Les semi-conducteurs dans la fleur de l’âge

Un secteur à la croissance structurelle de moins en moins volatil et de plus en plus rentable

Pendant des années, le secteur des semi-conducteurs a souffert d’une cyclicité extrême et d’une rentabilité médiocre en raison de l’évolution rapide de la technologie des puces et d’une concurrence féroce. Les fluctuations ordinaires de l’offre et de la demande amenaient les fabricants de puces à réduire fortement leurs prix, réduisant ainsi leurs bénéfices à néant. En d’autres termes, la croissance du secteur ne se traduisait pas par un rendement du capital attrayant.

Toutefois, sur les dix dernières années, plusieurs transformations ont eu lieu dans le secteur. Plus précisément, la demande de semi-conducteurs s’est diversifiée, la conversion au numérique continue de l’économie dans son ensemble ayant créé de nouveaux marchés finaux. Parallèlement, les fournisseurs ont adopté une plus grande discipline en raison d’une complexité technologique croissante et d’une consolidation du secteur. En conséquence, même si le secteur restera sensible à la conjoncture économique, nous pensons qu’il est entré dans une nouvelle phase de croissance, caractérisée par une rentabilité plus élevée et par une moindre volatilité des bénéfices.

A propos des semi-conducteurs

Qu’est-ce qui permet d’établir une connexion Internet « haut débit », de rendre un téléphone « intelligent » et de nombreux autres biens de consommation (des voitures aux climatiseurs) plus sûrs et plus efficaces ? Les puces à semi-conducteurs.

Les puces sont le centre névralgique de la quasi-totalité des produits électroniques. Ce sont elles qui régulent les flux électriques pour traiter, stocker et transmettre des données. Les consommateurs citent souvent Facebook, Amazon, Apple, Netflix et Google comme les leaders technologiques de notre ère. Les fabricants de semi-conducteurs, qui sont les travailleurs de l’ombre souvent ignorés, sont tout aussi importants pour l’économie numérique du 21e siècle.

Sans les puces, nous ne pourrions pas effectuer nos tâches les plus ordinaires, comme envoyer des e-mails, créer des feuilles de calcul, faire des recherches sur Google, etc. Les semi-conducteurs sont également au cœur des technologies émergentes telles que l’intelligence artificielle, l’Internet des objets, l’informatique quantique, les réseaux sans fil avancés (5G) et bien plus encore. Ces dynamiques semblent faire des semi-conducteurs une opportunité de croissance attrayante pour les investisseurs. D’ailleurs, le chiffre d’affaires du secteur des semi-conducteurs au niveau mondial tend à croître plus de deux fois plus vite que le PIB mondial et s’élève aujourd’hui à 450 milliards de dollars.

Le secteur à ses débuts : une concurrence féroce et une forte cyclicité

De la fin des années 1990 au début des années 2010, grâce à des barrières à l’entrée relativement faibles et à l’essor de l’électronique grand public, les nouveaux intervenants se sont multipliés sur le marché. Mais leurs bénéfices étaient modestes : avec l’explosion de l’offre de puces, la forte concurrence a détérioré le pouvoir de négociation des fabricants. Dans ce contexte, la pression baissière sur les prix a largement contrebalancé la croissance des volumes. La moindre économie réalisée sur les coûts de fabrication devait nécessairement être répercutée sur le consommateur. Compte tenu de cette dynamique, les rendements du capital étaient pour le moins décevants. De fait, entre 1997 et 2012, tous les segments du secteur des semi-conducteurs, à l’exception de ceux des microprocesseurs et des fournisseurs sans fonderie, ont été incapables de dégager des bénéfices significatifs.

Les semi-conducteurs sont bien connus pour leurs cycles expansion/récession. Lorsque les conditions étaient favorables, les fabricants de puces avaient souvent du mal à répondre à la demande et devaient investir pour accroître leurs capacités de production. Néanmoins, en l’absence de visibilité à long terme sur les commandes, ils surestimaient souvent la demande et surinvestissaient. De plus, la production excédentaire était rarement absorbée par le marché, d’où une accumulation des stocks. Compte tenu de l’évolution rapide de la technologie des puces, les fabricants axés sur les technologies de pointe étaient obligés de fortement réduire leurs prix, sans quoi leurs stocks seraient devenus obsolètes dès l’arrivée de technologies plus récentes.

Ce cercle vicieux concernait davantage les puces mémoire, le segment du marché considéré comme le plus cyclique. Pendant la crise financière de 2008, les fabricants de PC ont commencé à diminuer leurs commandes de DRAM, un type de puce permettant de stocker des données dans des cellules de mémoire. Les fournisseurs de DRAM ont alors baissé leurs prix afin de vendre le plus possible de produits et convertir leurs stocks en trésorerie. Les prix des mémoires DRAM se sont alors effondrés, engendrant une baisse de 50% du chiffre d’affaires.

Parallèlement, les coûts des sociétés de semi-conducteurs sont souvent fixes, ce qui amplifie leur impact sur les bénéfices en période de ralentissement. Pour rester compétitifs et suivre l’évolution constante de produits toujours plus innovants, les fabricants de puces doivent réaliser de gros investissements dans la recherche et le développement, que la conjoncture soit bonne ou mauvaise. En outre, par le passé, de nombreux fabricants avaient leurs propres usines, de sorte que la plupart de leurs coûts de fabrication étaient fixes, indépendamment du taux d’utilisation des capacités. En conséquence, les fluctuations de chiffre d’affaires pouvaient avoir un impact disproportionné sur les bénéfices, comme les ralentissements précédemment enregistrés dans le secteur le montrent clairement (figure 2). Notamment, durant la crise financière mondiale de 2008-2009, les entreprises composant le SOX (un indice pondéré par la capitalisation boursière rassemblant 30 sociétés de semi-conducteurs) ont enregistré une baisse de 24% de leur chiffre d’affaires mais leur bénéfice d’exploitation a diminué de 67%. Dans ces conditions, il n’y a rien d’étonnant à ce que leur cours de bourse ait chuté de 47%, au grand dam de leurs actionnaires, lors de cette récession.

Une nouvelle normalité – Une rentabilité plus élevée et une moindre volatilité ?

Ces dernières années, quelques fabricants de semi-conducteurs ont dégagé une croissance des bénéfices moins volatile et des rendements du capital plus élevés. Certains segments du marché ont même commencé à présenter une structure oligopolistique. Ces résultats sont-ils viables ? Nous pensons que oui : la demande s’est diversifiée avec des marchés finaux plus attrayants et l’offre est devenue plus disciplinée en termes structurels en raison d’une complexité technologique croissante et d’une consolidation du secteur.

Elargissement des débouchés finaux

Des années 1990 aux années 2010, le moteur de croissance des semi-conducteurs était le marché final de l’électronique grand public, qui représentait plus de 55% du chiffre d’affaires du secteur en 2009. Le cycle de vie des produits électroniques grand public est généralement court (jusqu’à 18 mois) car les consommateurs montent en gamme régulièrement. Chaque génération d’appareils apportait donc avec elle des technologies plus récentes et plus rapides, de sorte qu’il était essentiel de liquider les stocks avant de lancer de nouveaux produits. Pour cette raison, les cycles des fabricants de puces étaient fréquents et prononcés, car ils n’hésitaient pas à réduire leurs prix.

Aujourd’hui en revanche, la croissance du secteur est alimentée en grande partie par la plus grande utilisation des semi-conducteurs sur des marchés finaux qui ne relèvent pas de la consommation courante (automobile, industrie, équipements de communication et centres de données). Par exemple, le coût moyen des semi-conducteurs utilisés dans une voiture a plus que triplé en vingt ans, passant de 150 dollars à 475 dollars, en raison d’une course permanente à l’électrification et à l’automatisation des véhicules. De plus, nous n’en sommes qu’au début de la transition vers une économie de plus en plus axée sur les données. Selon certaines estimations, nous allons probablement créer plus de données au cours des trois prochaines années que durant les trois dernières décennies. Nous aurons de plus en plus besoin de centres de données et de services d’infrastructure sur le cloud, ce qui profitera aux semi-conducteurs relevant des sciences informatiques (GPU, ASIC, etc.) et aux puces mémoire. D’ailleurs, le marché final des serveurs a déjà dépassé celui des PC en pourcentage de livraisons de mémoires DRAM, représentant un tiers de la demande contre seulement 10 à 15% il y a plusieurs années.

En raison de tous ces changements, la part de l’électronique grand public dans le chiffre d’affaires du secteur est passée à moins de 50% sur les quatre dernières années. La demande finale s’est donc logiquement diversifiée, ce qui a atténué l’impact des cycles de vie des produits électroniques grand public sur le chiffre d’affaires du secteur. Parallèlement, ces nouveaux marchés finaux B2B sont constitués de clients qui permettent de dégager des marges plus élevées. Le coût de la puce ne représente souvent qu’une infime partie du coût de production total (nomenclature peu volumineuse), de sorte que les clients sont moins sensibles aux prix, ce qui permet aux fabricants de puces d’améliorer leurs marges. Pour finir, les marchés finaux qui ne relèvent pas de la consommation courante présentent souvent des cycles de vie plus longs et dépendent moins des technologies les plus récentes. Par exemple, les unités analogiques et les microcontrôleurs vendus aujourd’hui utilisent souvent des technologies qui datent de plusieurs années. En période de baisse de la demande, ces fabricants de puces sont donc plus disposés à maintenir les prix aux mêmes niveaux et à conserver leurs stocks, ce qui atténue au bout du compte la volatilité du chiffre d’affaires.

Consolidation

Les opérations de fusion-acquisition ont dépassé les 350 milliards de dollars dans le secteur mondial des semi-conducteurs entre 2015 et 2020 – plus de cinq fois le volume des six années précédentes. L’activité en la matière s’est notamment accélérée au second semestre 2020, surtout dans le segment des acquisitions de grande envergure, concernant entre autres NVIDIA (rachat d’ARM), Analog Devices (rachat de Maxim) et ARM (rachat de Xilinx). Cette accélération, en parallèle avec l’absence de nouveaux arrivants, a engendré une forte consolidation dans le secteur. Aux Etats-Unis, le nombre total de sociétés de semi-conducteurs a diminué de 110 en 2001 à seulement 60 en 2020, ce qui a donné lieu à des conditions de concurrence plus favorables.

Pour approfondir cette réflexion, nous examinons l’évolution du secteur des mémoires DRAM. La DRAM a été inventée par IBM et Intel dans les années 1960-1970, puis fabriquée en masse par plus de trente nouveaux arrivants tout au long des années 1980-1990. En raison de la fragmentation du secteur, les fabricants de puces DRAM s’attachaient principalement à faire croître leur part de marché. En période de baisse de la demande, tous les intervenants réduisaient drastiquement leurs prix et se débarrassaient de leurs stocks sur le marché.

Aujourd’hui, le secteur s’est consolidé et ne compte plus que trois intervenants, à savoir Samsung Electronics, SK Hynix et Micron, qui représentent plus de 95% de l’offre mondiale en mémoires DRAM. Et, surtout, la consolidation a changé les comportements. Tous les intervenants font preuve d’une plus grande maîtrise de leurs dépenses d’investissement, ce qui leur a permis de systématiquement augmenter leur rentabilité. Durant le dernier ralentissement du marché des mémoires en 2019, les trois intervenants ont réagi sans tarder en réduisant fortement leurs dépenses d’investissement et en conservant des stocks plus importants malgré une demande moins élevée à court terme. De fait, les marges d’exploitation du secteur DRAM ne sont pas descendues en deçà de 30% en 2019, ce qui constitue une amélioration marquée par rapport aux ralentissements de 2008-2009 et de 2011-2012, périodes durant lesquelles le secteur affichait une rentabilité négative.

Complexité technologique accrue et limites de la loi de Moore

Parallèlement à l’émergence de nouvelles applications, la complexité et les coûts inhérents à la conception et à la fabrication des puces ont considérablement augmenté. Depuis une cinquantaine d’années, au sein du secteur des semi-conducteurs, la feuille de route de l’innovation suit la « loi de Moore », selon laquelle le nombre de transistors (composants des puces) par millimètre carré devrait doubler tous les deux ans (réduction de la finesse de gravure, ou « shrink »).

Cette densité accrue des transistors a donné naissance à des puces plus petites, plus rapides et moins chères, qui ont facilité l’adoption des semi-conducteurs dans de nombreuses industries. Pour remettre les choses dans leur contexte, rappelons que, en 1965, les meilleures puces contenaient 100.000 transistors de 6.000 nanomètres de large. Aujourd’hui, la puce M1 d’Apple, fabriquée par Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), contient 16 milliards de transistors qui ne font que 5 nanomètres de large (c’est-à-dire qu’ils sont 10.000 fois plus fins qu’un cheveu humain).

Mais la loi de Moore a ses limites, dont nous nous rapprochons. Les améliorations progressivement apportées aux modes de fabrication sont devenues beaucoup plus complexes et chères, faisant augmenter l’intensité capitalistique pour les fabricants de puces. L’investissement nécessaire à la construction d’une usine de fabrication de pointe a été multiplié par plus de 5, passant de 2 milliards de dollars au début des années 2000 à environ 10 ou 15 milliards de dollars aujourd’hui. De fait, les dépenses d’investissement collectives des sociétés de semi-conducteurs mondiales se chiffrent à environ 100 milliards de dollars pour 2020, soit 20% à 25% de leur chiffre d’affaires. Parallèlement, les coûts de conception des puces ont également grimpé en flèche. Le secteur américain des semi-conducteurs consacre en moyenne 17% de son chiffre d’affaires à la recherche-développement, juste derrière celui des industries pharmaceutique et biotechnologique. Les barrières à l’entrée sont donc de plus en plus hautes.

Enfin et surtout, les baisses de prix sont de moins en moins importantes. Les coûts unitaires des transistors, qui diminuaient auparavant de 20% à 30% par an selon la loi de Moore, diminuent plus lentement et de façon non linéaire depuis 2013. En d’autres termes, la courbe des coûts s’aplatit dans le secteur, ce qui engendre un changement fondamental dans les décisions des fabricants de puces en matière d’allocation du capital. Nous pensons que la croissance de l’offre sera plus limitée à l’avenir en raison d’une plus grande discipline dans les dépenses d’investissement et d’une moindre croissance due à la réduction de la finesse de gravure. Cela aura un impact favorable sur la cyclicité du secteur car les périodes moins fréquentes de surinvestissement et de capacités excédentaires favoriseront la résilience des prix sur l’ensemble du cycle.

Conclusion : la nouvelle normalité

Il fut un temps où, en raison des cycles des semi-conducteurs, les investisseurs achetaient et vendaient souvent au mauvais moment. Bien qu’une certaine cyclicité soit susceptible de perdurer, nous pensons que le secteur est entré dans une nouvelle phase, caractérisée par des moteurs de croissance à long terme, une concurrence plus rationnelle et une meilleure rentabilité. De fait, certains segments sont déjà des marchés oligopolistiques attrayants où les barrières à l’entrée sont élevées. Citons notamment ceux des microprocesseurs, des GPU, des biens d’équipement à semi-conducteurs, des mémoires et des fonderies.

L’impact financier des changements structurels qui se déroulent dans le secteur se fait déjà sentir. Les entreprises composant l’indice SOX ont dégagé un rendement des capitaux propres de 20% en moyenne sur les dix dernières années, presque le double de celui de la décennie précédente, tout en maintenant un endettement faible. Les marges et les flux de trésorerie disponible ont également augmenté, tandis que la volatilité des bénéfices a diminué de presque moitié. Même en 2020, dans un contexte de contraction du PIB mondial et des bénéfices des entreprises, les fabricants de semi-conducteurs ont vu leurs bénéfices croître de 11%. Selon nous, ces fondamentaux solides créent des conditions favorables pour les investisseurs à long terme, qui peuvent identifier des sociétés de croissance de qualité dans le secteur des semi-conducteurs.

Les investissements évoqués sont fournis à des fins d’illustration uniquement et il ne saurait être garanti que le conseiller réalisera des investissements ayant des caractéristiques identiques ou similaires à celles des investissements présentés. Les investissements sont présentés exclusivement à des fins de discussion et ne constituent pas un indicateur fiable de la performance ou du profil d’investissement d’un indice composite ou d’un compte client. De plus, le lecteur ne doit pas présumer que les investissements identifiés ont été ou seront fructueux ou que les recommandations d’investissement ou les décisions d’investissement que nous prendrons à l’avenir seront rentables.

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