La croissance explosive de la demande en calcul pour l’IA se heurte à quatre goulots d’étranglement structurels dans la chaîne d’approvisionnement qui vont contraindre l’industrie pendant des années, selon une analyse détaillée de Semiconductor Engineering.
L’analyse identifie la capacité avancée des fonderies et du packaging, l’approvisionnement en mémoire (notamment HBM), la disponibilité électrique des data centers et les lasers pour l’interconnexion optique comme les quatre points critiques.
L’ampleur de la demande est stupéfiante. Google Gemini à lui seul traite plus de 3,2 quadrillions de tokens par mois, soit une multiplication par 7 en un an. Les revenus de TSMC devraient quadrupler entre 2023 et 2028, et le marché mondial des semi-conducteurs devrait atteindre 1 500 milliards de dollars US (environ 1 200 milliards de livres sterling) d’ici 2030, l’IA représentant 55 pour cent de ce montant.
« Il faudra beaucoup de temps avant de pouvoir répondre à la demande des clients », a déclaré CC Wei, PDG de TSMC, à Bloomberg.
Goulot 1 : Fonderies avancées et packaging
TSMC détient un monopole de fait sur la fabrication de puces IA de pointe grâce à ses nœuds de processus avancés et à sa technologie de packaging CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate). La capacité CoWoS a connu une croissance annuelle composée de 80 pour cent (2022-2027), mais la demande de plaquettes pour accélérateurs IA croît plus de 11 fois sur la même période, une arithmétique qui garantit une pénurie persistante.
TSMC a externalisé une partie du travail CoWoS à ASE et Amkor et développe une nouvelle approche CoPoS (Chip-on-Panel-on-Substrate) utilisant des substrats en verre conçus pour réduire les coûts. Mais ce sont des solutions à moyen terme.
Les fonderies alternatives offrent un soulagement limité. Intel et Samsung disposent de nœuds avancés mais manquent de maturité en matière de packaging. SMIC est sur des nœuds de génération précédente avec une faible efficacité énergétique. GlobalFoundries plafonne à 12 nanomètres, insuffisant pour l’IA dans les data centers.
Par ailleurs, l’ABF (Ajinomoto Build-up Film), un matériau de substrat pour lequel une seule entreprise fournit plus de 95 pour cent du marché mondial, a vu ses prix augmenter de 30 pour cent en 2026, avec un écart d’approvisionnement de plus de 20 pour cent projeté pour 2027.
Goulot 2 : Mémoire, notamment HBM
L’offre de DRAM est dominée par trois entreprises (SK hynix, Samsung, Micron), toutes désormais valorisées au-dessus de 1 000 milliards de dollars US. La mémoire à large bande passante, qui nécessite l’empilement complexe de 8 à 16 puces DRAM par module, est fabriquée à 80 pour cent en Corée du Sud.
Les entreprises de DRAM, habituées aux cycles d’expansion et de récession, augmentent désormais leurs prix et signent des accords d’approvisionnement stratégiques à long terme, comme l’accord Micron-Anthropic. Une nouvelle norme JEDEC HBM utilisant des packages standard et des substrats en verre pour contourner la pénurie d’ABF est en cours de développement mais à des années de la production.
Des fournisseurs chinois comme CXMT (8 milliards de dollars US de revenus en 2025) et Yangtze Memory (qui construit trois nouvelles usines) sont en expansion mais accusent un retard significatif sur les spécifications.
Goulot 3 : Électricité et infrastructure des data centers
Le PDG d’Amazon a qualifié l’électricité de contrainte numéro un pour le déploiement des data centers IA. Les réseaux électriques de la plupart des régions ne peuvent pas augmenter leur capacité assez rapidement. La résistance des communautés locales grandit : un sondage du Texas Tribune a révélé que la plupart des Texans s’opposent à de nouveaux data centers dans leur région.
Les hyperscalers poursuivent des solutions créatives. Tesla, Sunrun et Renew Home (une spin-off de Google) prévoient d’utiliser les batteries domestiques résidentielles pour alimenter 17 grands data centers pendant les heures de pointe. Microsoft a signé un accord de 20 ans avec Chevron via Joulent pour une centrale au gaz de 2,7 gigawatts dans le bassin permien.
D’autres infrastructures sont également tendues : les transformateurs et les disjoncteurs haute tension sont en pénurie. GE Vernova, le principal fabricant de turbines à gaz, est vendu jusqu’en 2029. Les configurations solaire-plus-batterie restent peu économiques sans secours au gaz naturel en raison des scénarios hivernaux les plus défavorables.
Goulot 4 : Lasers pour l’interconnexion optique
Le goulot le moins immédiat mais celui qui connaît la croissance la plus rapide. Les lasers sont nécessaires pour les liaisons d’extension (émetteurs-récepteurs enfichables) et les futures liaisons d’extension (optique co-packagée), ces dernières nécessitant 10 à 100 fois plus de lasers par système.
Les trois principaux fournisseurs de lasers, Coherent, Lumentum et Sumitomo, détiennent une part de marché combinée de 68 pour cent. Tous sont en rupture de stock et exigent des liquidités initiales pour l’expansion de leur capacité. Nvidia a investi 2 milliards de dollars US dans chacun de Coherent et Lumentum en mars 2026. Coherent a doublé sa production de phosphure d’indium en 2026 et prévoit de plus que la doubler à nouveau en 2027.
Ce goulot est considéré comme le plus gérable car la fabrication du phosphure d’indium nécessite moins de capital et des délais plus courts que les fonderies de logique ou de mémoire de pointe.
Superposition géopolitique
Deux des quatre goulots d’étranglement présentent un risque de concentration géographique. La capacité de pointe de TSMC est concentrée à Taïwan, à proximité de la Chine. La Corée du Sud produit 80 pour cent du HBM mondial, et toutes ses usines et installations de packaging sont à portée des missiles nord-coréens.
« La chaîne d’approvisionnement réagit, mais ces goulots d’étranglement nous accompagneront probablement pendant des années », a conclu Tate.
Sources : Data Center AI Growth Faces Challenging Bottlenecks (Semiconductor Engineering, juillet 2026)
Traduit par Lydie