ASML (ASML): La piedra angular de los semiconductores modernos

Las herramientas de la fabricación de chips

Semiconductores, y especialmente los chips de computadora, se han convertido rápidamente en una de las tecnologías y mercancías más importantes del mundo. Desde los primeros días de la era de las PC hasta el auge de los smartphones, la computación en la nube y la IA, la importancia de los chips y la demanda de los mismos solo ha crecido.

Fuente: Applied Materials

Esta es una industria interesante, donde ningún actor está integrado verticalmente; en su lugar, está formada por una constelación de empresas ultra‑especializadas, cada una realizando uno de los muchos pasos críticos para convertir la arena ordinaria (silicio) en máquinas pensantes.

Las mayores empresas del sector son ya sea diseñadores de chips como Nvidia (NVDA ), o “foundries” que fabrican los chips como TSMC (TSM ) (siga el enlace para informes de inversión dedicados a estas firmas).

Estas compañías dependen en gran medida de proveedores especializados para las máquinas necesarias para producir los chips.

Fuente: ASML

Y ninguna es más importante que la empresa con monopolio en la litografía EUV (Extreme UltraViolet), la holandesa ASML.

El papel de ASML en la fabricación de semiconductores

Cómo la litografía impulsa la miniaturización de los chips

ASML es especialista en máquinas de litografía. La litografía (literalmente “grabado de roca”) es el proceso mediante el cual el “nodo” de un procesador se graba en una oblea de silicio, convirtiéndola en un chip de computadora.

Fuente: Nature

Cuanto más avanzado es el chip, más pequeño es el nodo y más complejo es el proceso de litografía. La miniaturización continua de los nodos y la mejora de la litografía es lo que ha permitido que las computadoras sean más potentes año tras año, siguiendo la Ley de Moore.

Fuente: Steven Jurvetson

La litografía es un paso del proceso completo que convierte una oblea de silicio en chips de computadora, con usualmente entre 40 y 80 ciclos para fabricar un chip completo.

Fuente: ASML

Un límite físico clave de la litografía es que el nodo grabado no puede ser mayor que la longitud de onda de la luz poderosa utilizada para ello.

Fuente: ASML

Así, a medida que los transistores se hicieron más pequeños, se requirió una frecuencia de luz cada vez mayor; hoy se avanza cada vez más hacia el extremo superior del espectro ultravioleta.

El primer paso fuera del espectro visible fue con la línea I, seguido pronto por la litografía DUV (Deep Ultraviolet).

Fuente: Icometrue

Estos métodos fueron los que impulsaron la industria durante la era de smartphones cada vez más potentes y centros de datos. Pero para las herramientas más avanzadas se necesitaba una nueva tecnología: la litografía EUV (Extreme Ultraviolet).

¿Qué es la litografía EUV y cómo funciona?

EUV permite nodos ultra‑pequeños, de hasta 7 nm, e incluso 5 nm, 3 nm y más allá. Estos niveles de nodo avanzados a menudo se consideran necesarios para aplicaciones como IA, aprendizaje automático, 5G, AR/VR y servicios avanzados en la nube.

Mientras ASML es líder en tecnología DUV, EUV es aún más importante, ya que la compañía es el único fabricante de maquinaria de fabricación de chips EUV, aunque algunas empresas chinas buscan entrar en el sector lo antes posible (ver más abajo).

La tecnología EUV es extremadamente difícil de dominar, debido a una serie de limitaciones técnicas:

• El proceso se lleva a cabo en un entorno de vacío porque casi todo absorbe la luz EUV.
• Requiere una fuente de energía muy potente, en forma de un láser poderoso, con láseres de hasta 40 kW. Este tipo de amplificador láser necesita 7,3 km de cable, pesa 17 toneladas y contiene más de 450 000 piezas.
• El láser excita diminutas gotas de estaño de 25 micrones de diámetro, con 50 000 gotas cayendo por segundo.
  • El estaño se vaporiza entonces en un plasma por el láser, emitiendo luz EUV.

Fuente: Semi Engineering

Cada uno de estos pasos requiere mediciones, herramientas, controles y sensores extremadamente avanzados, todo con una precisión medida en micrómetros y nanosegundos.

Gracias a la profunda experiencia acumulada durante décadas de construcción de máquinas de litografía, ASML es (¿hasta ahora?) el maestro indiscutible de la tecnología EUV. También ha creado una densa red de proveedores clave, con, por ejemplo, espejos de hasta 1 metro de ancho, con una suavidad superficial de picómetros (una billonésima de metro).

Además de máquinas muy precisas, EUV también requiere software especializado y propietario para calibración, diagnóstico, evaluación y automatización.

Si bien EUV es sin duda el futuro de la compañía y una gran parte de sus ingresos, los chips fabricados con DUV menos avanzados siguen representando la mayor parte de la producción mundial de semiconductores.

Fuente: ASML

ASML

Visión general de la empresa ASML y métricas clave

La compañía se fundó en 1984 como una empresa conjunta entre las holandesas ASM y Philips. Actualmente emplea a más de 44 000 personas en 60 ubicaciones. La empresa ha colaborado con TSMC desde sus inicios, y ya suministraba litografía para nodos de 90 nm en 2004.

Para 2011, había proporcionado máquinas de litografía para nodos de 32 nm, con un coste medio de máquina de litografía de €27 millones en ese momento.

Para 2022, había vendido 140 máquinas EUV, cada una con un precio superior a $200 M, requiriendo tres Boeing 747 para transportar una de las máquinas de 180 toneladas.

Métricas de ASML

En 2024, ASML generó €28,3 B en ingresos por la venta de 583 máquinas de litografía. La compañía disfruta de márgenes brutos notables del 51,3 %, lo que le permite reinvertir fácilmente €4,3 B en I+D, casi el doble de los niveles de 2020.

Fuente: ASML

La compañía espera que los ingresos crezcan a €44 B‑€60 B para 2030, con un margen bruto del 56‑60 %.

El éxito líder de la industria de ASML en litografía ha sido recompensado con retornos masivos para sus accionistas. €3 B fueron devueltos a los accionistas en 2024, y los dividendos se han triplicado desde 2018.

Fuente: ASML

La compañía superó enormemente al Nasdaq en los últimos 15 años, incluso en una década muy favorable a las acciones tecnológicas en general, y en línea con los índices de semiconductores.

Fuente: ASML

Se espera que la base instalada de máquinas de litografía siga creciendo hasta 2030, impulsando fuertemente el aumento de ingresos por mantenimiento y actualizaciones de servicio.

Fuente: ASML

Los EUV no son las máquinas más vendidas por unidad, pero representan la mitad de los ingresos de la compañía debido a su mayor precio.

La mayor parte de las ventas a finales de 2024 y principios de 2025 fueron a Taiwán, Corea del Sur, EE. UU. y China. En general, las ventas en Taiwán pueden asumirse mayormente dirigidas a TSMC, en Corea del Sur a Samsung, y en EE. UU. a TSMC (abriendo una nueva fundición en Nevada) y a Intel (INTC ).

Fuente: ASML

Las ventas a China solían ser mucho mayores, pero las sanciones de EE. UU. contra China y los intentos de los fabricantes chinos de chips de cambiar a proveedores locales han reducido las ventas de ASML a ese país solo a tecnologías de litografía más antiguas.

Riesgos del mercado chino de ASML y el impacto de las sanciones

Guerras de sanciones

Como China, junto con Taiwán, es uno de los mayores productores de semiconductores del mundo, ASML solía disfrutar de muchas ventas en este mercado.

Sin embargo, años de tensiones crecientes y sanciones cada vez más punitivas contra la industria de semiconductores china por parte de sucesivas administraciones estadounidenses han cambiado drásticamente este mercado para ASML.

En el verano de 2022, EE. UU. prohibió la exportación de máquinas EUV a China. Esto fue posible porque, aunque ASML es una empresa holandesa, depende de propiedad intelectual clave estadounidense para la producción de sus máquinas de litografía.

Posteriormente, incluso las exportaciones de máquinas DUV como el TWINSCAN NXT:1980Di fueron restringidas, dando a China solo acceso a tecnología DUV menos avanzada. Esta ronda de sanciones se debió en parte al reciente éxito de Huawei en producir chips avanzados sin máquinas EUV en septiembre de 2023.

Soluciones chinas

Huawei está intentando desarrollar sus propias soluciones EUV, con una patente ya depositada en diciembre de 2022.

Otra empresa china, SMIC, ha logrado usar máquinas DUV más antiguas para producir chips de 5 nm sin EUV.

“Esto implicó apilar múltiples pasos de litografía y grabado, específicamente usando SAQP, para imitar la precisión del EUV. El método es más lento, propenso a errores y costoso, pero funciona.”

Tanto SMIC como Huawei están considerando crear chips de 3 nm también, usando litografía de patrón cuádruple auto‑alineado (SAQP). Huawei también trabaja en un diseño de chip de 3 nm que reemplaza el silicio por nanotubos de carbono.

Por último, las máquinas EUV fabricadas en China podrían llegar al mercado pronto, inicialmente para uso doméstico. Otra alternativa podría ser generar la luz EUV no con plasma de estaño, sino con un acelerador de partículas, una idea ya discutida en 2023, basada en una publicación científica de 2022.

¿Un riesgo para ASML?

En general, es probable que el mercado chino se pierda para ASML a largo plazo, ya que el país no podrá depender de la tecnología occidental y tendrá que reconstruir desde cero una cadena de suministro paralela de semiconductores.

Esto es, por ahora, mayormente una cuestión de rivalidad estratégica entre EE. UU. y China, más que una amenaza comercial para ASML.

Esto se debe a varias razones:

• Las ventas de DUV a China son solo una fracción de los ingresos totales de ASML.
• Los métodos que evaden EUV con DUV más antiguo son técnicamente factibles, pero menos fiables y, por lo tanto, resultan en chips más caros.
  • Esto los hace viables para Huawei y otras compañías electrónicas chinas excluidas de chips avanzados, pero no competitivos económicamente en los mercados internacionales.
• Las máquinas EUV fabricadas por Huawei necesitarán mucha mejora y afinación, y se producirán en número limitado, solo capaces de satisfacer la demanda doméstica china durante muchos años.
• La generación de EUV basada en ciclotrón sigue siendo muy teórica y tomará años o incluso décadas para convertirse en una alternativa viable a la tecnología EUV actualmente utilizada.

Ventas no EUV

Desconectado de la cuestión de los intentos chinos de desarrollar máquinas EUV, se espera que las ventas de DUV se mantengan estables. Esto se debe a que, aunque EUV se ha convertido en el estándar para la mayoría de las capas críticas de LÓGICA y DRAM, todas las demás capas se patronizan usando tecnología DUV.

Por lo tanto, la posición fuerte de ASML en DUV garantiza ingresos estables, incluyendo servicios y mantenimiento de los parques existentes, con cada máquina operando durante más de 20 años.

Esto hace que el desarrollo y la adopción de EUV sea importante, pero no vital para las perspectivas a corto plazo de la compañía.

Lo mismo se puede decir de los sistemas anexos a las máquinas de litografía, como sensores y metrología (mediciones) del producto final para control de calidad.

Fuente: ASML

Futuro de la litografía

ASML sigue innovando y también está adquiriendo activamente nuevas tecnologías clave, como el fabricante de vidrio óptico Berliner Glas Group en 2020, lo que le permite impulsar la próxima generación de máquinas de fabricación de chips.

Fuente: ASML

Los competidores chinos podrían presentar soluciones EUV a escala comercial en los próximos años. Pero ASML ya está trabajando en el siguiente paso, llamado litografía high‑NA. La “NA” se refiere a la apertura numérica, una medida de cuánta luz puede captar y enfocar un sistema óptico.

ASML avanza rápidamente en esta tecnología: su última innovación óptica sienta las bases para su hoja de ruta EUV con estabilidad de picómetros (1/200 del átomo de Si) en espejos asféricos.

Los ópticos High‑NA EUV deberían ayudar a crear una plataforma EUV de mayor productividad. Al hacerlo, podría impulsar las mejoras de rendimiento y productividad de EUV mucho más allá de la próxima década (>2030).

Fuente: ASML

La tecnología High‑NA no solo será más precisa y rápida, sino también más eficiente energéticamente, una preocupación creciente ya que las máquinas de litografía cada vez más potentes generan facturas de energía significativas.

Lo más probable es que la EUV High‑NA sea el método utilizado para la producción masiva de chips de nodo de 2 nm y menores.

Fuente: ASML

Intel ha sido un adoptante temprano de High‑Na EUV en su fundición en Oregón. Esto todavía se está implementando en fundiciones, y otras tecnologías como el grabado también podrían jugar un papel en la futura mejora del rendimiento.

“Con la incorporación de High NA EUV, Intel tendrá la caja de herramientas de litografía más completa de la industria, lo que permitirá a la compañía impulsar capacidades de proceso futuras más allá de Intel 18A en la segunda mitad de esta década.”

Mark Phillips – Intel’s Director of Lithography, Hardware and Solutions for Intel Foundry Logic Technology Development.

El precio de $400 M por máquina también está animando a algunas fundiciones a retrasar la adopción al menos una generación de chips.

Aún así, la EUV High‑NA debería ser un paso relativamente fácil para ASML, ya que reutiliza gran parte de la tecnología y la experiencia desarrollada en los últimos 20 años para hacer posible la EUV “normal”.

¿Por qué priorizamos la commonality y modularidad en todos nuestros sistemas de litografía EUV? Porque de esa forma todos nuestros sistemas se benefician de lecciones aprendidas durante 20 años de desarrollo EUV.

Usar tecnología probada reduce el riesgo de que algo salga mal. Y los módulos simplifican la instalación del sistema y su integración en la fábrica del cliente.

Conclusión

A través de una dedicación a la precisión más alta posible en sus máquinas y a la excelencia ingenieril, ASML se ha convertido en LA empresa de litografía, dominando su nicho de mercado.

Es un monopolio de facto en EUV, la tecnología más importante para la producción de todos los chips más avanzados requeridos para el desarrollo de tecnologías de IA, centros de datos de primera línea y las últimas generaciones de smartphones.

Si no fuera por las sanciones estadounidenses a China que prohibieron la exportación de EUV al país, ASML probablemente habría permanecido cómodamente como el único proveedor clave de esta tecnología durante una o dos décadas.

Debido a las sanciones y a los decenas de miles de millones invertidos en lo que se convirtió en una vulnerabilidad estratégica, los fabricantes chinos podrían algún día convertirse en serios competidores de ASML. Sin embargo, todavía están rezagados, obligados a usar máquinas DUV, con rendimientos más bajos y costos más altos.

Y esperan que su propia máquina EUV fabricada en China proporcione pronto una mejor alternativa. Es probable que cuando Huawei y SMIC alcancen la tecnología EUV de 2025, ASML ya esté desplegando High‑NA EUV.

Así que, aunque puede ser peligroso subestimar la capacidad de China para ponerse al día y construir una cadena de suministro doméstica, tampoco debe exagerarse. En la actualidad, ASML está preparado para seguir siendo el líder de la litografía para la fabricación de chips avanzados durante al menos los próximos 10 años, y mantenerse competitivo mucho más tiempo.

ASML también tiene una posición muy fuerte en DUV y metrología, generando ingresos adicionales que ayudan a financiar su presupuesto de I+D.

Además de la calidad de la compañía, la última pregunta que los inversores deberán plantearse es la de la valoración. Debido a su posición de monopolio y al crecimiento general del sector, la acción de ASML está valorando mucho crecimiento futuro.

Esto parece razonable, pero también significa que la valoración está lejos de ser barata: el ratio Precio‑Beneficio de ASML ha oscilado entre un “bajo” 20 y hasta 54.

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