Les semi-conducteurs de puissance surfent sur la vague de la consommation électrique croissante de l’IA. Plutôt que de déplacer et de contrôler les données, les puces électriques déplacent et contrôlent l’électricité à chaque étape de la conversion de l’énergie haute tension d’une centrale électrique en courant utilisé par les puces IA.
« La puissance est à la base de tout dans la technologie moderne », a déclaré Leonard Shtargot, chercheur chez Analog Devices, lors d’un récent panel réunissant de hauts dirigeants de l’industrie. La quantité croissante d’électricité utilisée par les centres de données d’IA « doit tout passer par des semi-conducteurs d’une manière ou d’une autre », a déclaré Shtargot.
Le chiffre d’affaires annuel mondial des puces électriques atteindra 100 milliards de dollars d’ici 2029, contre environ 80 milliards de dollars en 2026, selon Omdia. Le taux de croissance annuel d’environ 7 % est plus rapide que les années précédentes, le segment de l’IA connaissant une croissance encore plus rapide.
Les puces de puissance sont également utilisées dans les véhicules électriques, les smartphones, les ordinateurs portables, la robotique, les moteurs, les équipements sans fil, les radars militaires et bien plus encore. De nombreuses puces durent des décennies et ont été traditionnellement traitées comme des produits de base, ce qui signifie que le secteur n’a pas connu autant de changements ou d’investissements que d’autres puces avancées, telles que les unités centrales de traitement ou les unités de traitement graphique.
Les puces de puissance avancées utilisent des matériaux hautes performances, mais plus coûteux, tels que le carbure de silicium et le nitrure de gallium. L’industrie recherche également de nouveaux matériaux tels que l’oxyde de gallium et le diamant.
L’industrie de l’IA a besoin d’innovations en matière de puces de puissance pour soutenir le développement de l’IA. « Je pense que l’ensemble de l’écosystème doit évoluer pour répondre à la demande des utilisateurs finaux de l’IA », a déclaré Dinesh Ramanath, vice-président senior d’Onsemi, lors du panel. Il s’attend à des innovations significatives sur le marché de l’IA, notamment en termes de densité de puissance ou de quantité de watts pouvant être compressés dans un certain espace sur une puce.
La société allemande Infineon Technologies est le leader du secteur avec environ 45 % de part de marché. Le reste du marché est fragmenté et compte des dizaines d’entreprises. Les principaux fournisseurs incluent Onsemi, STMicroelectronics, Mitsubishi Electric, Texas Instruments et Analog Devices. L’un des principaux objectifs des fabricants de puces est de fournir plus efficacement de l’énergie aux puces IA. Par exemple, 10 à 15 % de l’énergie haute tension envoyée à un GPU est perdue sous forme de chaleur, ce qui n’est « pas acceptable », a déclaré Jeff Halbig, responsable du marketing produit chez STMicroelectronics, lors du panel.
Une préoccupation pressante concerne les efforts de la Chine pour conquérir une plus grande part du marché, notamment en s’appuyant davantage sur ses fournisseurs nationaux. La Chine accapare déjà 40 % des ventes mondiales et Pékin « se concentre sur la construction d’un écosystème de fabricants de puces de puissance émergents », a noté l’analyste de MorningStar Brian Colello dans un rapport de recherche l’année dernière. Parmi les autres préoccupations figurent la pression sur les coûts résultant d’une concurrence intense, la volatilité de la demande et la pénurie de main-d’œuvre.
Une façon de faire face aux efforts de la Chine pour dominer le marché consiste à stimuler la production basée aux États-Unis, mais c’est plus facile à dire qu’à faire. Les acteurs de l’industrie souhaitent davantage de soutien fédéral, notamment des dépenses plus élevées en faveur de la recherche. Ils appellent également à des efforts pour garantir que les pénuries de puces ne deviennent pas un goulot d’étranglement surprise pour l’IA.
Paul Pickering, directeur de recherche chez Omdia, a utilisé sa présentation pour rappeler le chaos des puces pendant la COVID : les voitures étaient coincées dans les parkings parce qu’elles ne pouvaient pas obtenir de jetons de base à 1 $. Il se demande si, disons, en 2031, il pourrait y avoir un centre de données prêt à fonctionner, à l’exception d’une puce électrique manquante à 1 $ et suggère que ce scénario hypothétique est quelque chose que les décideurs politiques et les entreprises peuvent atténuer en agissant tôt.
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