complexes, la demande de puces semi-conductrices de pointe augmentera. Cette demande croissante représente une opportunité importante et prometteuse pour les entreprises de l’industrie des semi-conducteurs. Par exemple, les unités de traitement graphique (GPU), qui sont les puissants moteurs d'entreprises comme OpenAI et leurs applications, y compris ChatGPT, sont très demandées. Grâce à leur capacité à traiter plusieurs tâches simultanément et efficacement, les GPU conviennent parfaitement au traitement intensif associé à l'apprentissage automatique. Ces moteurs de traitement gèrent les énormes quantités de données nécessaires à l'entraînement des modèles d'IA génératifs qui utilisent des transformateurs préformés génératifs (GPT), ce qui accélère les réponses et améliore la compréhension du langage. En d’autres termes, les semi-conducteurs constituent la structure de soutien fondamentale qui garantit le bon fonctionnement des applications d’intelligence artificielle comme ChatGPT.

Les GPU jouent également un rôle central dans un large éventail d’applications IA, notamment :

• Le traitement du langage naturel : Les GPU décodent les subtilités du langage humain et trouvent leur place dans des applications telles que les assistants vocaux et la traduction automatique.
• La reconnaissance faciale : Les GPU identifient les personnes dans les images et les vidéos et trouvent des applications dans des secteurs allant de la sécurité au marketing.
• Les véhicules autonomes : Les GPU gèrent habilement les données des capteurs, guidant les véhicules en toute sécurité en ville.

Les résultats du premier trimestre 2023 de NVIDIA mettent en évidence la conquête du marché de l'IA et des semi-conducteurs

NVIDIA (NASDAQ : NVDA) a récemment publié de solides résultats, son chiffre d'affaires et son bénéfice par action dépassant les prévisions des analystes.² La hausse de la demande de GPU de NVIDIA, largement utilisés dans les applications IA, soutient la croissance de l'entreprise. À mesure que la demande d'applications IA augmente, la demande de semi-conducteurs en fait autant, et nous pensons que NVIDIA est bien placée pour profiter de cette croissance. L'entreprise américaine est l'un des principaux fournisseurs de GPU pour les applications IA et tire profit de ses partenariats avec des sociétés d'IA comme OpenAI et Google AI.

Croissance et prévisions du marché mondial des semi-conducteurs

Source : Statistiques sur le commerce mondial des semi-conducteurs et croissance annuelle prévue de Mckinsey. Les performances passées ne garantissent pas les résultats futurs. Ne constitue pas une recommandation d’achat ou de vente des titres mentionnés dans le présent document, ni un appel à l'action. À des fins d’illustration uniquement. La croissance future réelle du marché des semi-conducteurs est inconnue.

La nécessité d'augmenter la puissance de calcul, la capacité de l'intelligence artificielle et la connectivité numérique a entraîné une croissance importante du marché des semi-conducteurs. McKinsey estime que le chiffre d’affaires des semi-conducteurs pourrait doubler, passant de 550 millions de dollars en 2022 à plus de 1 000 milliards de dollars en 2030.³

L’IA accélère-t-elle la conception et la fabrication des semi-conducteurs ?

L'IA ne se contente pas de bénéficier de la puissance des semi-conducteurs ; elle est devenue un moteur important de l'évolution de l'industrie dans ce domaine. Grâce à sa capacité à repenser la conception des puces, à identifier les défauts, à optimiser les processus et à prédire les défaillances, l'IA permet au secteur de gagner en efficacité et en rentabilité. Mais ce n'est pas tout : l'IA favorise la création d'une nouvelle gamme de puces conçues spécifiquement pour répondre à ses exigences et à ses besoins particuliers. Il ne s'agit pas de puces ordinaires, mais de puces conçues sur mesure pour répondre aux demandes particulières de l'IA. Pensez à Intel (NASDAQ : INTC) et à son travail précurseur dans l'élaboration de puces optimisées pour l'IA qui excellent en termes de vitesse, d'efficacité et de gestion de l'énergie.

L'IA surpasse l'Homme aux échecs et au jeu de go. Voyons maintenant comment elle conçoit des puces.

Les puces présentent infiniment plus de configurations que les échecs ou le jeu de go⁴

Source : Deloitte Insights, adapté « What is Design Space Optimization ? », Synopsys, juillet 2020.

L'IA a déjà prouvé ses capacités en surpassant les humains dans des jeux complexes tels que les échecs et le go, mais elle s'attaque désormais à un domaine encore plus complexe : la conception de puces. Avec un nombre astronomique de configurations potentielles, dépassant de loin celles du jeu d'échecs ou de go, la capacité d'optimiser et d'innover dans la conception des puces pourrait être une application révolutionnaire de l'IA. À mesure que la relation entre l'IA et les semi-conducteurs se renforce, elle ouvre la voie à une nouvelle vague d'innovations technologiques. Les futurs progrès de l'IA dépendent fortement de la création de nouvelles puces semi-conductrices spécialement conçues pour ses applications. Cette tendance devrait alimenter une forte croissance au cours des cinq prochaines années.

Le taux de croissance des outils de conception d’IA pourrait dépasser de trois fois les ventes de puces ?

TCAC sur 5 ans pour les puces, les outils de CAO et les outils de conception avancés pour l’IA (2023-2028)⁵

Sources : WSTS, Global Markets Insights et Deloitte Global, novembre 2022.

La croissance imminente de l'IA dépend en grande partie du développement de puces semi-conductrices optimisées explicitement pour ses fonctionnalités. Selon Deloitte, il est très vraisemblable que ce facteur puisse déclencher une croissance substantielle au cours des 5 prochaines années.

Interlude sur l’industrie des semi-conducteurs : 4 principales catégories de participants

L'industrie des semi-conducteurs est principalement composée de quatre grandes catégories d'acteurs. La première catégorie comprend les opérateurs de fonderie, par exemple Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Il s'agit d'entreprises qui se chargent de la production de puces semi-conductrices à partir des spécifications qui leur sont communiquées par d'autres entreprises. Ce sont en quelque sorte des usines qui fabriquent des puces pour différentes entreprises. La deuxième catégorie comprend les fabricants de dispositifs intégrés (IDM), représentés par des entreprises comme Intel par exemple. Les IDM gèrent l'ensemble du cycle de vie d'une puce semi-conductrice dans leurs propres installations, depuis la conception initiale jusqu'à la phase finale de fabrication. La catégorie suivante comprend les entreprises qui ne font que concevoir des puces, également appelées « fabless companies » (entreprises sans usine). NVIDIA et Advanced Micro Devices (AMD) appartiennent à cette catégorie. Les entreprises sans usine se concentrent sur la conception et le développement de puces semi-conductrices mais externalisent la fabrication à des opérateurs de fonderie car elles ne disposent pas de leurs propres capacités de production. La dernière et quatrième catégorie englobe les fabricants d’équipements tels que ASML. Ces entreprises créent les machines et équipements nécessaires à la fabrication des puces semi-conductrices. Elles fournissent les outils indispensables aux opérateurs de fonderie et aux fabricants de dispositifs intégrés pour fabriquer les puces.

Comment la loi américaine CHIPS Act profitera-t-elle aux grands producteurs de semi-conducteurs ?

Vous souvenez-vous de la loi américaine CHIPS Act ? Les semi-conducteurs étant un élément essentiel de leur économie, les États-Unis cherchent à devenir autosuffisants en matière de production de semi-conducteurs et à réduire leur dépendance à l'égard des chaînes d'approvisionnement étrangères. La pandémie de Covid-19 a mis en évidence les vulnérabilités de la chaîne d’approvisionnement, qui comprend souvent des étapes dans plus de cinq pays et de multiples expéditions à l'international. Le département du Commerce des États-Unis indique qu’en 2021, la pénurie de semi-conducteurs a coûté près d’un quart de billion de dollars à l’économie américaine.

Afin d’accroître la fabrication nationale de semi-conducteurs, la loi américaine Chips and Science Act permettra d’investir 50 milliards de dollars dans l’industrie sur cinq ans, dont 11 milliards de dollars dédiés à la recherche et au développement de semi-conducteurs avancés et 39 milliards destinés à accélérer et à stimuler la production nationale de puces (dont 6 milliards de dollars pouvant couvrir des prêts directs et des garanties de prêts)⁶.

Budget pour l'expansion de la fabrication nationale (R&D sur les semi-conducteurs avancés et la production de puces)

Source : McKinsey⁷, octobre 2022.

Les grands producteurs américains de semi-conducteurs figurent parmi les principaux bénéficiaires de la loi américaine CHIPS Act. Au lieu d'essayer de choisir des actions spécifiques du secteur, les investisseurs peuvent choisir de suivre les 25 plus grandes sociétés de semi-conducteurs cotées aux États-Unis par le biais de l'ETF VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH).

En résumé, les semi-conducteurs peuvent être le moyen d'investir indirectement dans l'IA et représentent une solution convaincante pour tirer parti de la croissance du secteur de l'IA, en particulier lorsque l'accès direct aux sociétés d'IA privées est limité pour de nombreux investisseurs. L'ETF VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH) permet d’investir dans l’ensemble de la chaîne de valeur de l’industrie des semi-conducteurs, depuis la conception et la fabrication des puces jusqu’aux machines utilisées dans le processus de fabrication. Dans la mesure où les semi-conducteurs sont les composants essentiels qui alimentent l'innovation en matière d'IA, nous pensons qu'ils sont sur le point de gagner en valeur dans le contexte de la déflation potentielle de l'efficacité de l'IA. Ils offrent également une occasion unique de surfer sur la vague de l'IA.