Saisir L'Occasion Offerte par le Canada Dans le Secteur des Semi-Conducteurs

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La demande de semi-conducteurs composés devrait augmenter de façon spectaculaire au cours des prochaines années en raison des investissements massifs dans les centres de données, les réseaux de télécommunication modernes et l'utilisation croissante de l'IA.

Le Canada pourrait être un chef de file mondial dans le domaine de la technologie de pointe des semi-conducteurs. Les investissements antérieurs du ministère de la Défense et le leadership de NORTEL sur le marché ont laissé au pays un atout stratégique Centre canadien de fabrication de photonique. Ce centre de fabrication (fab) est l'un des leaders mondiaux de la production semi-conducteurs composés. Avec la bonne orientation, il pourrait devenir un élément essentiel de la chaîne d'approvisionnement mondiale pour les technologies de pointe. Mais nous n'avons pas profité de cette occasion depuis plus de deux décennies.

Si le Canada investit dans cette installation — suivant le modèle des Pays-Bas et de Taïwan — il pourrait non seulement construire une usine de fabrication de calibre mondial, mais aussi catalyser toute une industrie de concepteurs et de fabricants de composants. Cela entraînerait d'énormes avantages économiques et de sécurité et transformerait la position du pays au sein de l'industrie mondiale des semi-conducteurs.

Quelle est l'occasion pour le Canada ?

Les semi-conducteurs sont l'épine dorsale de l'industrie électronique moderne. La plupart du temps, nous entendons parler de « méga-usines » modernes de la part de sociétés comme TSMC qui fabriquent de grandes quantités de semi-conducteurs de silicium ou à propos d'entreprises de conception de puces comme NVIDIA ou Intel qui conçoivent des circuits intégrés utilisant de multiples semi-conducteurs en silicium pour créer les processeurs et les GPU qui constituent l'épine dorsale de l'informatique personnelle ainsi que des centres de données à grande échelle.

Cependant, il existe un autre type de semi-conducteur semi-conducteurs composés — ainsi appelés parce que, contrairement aux semi-conducteurs de silicium, ils sont constitués d'une combinaison d'éléments comme le phosphure d'indium (InP) ou l'arséniure de gallium (GaAs) — qui sont tout aussi importants pour la technologie de pointe moderne. Les semi-conducteurs composés ont des propriétés différentes qui les rendent inadaptés aux unités de calcul à usage général comme les processeurs et les GPU. Cependant, ils sont essentiels pour le transfert rapide de l'information, sous-tendant toutes les télécommunications et les communications de données, ainsi que les applications telles que les signaux haute vitesse dans la 5G, les communications par satellite et les systèmes radar spécialisés de défense.

Les centres de données modernes ont besoin de semi-conducteurs en silicium pour traiter de grandes quantités de données dans des racks de serveurs et de semi-conducteurs composés pour permettre le transfert de données à large bande passante entre les racks. À mesure que les centres de données d'IA augmentent en taille et en complexité, le besoin de communications à haute vitesse entre les racks est essentiel et là où la photonique construite avec des semi-conducteurs composés brille.

À l'heure actuelle, le monde connaît un essor dans la construction de centres de données IA. Au cours des cinq prochaines années pour assurer le service de cette nouvelle capacité de calcul (parallèlement aux progrès réalisés dans tous les autres domaines liés à la photonique), la production de semi-conducteurs composés devra se développer rapidement.

Heureusement, le Canada est particulièrement bien placé pour tirer parti de cette croissance. Dans les années 1980 et 1990, le ministère de la Défense nationale du Canada a appuyé les travaux novateurs de Nortel dans le domaine des semi-conducteurs composés pour soutenir les systèmes radar et optiques de télécommunication de l'OTAN. Les composants de Nortel, dont beaucoup sont fabriqués au Canada, ont fait partie de l'épine dorsale mondiale de l'Internet. Après l'effondrement de Nortel au début des années 2000, il y avait un risque qu'une grande partie de cet investissement soit perdue. Cependant, le Conseil national de recherches du Canada a judicieusement décidé de préserver l'expertise et le savoir-faire unique en créant le Centre canadien de fabrication photonique à Ottawa. Aujourd'hui, il s'agit de la seule installation de fabrication de tranche de phosphure d'indium de bout en bout accessible au public en Amérique du Nord.

Mais, au lieu d'être un avantage stratégique, le Centre canadien de fabrication photonique ressemble de plus en plus à une occasion manquée. Elle fonctionne principalement comme une installation de recherche et de prototypage produisant des conceptions avancées, mais sans échelle de production commerciale. L'installation dispose des outils, de la main-d'œuvre et de la propriété intellectuelle nécessaires pour soutenir une industrie florissante, mais sans investissement et sans envergure, elle ne peut capturer aucun des marchés croissants des centres de données.

Pensez-y comme si vous aviez l'une des seules usines d'avions au monde capables de réaliser des vols supersoniques, mais qui ne fabriquent que des prototypes et ne vendent jamais d'avions à réaction. Le Canada a sagement conservé les outils et le talent nécessaires pour créer des semi-conducteurs composés de pointe, mais sans investissement et sans commercialisation, il est gaspillé, produisant beaucoup moins de valeur qu'il ne le pourrait.

En tirant les leçons de l'approche des principaux fabricants de composants de la chaîne d'approvisionnement électronique, nous pouvons tirer parti d'une politique gouvernementale intelligente pour transformer cet actif en un champion mondial avec d'énormes avantages pour le pays. Une analyse économique détaillée indique qu'une usine de semi-conducteurs composés à l'échelle commerciale pourrait créer 10 000 nouveaux emplois, un PIB de 10 à 15 milliards de dollars sur dix ans, et créer un effet multiplicateur de 4 à 5 fois où chaque dollar investi produit quatre à cinq dans l'ensemble de l'économie.¹. Il fournirait également des composants essentiels pour la défense, l'aérospatiale et les communications du Canada, tout en ancrant de nouvelles entreprises en démarrage dans le domaine de l'IA et de l'informatique quantique.

À l'heure actuelle, il n'y a pas de leader mondial clair dans la fabrication de semi-conducteurs composés. Et bien que la création d'une méga-usine moderne de semi-conducteurs en silicium coûte des dizaines de milliards de dollars, les principales installations de fabrication de semi-conducteurs composés coûtent de l'ordre de 500 millions de dollars. Il prendra des mesures audacieuses, mais le Canada a une occasion unique de faire partie de la chaîne d'approvisionnement mondiale en photonique et de bénéficier des investissements et de l'expertise gagnés à la fin des années 1990 et au début des années 2000.

Exemples de leadership mondial

Les Pays-Bas sont devenus une puissance mondiale de semi-conducteurs grâce à ASML, le seul fabricant de machines de lithographie ultraviolette extrême (VUE). Le gouvernement néerlandais et les universités se sont associés à Philips dans les années 1980, co-investissant dans la recherche et garantissant un financement public à long terme². Au fil du temps, ASML a attiré des fournisseurs et des talents mondiaux, créant ainsi une grappe d'innovation qui ne peut être reproduite ailleurs. Aujourd'hui, chaque puce avancée sur Terre dépend de la technologie ASML, ce qui confère aux Pays-Bas une influence extraordinaire sur la chaîne d'approvisionnement mondiale.

De même, Taïwan s'est transformée en un élément essentiel de la chaîne d'approvisionnement électronique grâce à un pari stratégique sur Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). En 1987, le gouvernement a investi près de la moitié du capital fondateur de TSMC de 220 millions de dollars, fourni des terres et mis en place des politiques industrielles favorables³. TSMC a été le pionnier du modèle de fonderie pure-play, où des entreprises comme Apple et NVIDIA conçoivent des puces et TSMC les fabrique. Créer non seulement un champion mondial, mais aussi un écosystème d'entreprises et de filiales qui enrichit la nation. Ce succès a créé des centaines de milliers d'emplois et fait de TSMC l'une des entreprises de semi-conducteurs les plus précieuses au monde.

Ce qu'il faut faire

Le Canada peut tirer des leçons de ces exemples pour transformer le savoir-faire et les capitaux enfermés dans le CPFC en une entreprise de classe mondiale et un écosystème de développement de semi-conducteurs composés. Une excellente occasion de créer un nouveau groupe de futurs champions mondiaux. La première étape clé consiste à faire appel à des partenaires privés et à recapitaliser l'entreprise en suivant les exemples réussis de CN rail et de Petro-Canada.⁴.

Commercialiser le Centre canadien de fabrication de photonique
Pour s'assurer que la CPFC dispose des ressources et des structures incitatives nécessaires pour concurrencer efficacement des entreprises comparables partout dans le monde, elle devrait passer de la gestion publique à un partenariat public-privé. Cela signifie transférer l'autorité du CNRC à une nouvelle entité commerciale avec des actionnaires privés en suivant l'approche utilisée pour commercialiser avec succès CN Rail, Air Canada et d'autres sociétés d'État. En faisant appel à d'autres investisseurs, l'entreprise aura accès aux marchés privés et sera incitée à étendre ses activités. Pour protéger les intérêts nationaux, le gouvernement fédéral devrait conserver une participation et établir des règles de gouvernance claires pour prévenir le contrôle étranger et assurer l'autonomie stratégique du Canada.

Investissement initial du gouvernement en immobilisations
Dans le cadre de l'assurance que l'entreprise est prête pour une commercialisation complète le gouvernement devrait fournir 350 millions de dollars supplémentaires en immobilisations pour moderniser et agrandir l'installation, prolongeant ainsi les 115 millions de dollars déjà engagés⁵. Cela comprend l'accélération de la transition vers le traitement des plagines de 4 pouces, la finition de la construction de la nouvelle extension de 8 000 pieds carrés et la mise à niveau de la production à l'échelle industrielle. Le financement devrait suivre le modèle utilisé pour aider à développer des installations de fabrication de véhicules électriques et recapitaliser les chemins de fer du CN au moment de la privatisation⁶, ou comme cela a été utilisé dans la construction du réseau de télécommunications dans les années 90.

Encourager un écosystème complet
Le CPFC peut être le point d'ancrage d'un écosystème plus large reliant le milieu universitaire, l'industrie et le gouvernement. Pour ce faire, il faut harmoniser les programmes de R-D du CRSNG, de l'ISDE et de la Défense afin de donner la priorité aux semi-conducteurs composés, simplifier la délivrance de permis pour les nouvelles entreprises de photonique et créer un bureau dédié au sein d'ISDE pour la coordination des semi-conducteurs. Les universités devraient recevoir de nouvelles subventions pour former des ingénieurs en photonique, et les crédits d'impôt devraient être accordés aux entreprises canadiennes qui utilisent la capacité du CPFC.

Questions courantes

La privatisation du CPFC se contente-t-elle de vendre un actif national ?
Non. L'objectif de la commercialisation de l'usine est de créer une installation de fabrication compétitive qui peut aider le Canada à devenir un élément essentiel de la chaîne d'approvisionnement mondiale de la photonique. Le gouvernement conserverait un droit de mise en jeu et un droit de veto stratégique pour assurer l'autonomie stratégique. L'objectif est de donner aux CPFC la liberté commerciale de croître et de devenir l'épine dorsale de l'industrie canadienne des semi-conducteurs composés tout en gardant le contrôle entre les mains des Canadiens.

Cela ne coûte-t-il pas trop cher lorsque les budgets sont serrés ?
Le processus de commercialisation du CPFC entraînera de nouvelles recettes gouvernementales pour compenser les coûts. Plus important encore, un investissement de 350 millions de dollars est faible comparativement au rendement de 10 à 15 milliards de dollars du PIB prévu sur dix ans, sans compter les répercussions potentielles qui pourraient découler d'une augmentation du développement de l'écosystème photonique au Canada.

Le marché mondial n'est-il pas déjà dominé par d'autres ?
Le Canada n'a pas besoin de concurrencer les géants du silicium comme TSMC. Le CPFC est unique en matière de phosphure d'indium et de photonique, des technologies essentielles pour l'IA, les centres de données et la défense. L'histoire unique de Nortel et le manque d'entreprises mondiales comparables signifient qu'il s'agit d'un créneau de marché où le Canada peut dominer, et non suivre.

Conclusion

Le Canada a le talent, l'infrastructure et l'histoire nécessaires pour diriger les semi-conducteurs composés. Le problème est que pendant deux décennies, le CPFC a été sous-financé et sous-utilisé alors que la demande a explosé à l'échelle mondiale. La voie à suivre est claire : privatiser le CPFC, investir des capitaux initiaux et bâtir un écosystème complet. Grâce à ces mesures, le Canada peut assurer la prospérité, créer des milliers d'emplois et devenir le carrefour nord-américain de confiance pour la photonique et les semi-conducteurs composés.