GPU, processeurs…
Une infrastructure fondamentale
Un enjeu géopolitique majeur
Sans semi-conducteurs, il n'existe pratiquement plus d'infrastructure numérique moderne.
Les semi-conducteurs constituent le cœur des processeurs, GPU, mémoires et composants électroniques présents dans :
Une chaîne de production exceptionnellement concentrée
Concevoir une puce avancée nécessite des architectures et logiciels spécialisés ; sa fabrication repose sur quelques fondeurs capables de produire les technologies les plus fines ; et les équipements nécessaires à ces usines proviennent eux-mêmes d'un nombre très limité d'entreprises.
Ainsi, une même puce peut être :
- Conçue aux États-Unis
- Fondée sur une architecture britannique
- Fabriquée à Taïwan avec des machines européennes et japonaises
- Assemblée et testée en Asie
Aucun pays ne maîtrise seul l'ensemble de la chaîne : chaque maillon est une dépendance potentielle.
Cette concentration transforme les semi-conducteurs en enjeu géopolitique majeur. Plusieurs scénarios pourraient affecter rapidement des secteurs entiers de l'économie mondiale :
Les pénuries observées lors de la crise du Covid-19 ont montré qu'une indisponibilité de composants relativement peu coûteux pouvait ralentir ou arrêter des chaînes industrielles beaucoup plus importantes.
L'intelligence artificielle change l'échelle
L'entraînement et l'exploitation des grands modèles nécessitent des quantités considérables d'accélérateurs, principalement des GPU.
La maîtrise de ces composants conditionne désormais bien plus que la puissance informatique d'un pays.
La chaîne mondiale des semi-conducteurs
La fabrication d'un semi-conducteur est l'une des chaînes industrielles les plus complexes et mondialisées qui existent.
1Conception de la puce
Définir l'architecture et concevoir les milliards de transistors qui composeront la puce. Les États-Unis occupent ici une position dominante ; mais l'architecture ARM, essentielle dans les smartphones et désormais les serveurs, provient du britannique Arm.
Acteurs clés2Logiciels de conception (EDA)
Avant d'être fabriquée, une puce doit être dessinée, simulée et vérifiée à l'aide de logiciels très spécialisés : l'EDA, Electronic Design Automation. Ce secteur est un point de dépendance particulièrement important, dominé par quelques acteurs.
Acteurs clés3Machines de fabrication
Transformer le dessin électronique en structures physiques de milliards de transistors exige des équipements d'une précision extraordinaire : lithographie, dépôt de matériaux, gravure, implantation ionique, métrologie et inspection.
Acteur clé4Fabrication : les fonderies
Les plans sont envoyés dans une fab, une usine de semi-conducteurs. Des centaines, voire des milliers d'opérations créent les transistors et leurs interconnexions sur des wafers (plaque fine de matériaux) de silicium.
Acteurs clés5Packaging et tests
Le wafer n'est pas la dernière étape : les puces doivent être découpées, assemblées, interconnectées, encapsulées puis testées. Avec les GPU et accélérateurs d'IA, les processeurs associent désormais plusieurs composants (chiplets, mémoire HBM, interconnexions très rapides) pour du packaging extrêmement sophistiqué.
CPU : Intel, AMD, ARM et dépendances européennes
Le processeur (CPU) constitue le cœur de la plupart des systèmes numériques.
Il exécute les instructions des logiciels et assure une grande partie des opérations de calcul nécessaires au fonctionnement des systèmes informatiques.
Dans les ordinateurs et surtout les serveurs, l'architecture x86-64 occupe toujours une place majeure et repose principalement sur deux entreprises américaines :
- IntelConçoit et fabrique une partie importante de ses processeurs.
- AMDEssentiellement fabless : conçoit ses puces mais confie leur fabrication à des fondeurs externes, en particulier TSMC à Taïwan.
Un centre de données situé en France, exploité par une entreprise française et hébergeant des données françaises peut néanmoins fonctionner avec des serveurs dont les processeurs et les architectures sont contrôlés par des entreprises américaines, et dont une partie de la fabrication dépend de l'Asie.
Le CPU constitue ainsi un bon exemple de la profondeur des dépendances technologiques qui doivent être prises en compte lorsqu'on analyse réellement la souveraineté d'une infrastructure numérique.
ARM : une origine européenne… mais une souveraineté limitée
L'architecture ARM occupe une position différente de celle d'Intel ou AMD. Créée au Royaume-Uni, l'entreprise Arm ne fabrique généralement pas elle-même les processeurs : elle conçoit des architectures et des blocs de propriété intellectuelle (IP) qu'elle concède sous licence à d'autres entreprises, qui peuvent ensuite développer leurs propres puces.
Cette approche a permis à ARM de devenir incontournable dans les smartphones et les systèmes embarqués, et de prendre une place croissante dans les serveurs et les infrastructures cloud.
Pour autant, ARM ne peut pas être considérée comme une technologie pleinement souveraine pour l'Europe.
Si l'entreprise conserve son siège, ses activités de conception et une grande partie de ses compétences historiques au Royaume-Uni, Arm Holdings est contrôlée par le groupe japonais SoftBank et est cotée au Nasdaq. De plus, les processeurs reposant sur ARM sont conçus par de nombreux acteurs internationaux et leur fabrication dépend largement de fondeurs asiatiques.
ARM illustre ainsi parfaitement la complexité des chaînes de dépendance technologique :
- Une architecture historiquement européenne
- Un contrôle capitalistique japonais
- Exploitée par des entreprises américaines ou asiatiques
- Des processeurs fabriqués principalement à Taïwan ou en Corée du Sud
GPU : domination de NVIDIA et enjeu particulier de l'IA
Le GPU (Graphics Processing Unit) était initialement destiné au calcul graphique. Son architecture, capable d'effectuer simultanément un très grand nombre d'opérations, en a fait progressivement un composant essentiel du calcul scientifique puis de l'intelligence artificielle. L'entraînement et l'inférence des grands modèles reposent aujourd'hui massivement sur des GPU et autres accélérateurs spécialisés.
NVIDIA : bien plus qu'un fabricant de GPU
L'américain occupe une position centrale dans cette infrastructure. Son avantage ne vient pas seulement de ses puces : NVIDIA fournit un écosystème complet.
Changer de GPU ne consiste pas nécessairement à remplacer une simple carte électronique : les logiciels, bibliothèques et compétences peuvent également être liés à l'écosystème NVIDIA.
Pourquoi l'IA change complètement l'enjeu
Un serveur traditionnel peut fonctionner avec seulement quelques processeurs, alors que les infrastructures dédiées à l'intelligence artificielle nécessitent une quantité de puissance de calcul sans commune mesure. L'entraînement et l'exploitation des modèles d'IA les plus avancés reposent désormais sur des milliers, voire des centaines de milliers d'accélérateurs GPU, interconnectés par des réseaux à très haut débit afin de fonctionner comme un immense système de calcul distribué.
NVIDIA évoque désormais des « AI factories » pouvant interconnecter des centaines de milliers de GPU, tandis que certains projets annoncés avec de grands acteurs technologiques portent sur des déploiements de plusieurs millions de GPU.
Le GPU devient ainsi une ressource stratégique, au même titre que les datacenters, l'énergie ou les réseaux nécessaires à son fonctionnement.
Sans accès à suffisamment d'accélérateurs performants, un État ou une entreprise dispose de capacités beaucoup plus limitées pour entraîner et exploiter des modèles d'IA de pointe. Cette dépendance prend une importance particulière pour l'Europe.
L'ampleur des investissements illustre cette évolution : les GPU ne sont plus de simples composants informatiques mais deviennent des actifs au cœur du financement de gigantesques infrastructures d'IA.
La maîtrise de la puissance de calcul devient un nouvel enjeu de souveraineté : dépendre des GPU étrangers, c'est aussi dépendre de l'étranger pour une partie de sa capacité à développer et exploiter l'intelligence artificielle.
- Pays
- États-Unis
- Création
- 1968
- Activité
- Conception + fabrication
- Architecture
- x86 / x86-64
- Marchés
- PC · Serveurs · Datacenters
- Fabrication
- 🇺🇸 🇪🇺 + sous-traitance
- Pays
- États-Unis
- Création
- 1969
- Activité
- Conception (fabless)
- Architecture
- x86 / x86-64
- Marchés
- PC · Serveurs · Datacenters
- Fabrication
- Principalement TSMC 🇹🇼
- Origine
- Royaume-Uni
- Création
- 1990
- Activité
- Conception + licences IP
- Architecture
- ARM
- Marchés
- Mobile · Embarqué · Serveurs
- Propriétaire
- SoftBank 🇯🇵
- Fabrication
- Réalisée par les licenciés / fondeurs
- Pays
- États-Unis
- Création
- 1993
- Activité
- Conception (fabless)
- Architecture
- GPU / accélérateurs IA
- Marchés
- IA · Datacenters · HPC · Gaming
- Fabrication
- Principalement TSMC 🇹🇼
- Écosystème
- CUDA
- Position IA
- Leader mondial
Une situation paradoxale : des compétences de premier plan, mais une forte dépendance sur plusieurs maillons essentiels.
Les processeurs x86 utilisés massivement dans les PC et les serveurs sont dominés par les américains Intel et AMD, tandis que l'architecture ARM, historiquement britannique, est contrôlée par le groupe japonais SoftBank et que les processeurs ARM destinés au cloud sont principalement conçus par des entreprises non européennes.
Cette dépendance se prolonge dans la fabrication des puces les plus avancées et dans les logiciels spécialisés de conception électronique :
L'Europe conserve néanmoins un atout stratégique majeur avec le néerlandais ASML, aujourd'hui incontournable pour les machines de lithographie EUV nécessaires à la fabrication des semi-conducteurs les plus avancés.
La souveraineté européenne repose moins sur une autonomie complète que sur sa capacité à réduire ces dépendances critiques tout en préservant et développant les quelques technologies stratégiques qu'elle maîtrise déjà.
Pour l'Europe, le développement des GPU et accélérateurs dédiés à l'intelligence artificielle fait apparaître une dépendance technologique particulièrement importante.
Il faut distinguer diversification et souveraineté.
- DiversificationRemplacer des GPU NVIDIA par des GPU AMD réduit la dépendance envers un fournisseur unique.
- SouverainetéLes deux entreprises restent américaines, et leurs puces les plus avancées dépendent de chaînes de fabrication extérieures à l'Union européenne.
La situation européenne est donc contrastée :
- Machines de lithographie (ASML)
- Recherche
- Certains semi-conducteurs industriels
- CPU généralistes
- GPU destinés à l'IA
- Écosystèmes logiciels associés
- Fabrication des puces les plus avancées
Cette dépendance devient d'autant plus stratégique que la puissance de calcul constitue désormais une condition essentielle au développement des modèles d'intelligence artificielle. La Commission européenne cherche d'ailleurs à renforcer les capacités européennes de calcul à travers le développement des AI Factories et AI Gigafactories.
Le GPU devient ainsi une ressource stratégique dont l'accès conditionne directement une partie de l'autonomie européenne en matière d'intelligence artificielle.
Semi-conducteurs : où en est l'Europe ?
Acteurs dominants et niveau de dépendance européenne, maillon par maillon de la chaîne de valeur des processeurs.
| Élément | Acteurs dominants | Dépendance européenne |
|---|---|---|
| CPU x86 |  Intel / AMD | Très forte |
| Architecture x86 (jeu d'instructions, licences) | Intel / AMD | Très forte |
| Architecture ARM |  Arm — contrôlé par  SoftBank | Forte |
| CPU ARM pour serveurs | Principalement des acteurs américains | Très forte |
| Fabrication avancée (fonderies) |  TSMC  Samsung Intel | Très forte |
| Logiciels de conception (EDA) | Synopsys / Cadence / Siemens EDA | Très forte |
| Machines de lithographie EUV |  ASML (monopole mondial) | Atout stratégique |
| CPU européen de pointe |  Peu d'alternatives (SiPearl / initiative EPI en émergence) | Très faible autonomie |
Chaîne de valeur des GPU pour l'IA
Acteurs dominants de chaque maillon et niveau de dépendance de l'Europe.
| Élément | Acteurs dominants | Dépendance européenne |
|---|---|---|
| GPU pour l'IA |
NVIDIA / AMD | Très forte |
| Architecture des GPU |
NVIDIA / AMD | Très forte |
| Logiciels / écosystème IA |
NVIDIA CUDA principalement | Très forte |
| Fabrication avancée |
TSMC
/
Samsung | Très forte |
| Mémoire HBM |
SK hynix / Samsung
+
Micron | Très forte |
| Machines de lithographie EUV |
ASML | Atout stratégique |
| GPU IA européen de pointe |
Peu d'alternatives | Très faible autonomie |
Les réponses européenne et française
Règlement européen sur les semi-conducteurs (Chips Act), lignes pilotes, processeurs européens de l'initiative EPI, supercalculateurs EuroHPC : face à sa dépendance aux puces conçues et fabriquées ailleurs, l'Union européenne veut reconquérir sa place dans la chaîne de valeur. Retrouvez dans une page dédiée les initiatives qui dessinent la souveraineté du continent en matière de GPU, de processeurs et de semi-conducteurs.
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