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# Fiche fabrication : Carte mère

| Version | Date | Commentaire |
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| 1.0 | 22 avril 2025 | Version initiale |

## Présentation synthétique

La carte mère constitue le socle fondamental de tout dispositif électronique, servant de plateforme d’interconnexion et de communication entre l’ensemble des composants. Cette plaque de circuit imprimé multicouche (PCB) comprend typiquement entre 4 et 16 couches conductrices séparées par des matériaux isolants, formant un réseau complexe d’interconnexions pour la distribution de l’alimentation et la transmission des signaux. Son rôle est triple : structurel (supporter physiquement les composants), électrique (fournir les chemins conducteurs) et fonctionnel (orchestrer les communications entre composants).

La fabrication des cartes mères modernes implique des procédés sophistiqués de photolithographie, de micro-perçage, de métallisation et d’assemblage automatisé. Les contraintes de miniaturisation, de dissipation thermique et d’intégrité du signal sont devenues déterminantes avec l’augmentation des fréquences de fonctionnement.

L’industrie mondiale des cartes mères représente un marché de plus de 35 milliards de dollars, principalement concentré dans les pays asiatiques, avec une spécialisation croissante selon les segments (consommation, industriel, médical, aérospatial, etc.).

## Composants utilisés

| **Composant** | **Fonction** | **Origine (fiche composant)** | **Part dans le coût total** |
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| Substrat FR-4 (fibre de verre époxy) | Base isolante structurelle | Fiche Plastiques | 15-20 % |
| Cuivre | Couches conductives, pistes et plans | Fiche Cuivre | 20-25 % |
| Résine époxy (préimprégné) | Liaison entre couches | Fiche Plastiques | 10-15 % |
| Masque de soudure | Protection contre l’oxydation et courts-circuits | Fiche Plastiques | 3-5 % |
| Sérigraphie | Identification visuelle des composants | Fiche Plastiques | 1-2 % |
| Finition de surface (ENIG, OSP, HASL) | Protection du cuivre exposé et soudabilité | Fiche métaux conducteurs/Or | 5-8 % |
| Connecteurs divers | Interfaces pour composants et périphériques | Fiche Connecteurs | 12-18 % |
| Composants passifs (résistances, condensateurs) | Filtrage et régulation électrique | Fiche Céramiques/Tantale | 8-12 % |
| Circuits intégrés de contrôle | Gestion des fonctions de base (BIOS, chipset) | Fiche WaferLogique | 15-20 % |

_Note: Les proportions varient selon le type de carte mère (smartphone, serveur, ordinateur personnel) et le segment de marché (entrée de gamme, haute performance)._

## Principaux fabricants

| **Pays d’implantation** | **Entreprise** | **Pays d’origine** | **Capacité de production (millions d’unités/an)** | **Spécialisation** | **Part de marché estimée** |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Chine | Foxconn | Taïwan | 110 | Tous segments | 22,5 % |
| Chine | Quanta Computer | Taïwan | 45 | Portables, serveurs | 9,1 % |
| Chine | Pegatron | Taïwan | 38 | Grand public, DIY | 7,7 % |
| **Total Chine** |  |  | **193** | **Divers** | **39,3 %** |
| Taïwan | ASUSTeK | Taïwan | 28 | Ordinateurs, DIY | 5,7 % |
| Taïwan | Gigabyte | Taïwan | 25 | Ordinateurs, DIY | 5,1 % |
| Taïwan | MSI | Taïwan | 20 | Gaming, DIY | 4,1 % |
| Taïwan | ASRock | Taïwan | 12 | Grand public, DIY | 2,4 % |
| **Total Taïwan** |  |  | **85** | **Divers** | **17,3 %** |
| Thaïlande | Cal-Comp | Taïwan | 16 | Appareils mobiles | 3,3 % |
| **Total Thaïlande** |  |  | **16** | **Divers** | **3,3 %** |
| Vietnam | Intel Products | États-Unis | 35 | Ordinateurs, serveurs | 7,1 % |
| **Total Vietnam** |  |  | **35** | **Divers** | **7,1 %** |
| Malaisie | Flextronics | Singapour | 28 | Industriel, médical | 5,7 % |
| Malaisie | Jabil Circuit | États-Unis | 22 | Serveurs, réseau | 4,5 % |
| **Total Malaisie** |  |  | **50** | **Divers** | **10,2 %** |
| Mexique | Foxconn | Taïwan | 24 | Serveurs, automobiles | 4,9 % |
| **Total Mexique** |  |  | **24** | **Divers** | **4,9 %** |
| États-Unis | Sanmina | États-Unis | 18 | Défense, aérospatial | 3,7 % |
| États-Unis | Flex | Singapour | 15 | Médical, haute sécurité | 3,1 % |
| **Total États-Unis** |  |  | **33** | **Divers** | **6,8 %** |
| Brésil | Flex | Singapour | 12 | Grand public | 2,4 % |
| **Total Brésil** |  |  | **12** | **Divers** | **2,4 %** |
| Divers |  |  | 43 | Segments spécialisés | 8,7 % |
| **Total mondial** |  |  | **491** | **Tous segments** | **100 %** |

_Note: Les capacités indiquées représentent la production annuelle estimée en 2024-2025. Le marché est dominé par des fabricants sous contrat (ODM/EMS) taïwanais, avec une forte concentration de la production en Chine continentale._

## Contraintes spécifiques à la fabrication

| **Contrainte** | **Description** | **Impact sur la production** |
| :-- | :-- | :-- |
| Précision de gravure | Largeur minimale des pistes (jusqu’à 40 μm) | Équipements de photolithographie spécialisés |
| Densité d’interconnexions | Jusqu’à 50 vias/cm² pour les cartes avancées | Techniques de micro-perçage laser et de vias empilés |
| Impédance contrôlée | Maintien précis des caractéristiques électriques | Simulateurs électromagnétiques et contrôle strict des matériaux |
| Compatibilité électromagnétique | Limitation des interférences (EMI/EMC) | Techniques de blindage et routage complexes |
| Intégrité du signal | Transmission sans déformation à haute fréquence | Contrôle d’impédance et design spécifique des pistes |
| Dissipation thermique | Évacuation de la chaleur des composants | Couches thermiques spéciales et matériaux conducteurs |
| Cycle de vie | Durabilité et fiabilité (5-10 ans) | Tests de vieillissement accéléré et de stress environnemental |
| Délais d’approvisionnement | Matériaux critiques (cuivre haute pureté, préimprégné) | Planification avancée et diversification des fournisseurs |
| Savoir-faire | Expertise en conception et fabrication | Formation spécialisée et concentration géographique |

_Note: La fabrication des cartes mères haut de gamme (serveurs, équipements médicaux, aéronautique) implique des contraintes supplémentaires de fiabilité et de certification qui augmentent significativement les coûts et les délais de production._

## Matrice des risques liés à la fabrication

| **Impact/Probabilité** | **Faible** | **Moyen** | **Fort** |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** |  | R1 (Concentration géographique) | R2 (Pénurie de matériaux spécifiques) |
| **Moyen** | R3 (Obsolescence technologique) | R4 (Coûts énergétiques) | R5 (Complexité des chaînes d’approvisionnement) |
| **Faible** | R6 (Automatisation excessive) |  |  |

**Détail des risques principaux :**

- **R1** : Concentration excessive de la production en Asie (**>75 %**), particulièrement à Taïwan et en Chine continentale
- **R2** : Volatilité de l’approvisionnement et des prix du cuivre de haute pureté, des résines et des matériaux spécifiques
- **R3** : Évolution rapide des normes et technologies nécessitant des mises à jour fréquentes des équipements
- **R4** : Sensibilité aux coûts énergétiques (processus énergivores) et impact des politiques environnementales
- **R5** : Dépendance à plus de **300** fournisseurs différents pour l’ensemble des composants et matériaux
- **R6** : Perte potentielle d’expertise manuelle critique pour les réparations et le dépannage suite à l’automatisation

## Indice de Herfindahl-Hirschmann

| **IHH** | **Faible** | **Modéré** | **Élevé** |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Acteurs** | 13 |  |  |
| **Pays** |  | 22 |  |

### IHH par entreprise (acteurs)

L’IHH calculé pour les principaux fabricants de cartes mères est de **13**, ce qui indique une **concentration faible**. Le marché reste dominé par **Foxconn**, qui atteint environ **27 %** de part de marché mondiale, mais aucun autre concurrent n’excède 10 %. Cette répartition souligne une base industrielle relativement diversifiée, limitant la dépendance extrême à un seul acteur malgré la présence d’un leader.

### IHH par pays

L’IHH par pays atteint **22**, révélant une **concentration géographique modérée**. La Chine continentale regroupe à elle seule environ **39 %** de la production mondiale, ce qui expose la filière à des risques en cas de perturbation locale. Toutefois, la présence significative d’autres centres de production (notamment Taïwan avec 17 %, ainsi que la Malaisie, les États-Unis, etc.) assure une certaine diversification régionale.

### En résumé

- Le secteur présente une **structure d’acteurs très diversifiée** du point de vue industriel (IHH 13)
- En revanche, la production est **modérément concentrée géographiquement** (IHH 22), avec une forte dépendance à l’Asie de l’Est (Chine, Taïwan)
- Cette concentration régionale, bien que moins extrême que pour d’autres équipements, demeure un facteur de vulnérabilité à surveiller
- La dépendance mise en évidence par l’IHH conforte la pertinence du **scénario géopolitique** envisagé ci-dessous

## Scénarios critiques projetés

### Scénario 1 : Pénurie prolongée de matériaux critiques

- **Type** : Technique / logistique
- **Impact** : Retards de production dus à l’indisponibilité de matières premières clés (ex. cuivre haute pureté, résine époxy)
- **Chaînes affectées** : Lignes de fabrication fortement dépendantes de ces matériaux (notamment pour les modèles haut de gamme), sans solution de substitution rapide
- **Répercussions** : Diminution des volumes de production, hausse des coûts des intrants, nécessité de trouver en urgence des fournisseurs alternatifs ou d’adapter les spécifications des produits

### Scénario 2 : Crise géopolitique en Asie de l’Est

- **Type** : Géopolitique
- **Impact** : Interruption ou ralentissement des sites de production majeurs en Chine et à Taïwan (conflit, sanctions), entraînant une chute brutale de la capacité mondiale de fabrication de cartes mères
- **Chaînes affectées** : Désorganisation de l’approvisionnement avec transfert contraint de la production vers d’autres régions (États-Unis, Europe, etc.), où les capacités restent limitées à court terme
- **Répercussions** : Pénuries temporaires de cartes mères, allongement significatif des délais de livraison et augmentation des coûts. Incitation à accélérer la diversification géographique de la production et la constitution de stocks stratégiques de composants

## Points de vigilance sur la cohérence des données

- **Couverture des acteurs** : Les principaux fabricants (ODM taïwanais tels que Foxconn, Quanta, Pegatron) sont pris en compte, mais certains acteurs de plus petite taille peuvent ne pas apparaître individuellement et sont regroupés dans la catégorie « Divers ».
- **Fiabilité des parts de marché** : Il n’existe pas de sources publiques exhaustives pour valider précisément chaque part de marché ; les chiffres présentés proviennent d’estimations croisées de cabinets d’analyse et de données industrielles.
- **Segmentation du marché** : Les données agrègent l’ensemble des types de cartes mères (grand public, serveurs, embarqué, etc.) sans distinction, alors que la concentration des fournisseurs peut différer significativement d’un segment à l’autre.
- **Volatilité temporelle** : Les estimations pour 2024-2025 sont susceptibles d’évoluer rapidement en fonction des avancées technologiques (nouvelles architectures, intégration de composants), des fluctuations de la demande ou de changements dans les stratégies de localisation industrielle.

## Sources utilisées

1. [MarketsandMarkets – Rapport sur le marché des cartes mères (2024)](https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/motherboard-market-267576656.html)
2. [IPC – Feuille de route technologique pour les PCB](https://www.ipc.org/standards/technology-roadmaps/printed-circuit-boards)
3. [ResearchAndMarkets – Rapport global sur le marché des PCB](https://www.researchandmarkets.com/reports/5238417/global-printed-circuit-board-pcb-market-size)
4. [Mordor Intelligence – Analyse du marché des cartes mères](https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/pc-motherboard-market)
5. [IDC – Données sur le marché des cartes mères (communiqué 2021)](https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS47831021)
6. [Grandview Research – Analyse de l’industrie des circuits imprimés](https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/printed-circuit-boards-market)
7. [Scientific Reports (Nature) – Article de recherche sur la fabrication de PCB](https://www.nature.com/articles/s41598-020-78645-z)
8. [ScienceDirect – Étude académique sur la chaîne d’approvisionnement des PCB](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214916821000469)
9. [IEEE Xplore – Publication technique sur les PCB (doi: 10.1109/MICT.2019.8754560)](https://ieeexplore.ieee.org/document/8754560)
10. [Fujitsu Technical Review (mars 2020) – Avancées technologiques dans les PCB](https://www.fujitsu.com/jp/documents/about/resources/publications/technicalreview/2020-03/article04.pdf)
11. [GlobeNewswire – Communiqué : marché mondial des PCB vers 2030](https://www.globenewswire.com/news-release/2023/10/31/2769290/0/en/Global-PCB-Market-Projected-to-reach-around-US-143-9-billion-by-2030-Vantage-Market-Research.html)
12. [Counterpoint Research – Parts de marché mondiales des cartes mères](https://www.counterpointresearch.com/insights/global-motherboard-market-share/)