AGF Management : Les meilleurs marchands d’armes de l’IA

Les fabricants d'équipement pour semi-conducteurs - les marchands d'armes de l'IA

L'ère de l'intelligence artificielle (IA) a commencé, ce qui a favorisé une croissance et une innovation à long terme considérables. La production de données dans des catégories comme l'automobile, les applications résidentielles et industrielles de l'internet des objets (IDO), les téléphones intelligents et les centres de données devrait enregistrer une forte croissance au cours de la prochaine décennie. Cela nécessitera des communications plus rapides et à plus grande bande passante pour transporter les données. Les revenus du secteur des semi-conducteurs devraient atteindre 1 000 milliards de dollars (tous les chiffres sont exprimés en dollars américains) d'ici 2030, puisque le besoin de plaquettes de semi-conducteurs dans chacune de ces catégories continue d'augmenter (figure 1 - gauche).

Pour répondre à la demande, il faudra investir davantage et augmenter la capacité, et le secteur de la fabrication d'équipement pour semi-conducteurs - les sociétés qui fabriquent l'équipement utilisé dans la conception des puces - jouera un rôle de premier plan. De plus, nous croyons que ce secteur profite de barrières à l'entrée élevées, d'avantages importants et de modèles d'affaires difficiles à reproduire.

Figure 1 - L'ère de l'IA sera la plus importante de l'histoire de l'informatique; le contenu en silicium augmentera dans chaque appareil

Les semi-conducteurs sont un secteur à forte intensité de capital, avec des dépenses en immobilisations globales de plus de 100 G$ par année. L'équipement de fabrication représente la dépense la plus importante, l'équipement de fabrication de plaquettes comptant pour environ 60 % des dépenses en immobilisations totales du secteur des semi-conducteurs. À mesure que le secteur sous-jacent des semi-conducteurs poursuit son expansion, les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes augmentent également. La fabrication de puces à semi-conducteurs comporte de nombreuses étapes, qui peuvent être ramenées à quatre étapes principales : dépôt des matériaux sur la plaquette en silicium, modelage de la plaquette, retrait des matériaux de la plaquette et surveillance/inspection du processus. Ce processus est répété à l'infini et combiné à des opérations de nettoyage pour former les circuits des puces.

Les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes augmentent - en voie d'atteindre 100 G$ par année

Les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes devraient atteindre 85 G$ dans un scénario de base et environ 100 G$ dans un scénario optimiste d'ici 2024^[1]. Elles devraient se chiffrer à 70 G$ en 2021, contre 63 G$ en 2019 et 53 G$, selon les données de VLSI Research (4 février 2021).

Premièrement, le secteur profite actuellement de la plus grande intensité de capital attribuable à la complexité accrue du processus de fabrication pour accroître sa capacité « de pointe ». La loi de Moore est souvent citée dans le secteur des semi-conducteurs, où les sociétés tentent chaque année de réduire la taille des transistors en augmentant leurs performances en puissance. Le processus de fabrication des semi-conducteurs repose sur le nombre de transistors - la plus petite composante d'une puce - par millimètre carré. Les usines les plus évoluées en sont actuellement à cinq nanomètres (nm). En termes simples, plus le nombre de nanomètres est petit, plus il y a de transistors par millimètre carré. Le principal élément sur lequel s'exerce la concurrence est la capacité de passer à une technologie de pointe de niveau supérieur - pour l'instant 5 nm, puis 3 nm et ainsi de suite.

Deuxièmement, le secteur de la fabrication d'équipement pour semi-conducteurs est avantagé sur le plan des coûts. Traditionnellement, le secteur parvient à augmenter la taille des plaquettes tous les 10 ans, ce qui réduit les coûts pour les fonderies, mais nuit à la croissance des fabricants d'équipement pour semi-conducteurs. Actuellement, la plaquette la plus avancée sur le plan technologique fait 300 millimètres (mm). Au milieu des années 1990, c'était 200 mm et dans les années 1980, 150 mm. La taille des plaquettes elle-même n'influe pas sur la performance, mais elle a une incidence sur le coût de fabrication par rapport à la capacité ajoutée. Au cours de l'évolution du secteur des semi-conducteurs, on a traditionnellement observé une augmentation de la taille des plaquettes sur une période de 10 ans, suivie d'une période d'absorption sans augmentation. Toutefois, le mouvement vers les plaquettes de 300 mm, qui a commencé au début des années 2000, est demeuré constant et on s'attend fortement à ce que la taille des plaquettes n'augmente pas à 450 mm dans un avenir rapproché. Entre 2000 et 2015, l'adoption des plaquettes de 300 mm a eu une incidence négative sur le secteur de la fabrication d'équipement pour semi-conducteurs en créant une trop grande capacité disponible à des prix trop bas. Au cours de la même période, les revenus du secteur des semi-conducteurs ont augmenté de 70 % et les volumes d'unités ont doublé, mais les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes n'ont jamais dépassé 32 G$ sur une période de 15 ans (figure 2 - gauche). Au moment de la création des plaquettes de 300 mm, par exemple, il a fallu 16 semaines à Intel pour fabriquer une plaquette et, en 2015, le temps de production avait diminué à six semaines. L'augmentation de la taille des plaquettes permettait aux fabricants de semi-conducteurs d'exploiter une capacité inutilisée, mais elle entravait la croissance des fabricants d'équipement pour semi-conducteurs.

Figure 2 - Les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes augmentent et l'intensité est élevée en raison de la complexité et de l'absence de plaquettes de 450 mm

Pénuries de semi-conducteurs - besoin d'une plus grande capacité

Au cours des dernières semaines, on a beaucoup parlé des pénuries de puces à semi-conducteurs, mais il est important de reconnaître que le secteur des semi-conducteurs a toujours été cyclique et ponctué de périodes de surapprovisionnement et de sous-approvisionnement marquées. En ce moment, les sociétés signalent des pénuries de puces et des délais d'exécution prolongés, en plus d'éventuels problèmes de multiplication des commandes. Des sociétés du secteur des technologies prévoient des pertes de revenus, en raison de la baisse de production de divers produits qui comportent des puces. Des fabricants automobiles seront privés d'une portion importante de leur capacité de production au cours des prochains trimestres, en raison de la pénurie mondiale de semi-conducteurs. La situation ne devrait pas se résoudre avant 2022.

Toutefois, on peut difficilement parler d'un sommet pour le secteur des semi-conducteurs lorsque la demande de puces dépasse largement l'offre. Chacun des quatre derniers cycles de semi-conducteurs a été marqué par des corrections de milieu de cycle qui, en moyenne, ont duré neuf semaines et mené à des résultats inférieurs de 1 100 points de base (pb) pour l'indice des semi-conducteurs de la Bourse de Philadelphie (SOX) par rapport au S&P 500. La fourchette pour les quatre corrections de milieu de cycle, sur le plan de la durée, est de 4 à 13 semaines, et de 900 à 1 500 pb, pour ce qui est de la sous-performance. En moyenne, au cours des quatre derniers cycles, la remontée de l'indice SOX entre le creux de la correction de milieu de cycle et le sommet du cycle a donné lieu à une performance supérieure de 2 550 pb à celle du SPX sur 26 semaines. Nous pensons que le potentiel de gains des semi-conducteurs demeure plus élevé, selon l'analyse des expéditions, des stocks de la chaîne d'approvisionnement et des délais d'exécution du secteur des semi-conducteurs.

Figure 3 - Les quatre derniers cycles des semi-conducteurs ont été marqués par des corrections de milieu de cycle; la plus importante réduction des stocks en 10 ans

Pourquoi cela s'est-il produit? Ce qui se passe actuellement n'est pas nécessairement attribuable uniquement à la pandémie. Dans l'ensemble, le secteur verticalement intégré de l'automobile représente environ 15 % des revenus totaux des semi-conducteurs. Le secteur des semi-conducteurs traversait une correction en 2019 et lorsque la COVID-19 a provoqué des goulots d'étranglement à l'échelle mondiale au début de 2020, les ventes d'automobiles ont diminué, exacerbant une tendance qui existait déjà.

Aujourd'hui, le manque de capacité est encore accentué par l'importante demande accumulée et les niveaux d'épargne élevés. En général, la croissance de l'offre peut rattraper la demande de trois façons. La première et la plus facile est lorsqu'une capacité existante sous-utilisée peut être maximisée, ce qui prend habituellement 90 jours (le temps nécessaire pour fabriquer une plaquette en usine). La deuxième est le désengorgement de la fabrication en aval (ce qui suppose des délais de 1 à 2 trimestres pour les outils). Enfin, les sociétés peuvent se doter d'une toute nouvelle capacité de production de plaquettes, ce qui prend habituellement de 12 à 24 mois. Étant donné que la pénurie dans la chaîne d'approvisionnement pourrait durer jusqu'au deuxième semestre de 2022 et même en 2023, les conditions sont réunies pour une remontée plus forte et plus longue du secteur des semi-conducteurs.

À plus long terme, la pénurie actuelle de puces favorise le rapatriement et la diversification des chaînes d'approvisionnement sur le plan géographique, plus particulièrement en raison du nouvel ordre géopolitique, puisque des milliers de milliards de dollars de capitalisation boursière et de PIB sont en jeu.

La Chine vise l'autosuffisance en matière de semi-conducteurs - l'objectif d'une fabrication en Chine en 2025 est bien réel

Un autre vecteur de croissance pour le secteur de l'équipement pour semi-conducteurs est la Chine. La deuxième économie mondiale s'est dotée d'une ambitieuse feuille de route pour la fabrication de semi-conducteurs, qui vise une autosuffisance de 80 % d'ici 2030. Le gouvernement chinois a investi davantage dans son secteur national des semi-conducteurs ainsi que dans des multinationales qui construisent de plus en plus d'installations dans la région. Les politiques gouvernementales favorables et les subventions ont aidé les fabricants chinois de puces à renforcer leurs capacités de production locales et, aujourd'hui, près de 100 milliards de dollars ont été consacrés à leurs efforts en matière de semi-conducteurs, notamment pour augmenter la capacité. Les importations chinoises d'équipement pour semi-conducteurs ont également augmenté de façon constante (figure 4), malgré le blocage par l'administration Trump (et, plus récemment, le président Biden) des ventes d'équipement de pointe dans la région au nom de la sécurité nationale.

Figure 4 - La Chine vise une autosuffisance de 80 % d'ici 2030; elle dépend de l'équipement pour semi-conducteurs des États-Unis et de leurs alliés

Loi « U.S. Chips Act » - l'offre crée la demande

La part des États-Unis dans la fabrication mondiale de semi-conducteurs s'établit à 12 %, contre 37 % en 1990, selon la Semiconductor Industry Association (septembre 2020), ce qui représente un risque réel pour les sociétés américaines, car la pénurie mondiale de puces et les ambitions de la Chine en matière de production de semi-conducteurs exercent des pressions sur les chefs de file régionaux de la fabrication de pointe. Pressé de repenser les chaînes d'approvisionnement des semi-conducteurs, M. Biden a inclus, dans son plan de dépenses d'infrastructures de 2 300 milliards de dollars, environ 50 milliards de dollars pour le secteur américain des semi-conducteurs, selon The American Jobs Plan (31 mars 2021), afin d'accroître le leadership des États-Unis dans les technologies essentielles et d'améliorer l'infrastructure de recherche des États-Unis. Le leadership des États-Unis dans le secteur des nouvelles technologies - de l'intelligence artificielle à la biotechnologie en passant par l'informatique - est essentiel pour assurer sa compétitivité économique future et la sécurité nationale.

Plus précisément, le document d'information mentionne que le président Biden demande au Congrès d'investir 50 milliards de dollars dans la National Science Foundation (NSF) afin de créer une direction des technologies qui collaborera avec les programmes existants du gouvernement et en tirera profit. Cette direction se concentrera sur des domaines comme les semi-conducteurs, la biotechnologie ainsi que les systèmes informatiques, les technologies de communication et les technologies énergétiques de pointe.

Que signifie la duplication des usines de fabrication pour le secteur de l'équipement pour semi-conducteurs? Simplement que les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes vont augmenter à long terme. À court terme, nos discussions avec les dirigeants donnent à penser que la production locale ne stimulera peut-être pas la demande, mais ne fera que la déplacer vers les régions qui détiennent la capacité de production. Toutefois, la multiplication des usines de fabrication est inefficace et entraînera des dépenses en double pour les revenus liés à la clientèle et au soutien (ventes de services aux clients, de pièces de rechange, de mises à niveau, etc.). Cela crée une autre occasion pour les sociétés d'équipement de fabrication de semi-conducteurs, car les revenus liés aux clients et au soutien sont récurrents et rentables.

Conclusion - Perspectives de croissance dynamique à un prix raisonnable

Selon nous, la pénurie mondiale de puces, les ambitions de la Chine et la duplication des usines de fabrication d'équipement pour semi-conducteurs à l'échelle mondiale sont des facteurs géopolitiques importants, qui devraient continuer de faire augmenter les dépenses en équipement de fabrication de plaquettes. Du point de vue de la technologie, ces dépenses augmentent en raison de l'intensité de capital plus élevée et de l'absence de dépenses critiques en R-D pour la production de plaquettes de plus grande taille. Il ne faut pas se méprendre : le secteur de la fabrication d'équipement pour semi-conducteurs est traditionnellement cyclique. Toutefois, nous croyons que les révisions à la hausse des bénéfices et la nature plus récurrente des modèles d'affaires justifient des ratios plus élevés. Aux niveaux actuels, les investisseurs augmentent considérablement leur potentiel de bénéfices à des valorisations raisonnables pour des sociétés que l'on peut certainement considérer comme les plus importants marchands d'armes de l'ère de l'IA.