Ce que j’ai appris en visitant un fabricant de cartes mémoire

L’industrie des puces mémoire se retrouve sous les projecteurs depuis quelques mois. À cause de l’IA générative et de ses besoins gargantuesques en mémoire vive, une pénurie mondiale sévit depuis l’an dernier, entraînant des hausses de prix dans de nombreuses catégories d’appareils, des barrettes de RAM aux ordinateurs portables, en passant par les disques de stockage et les consoles de jeux vidéo.

J’étais donc particulièrement intéressé d’en découvrir un peu plus sur cette industrie, à l’occasion d’une visite dans les usines et au siège social de Lexar en Chine*, organisée à l’occasion des 30 ans de la marque, connue surtout pour ses cartes SD et microSD, mais qui fabrique aussi des disques SSD, des barrettes de mémoire vive et plus.

Voici ce que j’ai appris lors de mon passage.

Une carte mémoire requiert plusieurs usines

Une carte mémoire, comme une carte SD ou un disque SSD, doit passer par plusieurs étapes avant d’être mise en marché.

La première – que je n’ai pas eu l’occasion de voir lors de mon voyage à la mi-juin – se fait dans ce que l’industrie appelle une fonderie : une usine conçue pour graver les puces elles-mêmes, sur une sorte de grand disque (un wafer, qu’on peut traduire par plaquette de silicium ou plaquette de puces) comprenant des dizaines, voire des centaines ou des milliers de puces, selon la taille de celles-ci. Il n’y a qu’une poignée d’entreprises dans le monde qui fabriquent ces plaquettes de mémoire, notamment Micron, Samsung et SK Hynix.

Les entreprises qui vendent des barrettes de mémoire vive et des cartes mémoires, comme Lexar, s’approvisionnent en plaquettes chez ces fabricants.

Notre visite a commencé à l’étape suivante, à Suzhou, près de Shanghai : c’est là que les plaquettes sont transformées en puces. La plaquette est tout d’abord amincie, passant de 0,76 mm à 30 ou 50 microns, soit une épaisseur plus fine qu’un cheveu humain. La plaquette est livrée plus épaisse pour ne pas qu’elle se brise dans le transport.

Les plaquettes sont ensuite coupées, et les puces reliées à un support, un processus qui requiert une vingtaine d’étapes, en autant de machines.

Dans une autre usine visitée, à Zhongshan, près de Shenzhen (le cœur de l’industrie technologique en Chine, à quelques kilomètres de Hong Kong), les puces sont transformées en produits pouvant être utilisés, comme une carte SD ou un disque SSD, en intégrant notamment différentes composantes sur un circuit imprimé, dans un format qui pourra être installé par les utilisateurs directement.

C’est aussi à cet endroit que la recherche et le développement de la marque sont réalisés, et que les produits sont testés.

Notons que l’emballage est ensuite réalisé dans une dernière usine, à Taïwan dans le cas des produits vendus au Canada.

Beaucoup de machines, peu d’employés

Certains étages des usines visitées avaient la surface d’une patinoire de hockey, avec des centaines de machines valant plusieurs millions de dollars chacune, mais bien peu de personnes pour s’en occuper.

L’un des postes qui requiert un peu plus d’employés dans la fabrication semble en fait être le transport des pièces d’une machine à l’autre, mais cette étape devrait prochainement être automatisée également. Dans l’ensemble, tout semblait étonnamment tranquille dans l’usine (à l’exception de l’excellente cafétéria sur l’heure du midi !).

Les cartes mémoires sont testées dans des milliers d’appareils

C’était peut-être naïf de ma part, mais je croyais que si une carte SD fonctionnait dans un appareil photo, elle fonctionnerait forcément dans tous les autres. Ce n’est pas le cas.

Et c’est d’ailleurs pour cette raison que quand une nouvelle carte mémoire ou nouveau disque SSD est mis sur le marché, la pièce doit être essayée dans des dizaines ou des centaines d’appareils différents (selon les tests nécessaires cette journée-là), comme des ordinateurs, des appareils photo, des drones, des caméras de surveillance et des consoles de jeux vidéo.

Les salles de tests chez Lexar ressemblent à une sorte de Best Buy géant, où environ 2000 appareils sont déballés, chargés et facilement accessibles.

Il y a évidemment de nombreux autres types de tests qui sont effectués, pour mesurer par exemple la résistance physique et les caractéristiques électriques de la carte.

En réponse à la pénurie, attendez-vous à voir des technologies plus avancées arriver sur le marché

Grâce à ses ententes à long terme avec les fabricants de plaquettes de silicium, Lexar continue de recevoir les composantes nécessaires à la fabrication de ses produits, mais l’entreprise en reçoit un peu moins.

La maison mère de Lexar travaille depuis plusieurs années améliorer la verticalité de l’entreprise, afin d’être plus en contrôle de son sort. C’est pour cette raison que Lexar développe ses propres contrôleurs, par exemple (le cerveau des cartes mémoire, si on veut) et que l’entreprise a acquis la majorité de l’usine de Longforce, où les plaquettes sont transformées en puces (avant, Longforce était un simple fournisseur).

Il n’est toutefois pas possible pour Lexar de pousser les acquisitions plus loin en achetant ou en développant une fonderie. Ces usines sont tout simplement trop chères à mettre en place, et puisque le marché de la mémoire est traditionnellement volatile, le prix des puces devrait un jour redescendre (comme consommateurs, c’est du moins ce qu’on espère), et rien n’indique donc qu’une telle usine serait rentable à long terme.

Pour compenser la pénurie, l’entreprise prévoit plutôt lancer des produits plus avancés (et donc plus chers).

Parmi les technologies présentées lors de notre visite, j’ai notamment été intéressé par Lexar Snapshot, une fonctionnalité qui devrait permettre de faire des copies de sauvegarde de la mémoire interne de certains appareils, comme des casques de réalité virtuelle, par exemple.

Les prochains disques SSD devraient être encore plus petits

Longsys a annoncé l’année dernière le lancement d’un nouveau format pour les disques SSD, afin qu’ils soient plus fiables, plus résistants et plus petits. L’idée est de prendre les principales composantes d’un SSD — le contrôleur, la mémoire, l’alimentation et les petites composantes électroniques — et de les intégrer dans un seul module, plutôt que de les souder séparément sur un circuit imprimé.

En gros, c’est un peu l’équivalent de ce que les fabricants de puces comme Apple, Intel et Qualcomm font depuis quelques années pour les systèmes sur puce qui équipent les ordinateurs et les téléphones intelligents.

Le résultat est un disque un peu plus petit (20 mm par 30 mm) et un peu plus mince que les disques actuels, mais qui est aussi performant que les disques plus gros, tout en étant plus résistants par rapport à la chaleur et à la pression. La technique offre aussi des économies d’échelle, puisqu’un module de mémoire peut être utilisé par lui-même, ou via un adaptateur (comme M.2 2230 et M.2 2280) pour fonctionner dans d’autres types d’appareils.

Notons que cette technologie est d’ailleurs aussi au cœur de la nouvelle gamme de disques SSD Play X de l’entreprise, qui peuvent s’adapter au format M2 2230 ou M.2 2280, ce qui permet par exemple d’acheter un disque SSD pour une console PC, puis de s’en servir plus tard dans son PC de bureau, sans avoir à faire de compromis sur les performances. Au prix que le stockage coûte actuellement, une telle flexibilité est quand même appréciée.

Le stockage pour l’IA arrive (et pourrait réduire les besoins de mémoire vive)

Parmi les technologies à venir présentées, la plus intéressante est probablement ce que Lexar appelle le stockage pour l’IA. Sans entrer dans les détails techniques – dont certains m’ont échappé avec les 12 heures de décalage horaire ! -, notons qu’il s’agit d’une solution à la fois matérielle et logicielle, qui permet de profiter du disque SSD pour réduire les besoins en mémoire vive lorsqu’on utilise l’IA générative localement.

L’intérêt est particulièrement évident dans un contexte de pénurie de la mémoire vive, puisque la technologie permet, selon les chiffres de Lexar, de faire fonctionner les grands modèles de langage plus rapidement lorsqu’il y a peu de mémoire vive dans un ordinateur, et de faire fonctionner des modèles plus gros lorsqu’il a plus de mémoire vive.

L’intérêt est donc double : profiter de l’IA générative sur des ordinateurs moins chers, ou profiter d’une IA générative encore plus performante avec des ordinateurs mieux équipés.

Si les prix de la mémoire vive ne redescendent pas rapidement, peut-être sera-t-il donc au moins possible d’en avoir besoin de moins.

Évidemment, il faudra attendre de les essayer pour savoir si la technologie fonctionne aussi bien que ce qui est annoncé.

*Cet article a été rédigé dans le cadre d’un voyage de presse dont une partie des frais ont été payés par Intel, sans aucun droit de regard sur son contenu.