Comment la Suisse pourrait rebattre les cartes de l’industrie de la puce

L'IA a accru la demande mondiale en semi-conducteurs Keystone

La course à la domination du semi-conducteur alimente les tensions géopolitiques entre les super puissances mondiales. Une technologie suisse au code source ouvert vise à casser le monopole des puces actuellement détenu par quelques pays et entreprises.

De la même manière que le système d’exploitation Linux défie depuis longtemps les géants du logiciel tels que Microsoft, le mouvement RISC-V (à prononcer Risk Five) s’est donné comme mission de bouleverser les monopoles en place dans le monde du matériel informatique.

L’association internationale RISC-VLien externe est restée dans une relative obscurité au cours des six dernières années. Cette ONG abrite l’«architecture du jeu d’instructions» (ISA) en code source ouvert RISC-V, un outil technologique qui pourrait offrir à de petites entreprises la liberté qui leur manque pour développer les outils informatiques qu’elles souhaitent.

Les systèmes ISA constituent un point de jonction essentiel entre le logiciel (le software) et le matériel informatique (le hardware). Elles traduisent du code informatique complexe en instructions opérationnelles à destination des puces. N’importe quel appareil informatique en a besoin. Sans les ISA, les ordinateurs et les smartphones tomberaient en rade, l’IA ne pourrait pas exister, et les voitures perdraient leurs fonctionnalités numériques de pointe.

La plupart des systèmes numériques à travers le monde dépendent de deux versions des ISA, l’une qui appartient au géant américain Intel, l’autre issue du fabricant britannique ARM. Ces deux compagnies récoltent des profits considérables en accordant des licences d’accès à leurs systèmes ISA, à des conditions restrictives.

Ces exigences font peser sur les entreprises des coûts supplémentaires, et les empêchent de personnaliser leur matériel pour des usages spécifiques. Un enjeu particulièrement crucial pour les start-up qui élaborent la prochaine génération de processeurs semi-conducteurs pour répondre, entre autres, à la demande de l’intelligence artificielle (IA).

Innover à moindre coût

Ces options limitées concernant les systèmes ISA donnent aussi un pouvoir exorbitant aux États-Unis et au Royaume-Uni sur le marché mondial de la puce. Un standard en code source ouvert tel que le RISC-V offre aux concepteurs de matériel informatique une plus grande marge de manoeuvre, pour innover à moindre coût.

«Nous pouvons tirer parti de RISC-V pour nous démarquer, et mettre en avant notre technologie gratuitement», déclare Alessandro Aimar, fondateur et directeur de la technologie de la start-up suisse Synthara, qui travaille avec des fabricants pour améliorer les performances des puces IA utilisées pour les centres de données et les périphériques.

En favorisant l’entrée de ces petites entreprises, partout dans le monde, dans l’industrie du semi-conducteur, le marché tout entier a connu une stimulation, selon Alessandro Aimar. «Le secteur du silicone a atteint un pic jamais vu depuis le début des années 1990, dit-il. Les deux contributeurs principaux sont l’IA, et RISC-V.»

RISC-V a vu le jour à l’université de Californie, à Berkeley, en 2010. Tout comme le web, RISC-V a débuté sous la forme d’un projet académique destiné à encourager l’innovation.

Mais ces dernières années, l’association derrière RISC-V a discrètement organisé une base mondiale de plus de 4500 membres issus du monde académique, de start-up, ainsi que de plus gros partenaires commerciaux. Des poids lourds américains comme Nvidia, Microsoft et Google côtoient les géants chinois Huawei, Tencent et Alibaba, ainsi que des compagnies européennes de pointe comme Infineon et Thalès.

Tensions commerciales

L’attrait: la promesse d’un système ISA en source ouverte pour enfin dessiner une voie neutre à travers les tensions commerciales, réaliser des économies, propulser la recherche sur les puces et favoriser l’innovation par la concurrence.

Les grandes entreprises utilisent déjà RISC-V pour concevoir certains éléments de traitement, connus sous le nom de coeurs, microprocesseurs et accélérateurs, au sein de leurs produits. À lui seul, Nvidia a importé plus d’un milliard de coeurs RISC-V dans ses puces en 2024.

On trouve les composants issus de RISC-V dans les voitures, les objets connectés, les centres de données, et les super-ordinateurs. Ils sont même utilisés dans l’espace par les agences spatiales américaine et européenne.

L’implantation en Suisse de l’association internationale RISC-V constitue un atout de poids. Son siège se trouvait initialement au Delaware en 2015, mais au moment où certains pays ont commencé à menacer de restreindre la vente et le commerce de semi-conducteurs, RISC-V a déménagé ses quartiers à Zurich en 2020, afin d’échapper aux interférences politiques potentielles.

La CEO de RISC-V de l’époque, Calista Redmond, avait confié à l’agence de presse Reuters que certaines entreprises membres exprimaient le désir d’avoir une autre adresse pour le siège.

RISC-V International maintient les standards et le développement des ISA mais ne cherche pas à interférer sur les utilisateurs ou leurs objectifs, d’après le CEO actuel, Andrea Gallo. Les membres viennent de partout dans le monde: un tiers d’entre eux viennent d’Asie, un tiers d’Europe, un tiers des États-Unis.

«Nous respectons entièrement les réglementations commerciales de chaque pays, souligne Andrea Gallo. Le fait d’être en Suisse atteste de notre neutralité quel que soit le fuseau horaire, la géographie et la culture.»

Réduire la dépendance vis-à-vis des États-Unis

Les entreprises telles que la start-up suisse Synthara reconnaissent les libertés qu’offre le manuel d’instruction en source ouverte ISA, connu dans les cercles industriels sous le nom d’architecture.

«Ce n’est plus la peine de rester dépendants d’une architecture dont les États-Unis pourraient restreindre l’approvisionnement du jour au lendemain, ce qui vous empêcherait d’obtenir des processeurs compatibles, relève Alessandro Aimar. Et les entreprises ne sont plus tenues d’obtenir la permission du gouvernement britannique pour pouvoir utiliser la technologie ARM.»

Aux États-Unis, le Congrès a sonné l’alerte lorsque la Chine s’est mise à RISC-V pour augmenter ses capacités en semi-conducteurs. Plusieurs articles de presse ont relayé l’année dernière l’adoption de RISC-V par la Chine, en vue de réduire sa dépendance vis-à-vis de la technologie occidentale.

En 2023, une commission spéciale du Congrès américain sur la Chine a écrit au Département du Commerce pour faire valoir ses inquiétudes, parlant de «risques pour la sécurité nationale», liés au fait que la Chine emploie le RISC-V «dans le but explicite de saper les contrôles à l’exportation américains et de doubler notre avance technologique dans la conception de puces.» Le Département du Commerce américain n’a pas répondu aux sollicitations de Swissinfo.

Partenariat avec Linux

Mais l’alternative en source ouverte à Intel et ARM a encore du chemin à parcourir avant de menacer leur suprématie, selon Frank Gürkaynak, directeur du Microelectronics Design Centre (centre de conception de technologie microélectronique) à l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH). «Beaucoup d’entreprises investissent des centaines de millions de dollars pour concevoir les puces les plus sophistiquées possibles, avance-t-il. Elles n’envisageront pas d’utiliser un standard en source ouverte comme RISC-V à moins d’être convaincues qu’il est correctement encadré et restera stable à long terme.»

Et d’ajouter: «Ils veulent des preuves de bonne gouvernance, quelque chose de concret, et de directement utilisable. Les grandes entreprises veulent être intégrées à la discussion, pour s’assurer que les évolutions futures restent dans des limites acceptables.»

Des avancées récentes sont censées faire passer RISC-V au stade supérieur. L’association-mère a noué un partenariat avec Linux, en vue de créer une sainte trinité du code source ouvert, pour le logiciel, l’ISA, et le matériel informatique. Il est indispensable de proposer ces trois éléments, ainsi qu’une évolution stable et de bonnes fonctions support, afin de pouvoir représenter une concurrence sérieuse à la table des grands.

«Faire un nouveau processeur, ce n’est pas si compliqué, dit Frank Gürkaynak. Faire en sorte que l’écosystème entier du logiciel se connecte avec l’équipement informatique, c’est très difficile. Il faut l’équivalent de centaines d’années d’heures de travail combinées pour faire fonctionner un ordinateur portable.»

Ayant réussi à uniformiser les règles du jeu pour tous les joueurs, grands comme petits, qui conçoivent des puces à travers le monde, l’association internationale RISC-V se montre très claire quant à son ambition pour l’avenir. «Notre vision, c’est que RISC-V devienne le choix par défaut d’ISA», déclare Andrea Gallo.

Ce qui ne veut pas dire que l’association va mettre au chômage toutes les entreprises qui dominent actuellement le marché. «Le marché est si vaste, et progresse tellement vite, qu’il y a de la place pour tout le monde», ajoute Andrea Gallo.

Texte relu et vérifié par Gabe Bullard, traduit de l’anglais par Pauline Grand d’Esnon/sj