Semi-conducteur : définition, usages et raisons de la pénurie de ce matériau

Les semi-conducteurs sont les matériaux les plus répandus dans l'industrie du matériel informatique. Leur pénurie depuis la crise sanitaire est l'un des enjeux dans l'IoT.

Comment définir un semi-conducteur ?

Le semi-conducteur est un composé chimique solide, qui peut conduire l'électricité dans certaines conditions mais pas dans d'autres, ce qui en fait un bon moyen de contrôler un courant électrique. En effet, ses propriétés électriques lui permettent à la fois d'être conducteur (comme les métaux) et isolant. C'est en chauffant, éclairant (principe du panneau photovoltaïque) ou en soumettant à une tension électrique le matériau que celui-ci devient conducteur. Cette propriété hybride constitue la base de toute l’informatique moderne et fait fonctionner tous nos appareils informatiques, notamment les objets connectés.

Quelles utilisations des semi-conducteurs ?

Les semi-conducteurs composent la majeure partie des appareils électroniques, en commençant par l'ordinateur pour en éviter les surchauffe, la tablette ou le smartphone. On peut aussi en trouver dans les radios à transistor, les téléviseurs, les consoles de jeux vidéo, le matériel médical, etc. Mais les principaux secteurs d’application des semi-conducteurs sont l’industrie 4.0, l’aéronautique et l’automobile.

Exemples de semi-conducteurs

Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus utilisé, du fait de ses bonnes propriétés et de son abondance naturelle. Mais il existe également des dizaines d'autres semi-conducteurs, comme le germanium, l'arséniure de gallium ou le carbure de silicium, explique-t-on à l'école de management Léonard de Vinci.

Qu'est-ce qui explique la pénurie de semi-conducteurs ?

Depuis fin 2020, les industriels font face à une pénurie de composants, notamment des semi-conducteurs. Cette pénurie est due à une série de facteurs qui se sont cumulés :

Les confinements liés à la crise sanitaire de covid-19 qui ont mis à l'arrêt la production, entraînant des retards dans les livraisons.
Les conditions climatiques : de graves sécheresses à Taiwan ont notamment impacté la fabrication de semi-conducteurs, qui nécessite beaucoup d'eau.
La hausse de la demande en matériel électronique (ordinateurs, consoles de jeu, etc.)
L'essor de véhicules électriques
L'intérêt grandissant pour le minage de crypto-monnaies nécessitant des processeurs graphiques composés de semi-conducteurs.
Le déploiement de la 5G qui requiert des semi-conducteurs dans les périphériques.
L'automatisation des usines, dans le cadre de projets d'industrie 4.0, consommatrice de semi-conducteurs.

"Le problème, c'est que 70% des semi-conducteurs sont fabriqués par la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) et Samsung Electronics. Face à la demande, ils doivent prioriser certains clients et construire une nouvelle usine de production demande deux à trois ans", souligne Mehdi Chouiten, CEO et cofondateur de Datategy, entreprise française spécialisée dans la data science, qui préconise l'utilisation de l'intelligence artificielle pour détecter les facteurs influant sur la production de semi-conducteurs. Selon le président d'Intel, la pénurie aura un impact jusqu'en 2023.