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Dossiers

Difficultés dans l’approvisionnement du cuivre destiné au marché de l’électronique

Par Michael Gasch, Data4PCB

Publication: 28 avril

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Avec une production annuelle d’environ 20 millions de tonnes en 2016, on estime que la situation d’approvisionnement en cuivre n’est pas encore critique car il reste des réserves importantes en Amérique...
 

Les 39% de la consommation mondiale de cuivre sont destinés aux applications dans les domaines de l’électricité et de l’électronique.

Ce métal est devenu indispensable du fait de sa conductivité thermique et électrique. La moitié de la production mondiale est consommée en Chine. Quant à la consommation en Europe, elle représente 18% et seulement 13% en Amérique.

En 2016, le prix du cuivre n’a pas évolué en raison d’une croissance mondiale modérée. Cependant, durant les deux derniers mois de l’année 2016, le prix du cuivre a augmenté suite au résultat de l’élection présidentiel des États-Unis d’Amérique, ces derniers annonçant de nombreux nouveaux programmes d’investissement dont on ne connaît ni la durée ni l’ampleur. La modernisation du réseau électrique en Chine a également contribué à cette augmentation du prix du cuivre d’environ 20%.

Protection de l’environnement et changement climatique

Dernièrement, d’autres éléments sont venus perturber le marché du cuivre. Ce sont les réflexions politiques sur la protection de l’environnement et le changement climatique. Des efforts ont été produits notamment dans les énergies renouvelables depuis Fukushima en mars 2011. Ces nouveaux moyens de production d’énergie ont besoin de ressources supplémentaires en cuivre. La production d’énergie conventionnelle nécessite 1 tonne de cuivre par mégawatt alors que les énergies renouvelables ont besoin de 4 à 5 fois plus de cuivre. (Solarthermique 4 à 5 tonnes de cuivre par mégawatt, photovoltaïques environ 5 tonnes par mégawatt et éoliennes 2.5 tonnes par installation).

La mauvaise qualité de l’air dans les métropoles chinoises a entrainé une pression de la part du peuple obligeant le gouvernement chinois à réagir. Les ventes des scooters électriques ont explosées depuis 2006 et aujourd’hui, les scooters à moteur à combustion ne sont plus admis dans la plupart des grandes villes chinoises. La suite logique fut la préférence envers les voitures hybrides et des voitures électriques.

En chine, l’immatriculation des voitures se fait par un système de Loterie sauf pour les voitures électriques. En 2015 l’immatriculation en Chine des voitures électriques a été multipliée par 4.

En dehors de la Chine, les politiques en Europe se sont efforcées de favoriser la transition des voitures à moteur à combustion vers les véhicules propres. Ces efforts n’ont donné que très peu de résultats positifs. Le prix d’un véhicule propre reste très élevé, l’autonomie est faible et le manque de stations de recharge des accumulateurs est un problème.

Depuis le scandale des voitures diesel, les mentalités ont quelque peu changées. La Chine a présenté une proposition de loi dont les objectifs sont les suivants :

- En 2018, au moins 8% des voitures seront électrique.

- En 2019, (+) 10%.

- En 2020, (+) 12%.

Pour les voitures hybrides, les exigences seront doublées. Il a été considéré qu’en 2016, la Chine a procédé à 23,5 millions d’immatriculations de véhicules toutes énergies confondus.

Ces objectifs restent ambitieux à court terme, mais la Chine fixe clairement la direction à suivre, elle impose également que 70% de la production des automobiles soit effectuée sur son territoire.

Le cuivre est une composante importante dans la construction d’un véhicule

Un véhicule conventionnel a besoin d’environ 20 à 30 kg de cuivre, alors que pour un véhicule électrique, 65 à 80 kg sont nécessaires, dont 40% pour le moteur.

Dans l’industrie de l’automobile, les circuits imprimés ont une part qui est de l’ordre de 50 milliards d’euros.

Pour les 2400 producteurs mondiaux de circuits imprimés, il n’existe que 20 fabricants de laminé capables de garantir les standards de qualité. Ces 20 fabricants principaux de laminé n’ont comme source d’approvisionnement que 14 fournisseurs de feuilles de cuivre, dont les cinq premiers livrent 50% du marché.

La production de feuilles de cuivre est laborieuse, c’est un procédé électrolytique sur cylindre en titanium qui permet la fabrication de ces feuilles. La vitesse de rotation du cylindre va définir l’épaisseur du laminé.

Aujourd’hui, des épaisseurs de l’ordre de 5 microns sont courantes, alors qu’auparavant ces feuilles de cuivre avaient une épaisseur de 35 microns.

Depuis plusieurs années, 600 000 tonnes de feuilles de cuivre sont fabriquées annuellement. Avec la baisse significative de la fabrication de PCB, les fabricants de feuilles de cuivre se sont retournés et ont investis dans le domaine de la fabrication de batteries. Nous retrouvons ces batteries dans un grand nombre de domaines, tel que les smart phones, les tablettes et les outils de bricolage, mais également dans les vélos électriques, dont le besoin est considérable. Il a été estimé qu’en 2015, 13% de la production de feuilles de cuivre a été consacré à la fabrication des batteries. Depuis peu vient s’ajouter la fabrication des batteries pour les voitures électriques, dont le besoin en cuivre est de l’ordre de 20 à 30 kilogrammes par batterie. Ce besoin supplémentaire met l’industrie de l’électronique en danger.

Les fabricants de feuilles de cuivre produisent environ une tonne de cuivre par jour, et ce, quel que soit l’épaisseur de la feuille. Les exigences de qualité pour produire les feuilles de cuivre, destinées au marché de l’électronique, sont beaucoup plus importantes que pour fabriquer des feuilles destinées à la fabrication des batteries. Le marché de la batterie, ayant moins de contraintes techniques, permet de dégager un meilleur profit et va donc ce faire au détriment de la fabrication de feuilles de cuivre destinées au marché de circuits imprimés.

Le prix du cuivre destiné à la fabrication des PCB a récemment doublé en Asie, ce qui a entraîné une augmentation du prix des laminés d’environ 30% à 40%. Les entrepôts de quelques sociétés asiatiques installées en Europe sont déjà vides et leur réapprovisionnement ne sera pas effectif avant la fin du 1er trimestre 2017. Les petits fabricants de laminé sont déjà en rupture de stocks. Les plus grands voient leur volume réduit, accompagné d’une augmentation des prix.

Cette situation est inquiétante, l’arrivée de nouvelles technologies dans la fabrication de batteries mettra plusieurs décennies à venir. Il est prévisible de voir un grand nombre de petits fabricants de circuits imprimés en Chine disparaître par manque de matiere premiere. Les livraisons en Europe de laminé vont être plus que tendues.

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