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Pour alimenter deux nouvelles usines de puces à Phoenix, en Arizona, en azote, oxygène et argon ultra-purs, le groupe de gaz industriels Linde engage environ 1 milliard de dollars. En Corée du Sud, son concurrent français Air Liquide a racheté le gazier sud-coréen DIG Airgas pour quelque 3 milliards d’euros. Il prépare aussi les installations qui fourniront l’usine du fabricant SK hynix à Cheongju, consacrée aux mémoires à haute bande passante (HBM) des serveurs d’IA. Derrière les processeurs de l’intelligence artificielle, une chimie de gaz ultra-purs tourne à plein, et ses fournisseurs investissent aujourd’hui dans des unités qui n’entreront en service qu’entre fin 2027 et 2028.
Le chiffre donne la mesure de la vague. Après avoir intégré les résultats du deuxième trimestre, le World Semiconductor Trade Statistics (WSTS), l’organisme qui compile les ventes mondiales du secteur, projette pour 2026 un marché des semi-conducteurs d’environ 1 655 milliards de dollars. Le premier semestre en aurait déjà apporté 702 milliards. La Semiconductor Industry Association, qui fédère les industriels américains, avait recensé 791,7 milliards de dollars de ventes en 2025, déjà en hausse de 25,6 % sur un an. Si la projection se vérifie d’ici à décembre, le marché aura crû d’environ 108 % en douze mois, tiré avant tout par l’envolée de la valeur des mémoires.
Les fournisseurs de gaz et de matériaux des usines de puces ont ouvert leur propre cycle. Air Liquide a approuvé au premier semestre 2026 plus de 1 milliard d’euros de décisions d’investissement dans l’électronique, un record que le groupe attribue lui-même à l’essor de l’intelligence artificielle. Toutes activités confondues, il a engagé près de 3 milliards d’euros sur la période : l’électronique en absorbe plus du tiers. Son principal concurrent, Linde, a vu ses ventes à l’électronique progresser de 18 % au deuxième trimestre, plus vite que sur n’importe lequel de ses autres marchés.
Les comptes d’Air Liquide avancent pourtant à un autre rythme. Le groupe a réalisé dans l’électronique 1,317 milliard d’euros de chiffre d’affaires au premier semestre 2026, contre 1,224 milliard un an plus tôt. La hausse atteint 7,6 % en données publiées et 6,2 % à données comparables, c’est-à-dire hors effets de change et de périmètre. Entre un marché des puces qui pourrait doubler et un chiffre d’affaires électronique qui gagne 6,2 %, l’écart se compte en dizaines de points.
Il s’explique par la manière dont les gaziers se font payer. Air Liquide et Linde facturent des molécules, des installations et des services, au titre de contrats signés avec les fabricants de puces. Ces contrats n’ont aucun lien direct avec le prix auquel ces derniers revendent leurs composants. Les revenus des gaziers suivent trois variables : le nombre de wafers (les disques de silicium sur lesquels sont gravés les circuits) traités dans les usines, le nombre d’étapes de fabrication que subit chacun, et les capacités nouvelles à alimenter. Or la hausse de 108 % projetée par le WSTS mesure d’abord des prix. Quand les fabricants de mémoires sud-coréens SK hynix et Samsung Electronics vendent plus cher leurs puces, la quantité d’azote ou d’hydrogène consommée par wafer reste la même.
Pour les gaziers, l’IA passe par les usines neuves. Chaque fab, l’usine de fabrication de puces, exige ses propres unités de production d’azote, d’oxygène ou d’hydrogène. Le fournisseur doit les financer et les bâtir plusieurs années avant le démarrage des lignes, en calant son calendrier sur celui du fabricant. Les décisions record d’Air Liquide ne produiront donc de chiffre d’affaires qu’une fois ces installations en service. En 2026, le groupe engage ses capitaux ; il facturera lorsque les lignes de ses clients tourneront.
Reste la question de ce que ces milliards rapportent. En 2025, Air Liquide a réalisé 26,94 milliards d’euros de chiffre d’affaires, dont environ 9 % dans l’électronique, soit de l’ordre de 2,4 milliards d’euros. Le groupe range dans cette activité les semi-conducteurs, mais aussi les écrans, les équipements et les installations livrées aux clients. Il n’isole pas la part destinée aux accélérateurs d’IA, les processeurs qui font tourner les modèles. Ni Air Liquide ni Linde ne publient la marge dégagée sur chaque gaz, ni la rentabilité de leurs précurseurs, les molécules qui déposent les couches des circuits. Les « milliards de l’IA » se lisent dans leurs décisions d’investissement et dans leurs ventes. Le bénéfice qu’ils en tirent, les deux groupes le gardent pour eux.
Du wafer à la bouteille de gaz
L’intelligence artificielle ne consomme elle-même aucun de ces gaz. Les exploitants de centres de données y alignent des accélérateurs, comme ceux de l’américain Nvidia, des mémoires HBM, des puces réseau et des serveurs. Pour fournir ces composants, les fabricants de puces construisent ou agrandissent des fabs, et ce sont ces usines qui absorbent gaz et précurseurs. La demande d’IA appelle des accélérateurs et des mémoires, qui appellent des usines, qui appellent des gaz.
Tout commence par le wafer, taillé dans un silicium monocristallin (formé d’un seul cristal). Les ingénieurs y construisent, couche après couche, des dizaines voire des centaines de films conducteurs, isolants ou semi-conducteurs, dont certains ne mesurent que quelques atomes d’épaisseur. La fab reporte d’abord le dessin du circuit sur une résine sensible à la lumière, c’est la photolithographie. Elle grave ensuite la matière dans les zones exposées, puis dépose une nouvelle couche. Elle dope enfin le silicium en y introduisant des atomes de bore, de phosphore ou d’arsenic, qui modifient localement ses propriétés électriques. Ces séquences se répètent plusieurs centaines de fois avant que le wafer soit découpé en puces, assemblées puis testées.
À chacune de ces étapes, un gaz intervient. La fab injecte :
- de l’oxygène pour former certaines couches d’oxyde ;
- de l’azote pour purger les équipements et maintenir des atmosphères inertes ;
- de l’hydrogène pour les traitements thermiques et l’élimination des oxydes de surface ;
- des gaz fluorés pour graver les motifs et nettoyer les chambres, les enceintes des machines où les wafers sont traités ;
- des précurseurs pour déposer les couches les plus fines.
Cette omniprésence rend la pureté vitale. Il suffit d’une particule, d’une trace métallique ou d’une concentration mal dosée pour abîmer plusieurs circuits d’un même wafer et faire chuter le rendement, c’est-à-dire la part de puces utilisables. Le fournisseur doit garantir cette pureté à chaque maillon : à la production du gaz, pendant son transport et son stockage, dans le réseau de distribution de l’usine, jusqu’à l’injection dans la machine. Une fab ne tolère ni coupure ni écart de qualité, si bien que son gazier devient une pièce de sa propre chaîne de production.
HBM et 2 nm, la chimie multipliée
Parmi ces composants, la HBM concentre la demande de l’intelligence artificielle. Les fabricants empilent ces puces mémoire et les placent au plus près des accélérateurs, pour transférer très vite de très grands volumes de données. SK hynix et Samsung Electronics réorientent une partie de leurs capacités vers ces produits pour serveurs d’IA, mieux rémunérés. Ils réduisent ainsi l’offre de DRAM (la mémoire vive) et de NAND (le stockage) destinée aux ordinateurs, aux smartphones et aux téléviseurs.
Cette raréfaction nourrit la hausse des prix qui gonfle le chiffre du WSTS. Le cabinet taïwanais d’études de marché TrendForce estime que la DRAM, qui représentait environ 2,5 à 3 % du coût des composants d’un téléviseur, pourrait en atteindre 6 à 7 % après les hausses apparues au second semestre 2025. Les gaziers gagnent en amont, sur la fabrication même de la HBM. L’empilement des puces et le packaging avancé, l’assemblage de plusieurs puces dans un même boîtier, ajoutent des étapes de dépôt, de gravure et de nettoyage. Chaque étape supplémentaire consomme des gaz et des précurseurs.
La course à la finesse produit le même effet sur les puces logiques, celles des processeurs. Les industriels baptisent « 2 nanomètres » leur génération la plus avancée, un nom commercial qui ne correspond à aucune dimension mesurable du transistor. Pour y parvenir, ils superposent des architectures en trois dimensions qui multiplient les opérations de dépôt et de gravure et resserrent le contrôle de la contamination. Le dépôt de couches atomiques et la gravure à l’échelle atomique, deux procédés qui façonnent la matière atome par atome, servent désormais à classer le niveau technologique des usines. Chaque wafer destiné à l’IA traverse ainsi davantage d’étapes qu’un wafer ordinaire, et chacune se paie en gaz.
Cheongju, Phoenix, Taichung : la carte des milliards
Ces étapes supplémentaires, les gaziers les alimentent sur place, en suivant les fabs à la trace. Au pied des usines de puces, ils élèvent des unités de séparation de l’air, qui extraient azote, oxygène et argon de l’atmosphère, et les raccordent aux lignes par canalisation. Classés par montants engagés, leurs chantiers désignent d’abord la Corée du Sud, fief de Samsung Electronics et de SK hynix.
Air Liquide y a finalisé en janvier 2026 le rachat de DIG Airgas. L’opération doit doubler ses effectifs dans le pays et porter ses ventes locales combinées à quelque 900 millions d’euros. En juin, le groupe a annoncé près de 200 millions d’euros pour alimenter P&T7, la future usine de SK hynix à Cheongju consacrée au packaging avancé des mémoires HBM. Ses installations y livreront des gaz et de l’air comprimé de haute pureté à partir de fin 2027.
Aux États-Unis, Washington pousse les fabricants de puces à relocaliser leur production, et Linde y signe le plus gros chèque. Le groupe consacre environ 1 milliard de dollars à l’agrandissement de son complexe de Phoenix, en Arizona, pour fournir azote, oxygène et argon de très haute pureté à deux nouvelles fabs, dans le cadre d’un accord de long terme. Air Liquide y multiplie les projets de taille plus réduite :
- plus de 170 millions de dollars dans l’Indiana pour deux unités destinées au futur site de packaging avancé de SK hynix ;
- plus de 160 millions de dollars en Arizona pour l’extension d’une fab avancée, avec une production sur place d’hydrogène ultra-pur et un captage du carbone ;
- plus de 150 millions de dollars dans l’Idaho pour livrer azote, oxygène et argon à un grand fabricant de mémoires.
Taïwan concentre la fabrication des puces logiques les plus avancées. Au deuxième trimestre 2026, TSMC, premier fondeur mondial (un fondeur fabrique des puces conçues par d’autres), a capté 72,5 % du chiffre d’affaires de la fonderie selon TrendForce, avec près de 40,2 milliards de dollars de revenus trimestriels. Le cabinet Counterpoint aboutit à environ 73 %. Linde LienHwa, la coentreprise taïwanaise de Linde, prévoit environ 800 millions de dollars d’investissements dans des unités de séparation de l’air et des installations d’hydrogène, pour de nouvelles lignes de fabrication et de packaging. Air Liquide a inauguré cette année à Taichung une usine de matériaux avancés. Ses précurseurs y sont produits au plus près de clients qui doivent qualifier chaque produit, c’est-à-dire le valider sur leurs propres machines avant de l’employer en production.
Au Japon, Air Liquide prévoit 200 millions d’euros à Hiroshima pour deux unités destinées à un fabricant de semi-conducteurs de nouvelle génération liés à l’IA. Le groupe y exploite déjà 78 unités dédiées à ses clients électroniques. En Europe, la Commission européenne estime que les projets annoncés ou engagés pourraient porter la capacité de fabrication d’environ 1,07 million à plus de 1,39 million de wafers de 300 millimètres équivalent par mois, soit près de 30 % de plus. Chacune de ces usines réclamera ses unités de gaz, ses installations chimiques et ses réseaux de distribution.
Ces chantiers démarreront presque tous au même moment : Cheongju fin 2027, l’Indiana, l’Arizona et l’Idaho en 2028. D’où le décalage entre les engagements d’Air Liquide et ses ventes de 2026. La destination des fonds indique aussi quelle IA les gaziers servent. Sur les quatre projets coréens et américains d’Air Liquide, trois visent la mémoire ou son packaging : Cheongju, l’Indiana et l’Idaho.
Le tuyau contre la molécule
Tous ces investissements ne rapportent pas de la même façon. Les gaziers livrent l’azote, l’oxygène, l’argon et l’hydrogène en gros volumes, souvent produits dans des unités installées sur le site du client ou à proximité. Ils facturent alors le financement et l’exploitation de ces unités, la continuité de l’approvisionnement, le contrôle de la pureté, les systèmes de secours et la maintenance, autant que la molécule elle-même.
Les précurseurs obéissent à une autre logique. Leurs producteurs les conçoivent pour déposer des films conducteurs, isolants ou barrières, par dépôt chimique en phase vapeur (un gaz réagit à la surface du wafer) ou par couches atomiques. Ils les vendent en petites quantités, mais doivent les purifier, les conditionner et les faire qualifier par chaque client. Ils facturent une performance technique et une propriété intellectuelle protégée par des brevets.
Viennent enfin les gaz spéciaux : diborane et silane (des composés de bore et de silicium), ammoniac, gaz rares comme le xénon ou l’hélium, composés fluorés. Les fabs les emploient à très haute pureté pour doper, graver, déposer ou nettoyer, sous des règles de sécurité strictes. Chacun a sa propre origine, son prix et sa disponibilité.
Trois groupes dominent les gros volumes : Linde, Air Liquide et l’américain Air Products. Eux seuls, ou presque, peuvent engager plusieurs centaines de millions de dollars dans des unités de séparation de l’air, des installations d’hydrogène, des pipelines et des réseaux de secours. Dans les niches, ils croisent d’autres acteurs solidement installés :
- le japonais Nippon Sanso et sa filiale américaine Matheson ;
- l’allemand Merck et l’américain Entegris ;
- le sud-coréen SK Specialty ;
- les japonais Kanto Denka et Resonac ;
- plusieurs producteurs chinois, japonais et sud-coréens.
Le capital fait barrière dans les gros volumes. Dans les précurseurs, un brevet, une technique de purification ou une qualification obtenue chez un fabricant suffit à installer un spécialiste.
Le verrou tient au contrat. Comme Linde à Phoenix, le gazier construit, possède et exploite souvent les installations, dans le cadre d’accords de long terme. Une fois ses réseaux raccordés à la fab, le client qui voudrait changer de fournisseur devrait requalifier les produits, modifier des équipements et revoir ses procédures de sécurité. Air Liquide indique mobiliser environ 900 spécialistes dans les usines électroniques de ses clients pour approvisionner, manipuler et contrôler gaz et produits chimiques. Ces coûts de sortie assurent aux gaziers des revenus récurrents, sans leur conférer de monopole. Ils vendent la garantie, jour et nuit, d’une qualité constante à des lignes dont chaque arrêt coûte des millions d’euros.
Ras Laffan, 30 % de l’hélium mondial
Cette garantie s’est trouvée mise à l’épreuve en 2026 par l’hélium. Après les attaques iraniennes contre les installations gazières de Ras Laffan, QatarEnergy, la compagnie publique qatarie, a interrompu une partie de sa production de gaz naturel liquéfié (GNL) et d’hélium. Le Qatar fournissait avant la crise environ 30 % de l’hélium mondial. QatarEnergy estime que les dommages réduiront sa production d’hélium d’environ 14 % et lui feront perdre durablement 17 % de ses capacités de GNL. Les deux chiffres vont de pair, car les producteurs récupèrent l’hélium comme coproduit du traitement du gaz naturel. Chaque installation gazière endommagée prive donc aussi le marché d’hélium.
Les fabs emploient ce gaz pour évacuer uniformément la chaleur à l’arrière des wafers pendant certaines gravures, pour détecter des fuites infimes et pour maintenir des atmosphères contrôlées. Des spécialistes interrogés par l’agence Associated Press estiment qu’aucun substitut industriel ne peut le remplacer à court terme dans cette fonction de refroidissement. Aux États-Unis, l’Institut d’études géologiques (USGS) attribue aux atmosphères contrôlées, aux fibres optiques et aux semi-conducteurs, ensemble, 15 % de la consommation d’hélium en 2024.
Les usines n’ont pas cessé de tourner pour autant. Les grands fabricants puisent dans leurs stocks, activent des contrats diversifiés, recyclent une partie de leur hélium et paient pour capter en priorité les volumes disponibles. Le cabinet Oxford Economics jugeait au printemps que ces protections devaient écarter une interruption immédiate de la production de puces, au prix de risques et de coûts accrus. Air Liquide a dû, lui, répartir certains volumes entre ses clients et prendre des mesures contractuelles temporaires. La pénurie profite ainsi aux plus grands fabricants, qui se servent les premiers.
Fin septembre, la tension persiste. QatarEnergy a partiellement redémarré sa production, ce qui a desserré l’étau sans ramener le marché à son état antérieur. La navigation reste perturbée dans le détroit d’Ormuz, et la compagnie a encore prolongé jusqu’à la fin du mois un cas de force majeure (la clause qui suspend ses obligations de livraison) sur plusieurs cargaisons de GNL destinées à l’Europe. Pour une molécule qui pèse une part infime du coût d’une puce, les fabricants se retrouvent suspendus à quelques installations qataries et à un détroit.
Gaz fluorés en sortie de chambre
Après l’hélium, les gaz fluorés exposent la chimie des puces d’IA à un autre risque, climatique celui-là. Les fabs emploient plusieurs de ces gaz à fort pouvoir de réchauffement : perfluorocarbures, hydrofluorocarbures, trifluorure d’azote (NF₃) et hexafluorure de soufre (SF₆). Selon l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA), 10 % à 80 % des gaz fluorés injectés dans certains équipements traversent les chambres sans être consommés, lorsque les systèmes de destruction ou de récupération ne les éliminent pas. L’EPA relie cet écart au produit, à la machine, au procédé et aux dispositifs d’abattement, qui détruisent les gaz en sortie de machine.
Le trifluorure d’azote, employé notamment pour nettoyer les chambres, réchauffe l’atmosphère plus de 16 000 fois plus que le dioxyde de carbone sur un siècle, et il y persiste plusieurs siècles. Fabricants de puces et gaziers cherchent donc à en consommer moins par wafer, à mieux le capter, à le détruire et à remplacer les molécules les plus nocives. Chaque fab que l’IA fait sortir de terre, en Arizona, à Cheongju ou à Hiroshima, ajoute des chambres de gravure à nettoyer et du NF₃ à abattre.
