ASML (ASML): Nøglen til moderne halvledere

Redskaberne til chipfremstilling

Halvledere, og især computerchips, er hurtigt blevet en af verdens vigtigste teknologier og varer på jorden. Fra de tidlige dage af pc-æraen til opkomsten af smartphone- og cloud-computing samt AI, er betydningen af chips og efterspørgslen efter dem kun vokset.

Kilde: Applied Materials

Dette er en interessant industri, hvor ingen aktør er vertikalt integreret; i stedet består den af en konstellation af ultra-specialiserede virksomheder, hver med ansvar for en af de mange kritiske trin i processen med at omdanne almindelig sand (silicium) til tænken maskiner.

De største virksomheder i sektoren er enten chip-designere som Nvidia (NVDA ), eller “foundries”, der står for den faktiske chipfremstilling, som TSMC (TSM ) (følg linket for dedikerede investeringsrapporter om disse virksomheder).

Disse virksomheder afhænger stærkt af specialiserede leverandører til maskinerne, der er nødvendige for at producere chipene.

Kilde: ASML

Og ingen er mere vigtig end det hollandske ASML, der har monopol på EUV (Ekstrem Ultraviolet) litografi.

ASML’s rolle i halvlederfremstilling

Hvordan litografi giver kraft til chipminiaturisering

ASML er specialiseret i litografimaskiner. Litografi (bogstaveligt talt “stenegravering”) er metoden, der bruges til at grave “noden” på en siliciumvaffel, så den bliver til en computerchip.

Kilde: Nature

Jo mere avanceret chippen er, jo mindre er noden, og jo mere kompleks er litografiprocessen. Den kontinuerlige miniaturisering af noder og forbedring af litografi er det, der har gjort det muligt for computere at blive mere kraftfulde år for år, i overensstemmelse med Moore’s Lov.

Kilde: Steven Jurvetson

Litografi er ét af de mange trin i processen med at omdanne en siliciumvaffel til computerchips, hvor der normalt er 40-80 cykler for at fremstille en fuld chip.

Kilde: ASML

En vigtig fysisk begrænsning for litografi er, at noden, der graves, ikke kan være større end bølgelængden af det kraftfulde lys, der bruges til det.

Kilde: ASML

Så da transistorerne blev mindre, blev der brugt lys med højere og højere frekvens, og i dag går det mere og mere ind i den øvre del af det ultraviolette spektrum.

Det første skridt ud af det synlige lys spektrum var med I-linje, efterfulgt af DUV (Dybt Ultraviolet) litografi.

Kilde: Icometrue

Disse metoder var dem, der bar industrien under æraen med stadig mere avancerede smartphones og datacentre. Men til de mest avancerede værktøjer var der brug for en ny teknologi: EUV (Ekstrem Ultraviolet) litografi.

Hvad er EUV litografi, og hvordan fungerer det?

EUV gør det muligt at producere ultra-små noder, op til 7 nm, eller endda 5 nm, 3 nm og derudover. Disse avancerede nodestørrelser anses ofte for at være nødvendige for anvendelser som AI, maskinlæring, 5G, AR/VR og avancerede cloudtjenester.

Selv om ASML er en leder i DUV-teknologi, er EUV endnu vigtigere, da virksomheden er den eneste producent af EUV-chipfremstillingsmaskiner, selv om nogle kinesiske virksomheder søger at indtræde på markedet så snart som muligt (se nedenfor for mere om dette emne).

EUV-teknologi er ekstremt svær at mestre på grund af en række tekniske begrænsninger:

• Processen foregår i en vakuum-miljø, fordi næsten alt absorberer EUV-lys.
• Den kræver en meget kraftfuld energikilde i form af en kraftfuld laser, med op til 40 kW laser, der bliver brugt. Denne type laserforstærker kræver 7,3 kilometer kabler, vejer 17 tons og indeholder 450.000+ dele.
• Laseren exciterer små dråber af tin, der er 25 mikroner i diameter, med 50.000 dråber, der falder per sekund.
  • Tinnet fordampes herefter til en plasma af laser, der udsender EUV-lys.

Kilde: Semi Engineering

Hver af disse skridt kræver ekstremt avancerede målinger, værktøjer, kontroller og sensorer, alle med en præcision, der måles i mikrometer og nanosekunder.

Gennem dyb ekspertise, opbygget over årtier med udvikling af litografimaskiner, er ASML den (indtil videre?) udfordrede mester af EUV-teknologi. Virksomheden har også opbygget et tæt netværk af nøgleleverandører, med f.eks. spejle, der er op til 1 meter i diameter, med en overfladeglathed på picometer (en billiondel af en meter).

Foruden meget præcise maskiner kræver EUV også specialiseret og proprietær software til kalibrering, diagnostik, evaluering og automatisering.

Selv om EUV uden tvivl er fremtiden for virksomheden og en stor del af dens omsætning, repræsenterer mindre avancerede DUV-chips stadig den største del af verdens halvlederproduktion.

Kilde: ASML

ASML

ASML-virksomhedsoversigt og nøglemetric

Virksomheden blev grundlagt i 1984 som et joint venture mellem de hollandske virksomheder ASM og Philips. I dag beskæftiger den over 44.000 mennesker på 60 lokaliteter. Virksomheden har samarbejdet med TSMC siden dens grundlæggelse og leverede allerede litografi til 90 nm-noder i 2004.

I 2011 havde den leveret litografimaskiner til 32 nm-noder, med en gennemsnitlig pris for en litografimaskine på 27 millioner euro på det tidspunkt.

I 2022 havde den solgt 140 EUV-maskiner, hver med en pris på over 200 millioner dollar, og hver maskine vejede 180 tons og krævede tre Boeing 747’ere til transport.

ASML-metric

I 2024 opnåede ASML en omsætning på 28,3 milliarder euro ved at sælge 583 litografimaskiner. Virksomheden nyder godt af en bemærkelsesværdig høj bruttomargin på 51,3%, hvilket giver mulighed for at geninvestere 4,3 milliarder euro i forskning og udvikling, næsten dobbelt så meget som i 2020.

Kilde: ASML

Virksomheden forventer, at omsætningen vil stige til 44-60 milliarder euro i 2030, med en bruttomargin på 56-60%.

ASML’s markedsførende succes i litografi er blevet belønnet med massive afkast til aktionærerne. I 2024 blev der returneret 3 milliarder euro til aktionærerne, og udbyttet er tredoblet siden 2018.

Kilde: ASML

Virksomheden har overgået det samlede Nasdaq-indeks over de seneste 15 år, selv i et årti, der var meget gunstigt for teknologiaktier i almindelighed, og i tråd med det samlede halvlederindeks.

Kilde: ASML

Virksomheden forventer, at den installerende base af litografimaskiner vil fortsætte med at vokse ind i 2030, hvilket vil drive en stigende omsætning fra vedligeholdelse og serviceopgraderinger.

Kilde: ASML

EUV’er er ikke de mest solgte maskiner pr. enhed, men repræsenterer alligevel halvdelen af virksomhedens omsætning på grund af den højere pris.

De fleste salg i slutningen af 2024 og begyndelsen af 2025 gik til Taiwan, Sydkorea, USA og Kina. Generelt kan salg i Taiwan antages at være hovedsageligt rettet mod TSMC, i Sydkorea mod Samsung, og i USA mod TSMC (åbner en ny foundry i Nevada) og Intel (INTC ).

Kilde: ASML

Salg til Kina var tidligere meget større, men sanktioner mod Kina fra USA og kinesiske chipproducenter, der forsøger at skifte til lokale leverandører, har reduceret ASML’s salg til landet til kun ældre litografiteknologier.