Laskenta
ASML (ASML): Modernien puolijohteiden kulmakivi
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Siruvalmistuksen työkalut
Semiconductors, and especially computer chips, have quickly become one of the world’s most important technologies and commodities on Earth. From the early days of the PC era to the rise of smartphone & cloud computing, and AI, the importance of chips and demand for them has only grown.
Lähde: Applied Materials
Kyseessä on mielenkiintoinen ala, jossa mikään toimija ei ole pystysuunnassa integroitunut; sen sijaan se koostuu joukosta erittäin erikoistuneita yrityksiä, jotka kukin hoitavat yhden monista kriittisistä vaiheista tavallisen hiekan (piin) muuntamisessa ajatteleviksi koneiksi.
Sektorin suurimmat yritykset ovat joko sirujen suunnittelijoita, kuten Nvidia (NVDA ), tai “foundry”-yrityksiä, jotka valmistavat siruja, kuten TSMC (TSM ) (seuraa linkkiä saadaksesi omistajille suunnatut sijoitusraportit näistä yrityksistä).
Nämä yritykset ovat vahvasti riippuvaisia erikoistuneista toimittajista, jotka toimittavat sirujen valmistukseen tarvittavat koneet.
Lähde: ASML
Eikä mikään ole tärkeämpi kuin yritys, jolla on monopoli EUV (Extreme UltraViolet) -litografiaan, hollantilainen ASML.
ASML Hintakaavio
ASML:n rooli puolijohteiden valmistuksessa
Miten litografia mahdollistaa sirujen miniaturisoinnin
ASML is a specialist in lithography machines. Lithography (literally meaning “rock engraving) is how the “node” of a processor gets engraved on a silicon wafer, turning it into a computer chip.
Lähde: Nature
Mitä edistyneempi siru, sitä pienempi solmu ja monimutkaisempi litografiaprosessi. Solmujen jatkuva miniaturisointi ja litografian parantaminen on mahdollistanut tietokoneiden tehostumisen vuodesta toiseen Moore’n lain mukaisesti.
Lähde: Steven Jurvetson
Litografia on yksi askel koko prosessissa, jossa piilevy muutetaan tietokonesiruiksi, ja yleensä vaaditaan 40–80 sykliä täyden sirun valmistamiseksi.
Lähde: ASML
Litografian keskeinen fyysinen raja on, että kaiverrettu solmu ei voi olla suurempi kuin käytetyn voimakkaan valon aallonpituus.
Lähde: ASML
Kun transistorit pienentyivät, vaadittiin yhä korkeampaa valon taajuutta, ja nykyään se siirtyy yhä enemmän ultraviolettispektrin yläosaan.
Ensimmäinen askel näkyvän valon spektrin ulkopuolelle oli I-line, jota seurasi pian DUV (Deep Ultraviolet) -litografia.
Lähde: Icometrue
Nämä menetelmät kantavat alaa älypuhelinten ja datakeskusten suorituskyvyn jatkuvan kasvun aikakaudella. Mutta edistyneimmille työkaluille tarvittiin uusi teknologia: EUV (Extreme Ultraviolet) -litografia.
Mitä EUV-litografia on ja miten se toimii?
EUV allows for ultra-small nodes, up to 7nm, or even 5nm, 3nm, and beyond. These advanced node levels are often considered necessary for applications like AI, machine learning, 5G, AR/VR, and advanced cloud services.
Vaikka ASML on DUV-teknologian johtaja, EUV on vielä tärkeämpi, sillä yritys on ainoa EUV-sirujen valmistuskoneiden valmistaja, vaikka jotkut kiinalaiset yritykset pyrkivätkin tulemaan alalle mahdollisimman pian (katso alta lisätietoja aiheesta).
EUV-teknologia on äärimmäisen vaikea hallita, johtuen useista teknisistä rajoitteista:
- Prosessi tapahtuu tyhjiöympäristössä, koska lähes kaikki absorboi EUV-valoa.
- Se vaatii erittäin voimakkaan energialähteen, voimakkaan laserin muodossa, jossa käytetään jopa 40 kW laseria. Tämän tyyppinen laservahvistin vaatii 7,3 km kaapelia, painaa 17 tonnia ja sisältää yli 450 000 osaa.
- Laseria käytetään aktivoimaan pieniä tinahelmiä, joiden halkaisija on 25 mikronia, ja 50 000 tippaa putoaa sekunnissa.
- Tina sitten höyrystyy plasmaan laserin vaikutuksesta, jolloin se säteilee EUV-valoa.
Lähde: Semi Engineering
Jokainen näistä vaiheista vaatii äärimmäisen kehittyneitä mittauslaitteita, työkaluja, ohjausjärjestelmiä ja antureita, kaikki suunniteltu mikrometrin ja nanosekunnin tarkkuudella.
Vuosikymmenten aikana litografialaitteiden rakentamiseen kerryttämän syvän asiantuntemuksen avulla ASML on (tähän mennessä?) kiistaton EUV-teknologian mestari. Se on myös rakentanut tiiviin verkoston keskeisistä toimittajista, esimerkiksi peilejä, joiden koko on jopa 1 metri ja pinnan sileys picometreihin (yksi biljoonasosa metristä).
Erittäin tarkkojen koneiden lisäksi EUV vaatii myös erikoistunutta ja omaisuudeksi suojattua ohjelmistoa kalibrointiin, diagnostiikkaan, arviointiin ja automaatioon.
Vaikka EUV on ehdottomasti yrityksen tulevaisuus ja suuri osa sen liikevaihdosta, vähemmän kehittyneet DUV-sirut muodostavat edelleen suurimman osan maailman puolijohteiden tuotannosta.
Lähde: ASML
ASML
ASML:n yritysesittely ja avaintilastot
The company was founded in 1984 as a joint venture between the Dutch companies ASM and Philips. It currently employs 44,000+ people in 60 locations. The company has been collaborating with TSMC from inception, and was already supplying lithography for 90nm nodes in 2004.
Yritys perustettiin vuonna 1984 yhteisyrityksenä hollantilaisten yritysten ASM:n ja Philipsin välillä. Se työllistää tällä hetkellä yli 44 000 henkilöä 60 toimipaikassa. Yritys on tehnyt yhteistyötä TSMC:n kanssa alusta lähtien, ja jo vuonna 2004 toimitti litografiaa 90 nm solmuihin.
Vuoteen 2011 mennessä se oli toimittanut litografialaitteita 32 nm solmuihin, jolloin litografialaitteen keskimääräinen hinta oli tuolloin 27 miljoonaa euroa.
Vuoteen 2022 mennessä se oli myynyt 140 EUV-konetta, joista jokaisen hinta ylitti 200 miljoonaa dollaria, ja yhden 180‑tonnisen koneen kuljettamiseen tarvittiin kolme Boeing 747 -lentokonetta.
ASML:n mittarit
In 2024, ASML made €28.3B in revenues from selling 583 lithography machines. The company enjoys remarkable 51.3% gross margins, allowing it to easily reinvest €4.3B in R&D, almost double compared to 2020 levels.
Lähde: ASML
Yritys odottaa liikevaihdon kasvavan 44–60 miljardiin euroon vuoteen 2030 mennessä, bruttokate 56–60 %.
ASML:n alan johtava menestys litografiassa on palkittu valtavilla tuotoilla osakkeenomistajille. Vuonna 2024 osakkeenomistajille palautettiin 3 miljardia euroa, ja osingot ovat kolminkertaistuneet vuodesta 2018.
Lähde: ASML
Yritys on ylittänyt Nasdaqin kokonaiskehityksen merkittävästi viimeisen 15 vuoden aikana, vaikka kyseinen vuosikymmen onkin ollut yleisesti suotuisa teknologiayrityksille, ja se on linjassa koko puolijohdeindeksien kanssa.
Lähde: ASML
Yritys odottaa litografialaitteiden asennetun perustan kasvavan vuoteen 2030 asti, mikä lisää merkittävästi huolto- ja palvelupäivitysten tuottoja.
Lähde: ASML
EUV-koneita ei myydä eniten kappaleittain, mutta ne muodostavat puolet yrityksen liikevaihdosta korkeamman hintansa vuoksi.
Suurin osa myynneistä vuoden 2024 lopussa ja vuoden 2025 alussa suuntautui Taiwanille, Etelä‑Koreaan, Yhdysvaltoihin ja Kiinaan. Yleisesti ottaen Taiwanin myynnit oletetaan kohdistuvan pääosin TSMC:lle, Etelä‑Korean Samsungille ja Yhdysvaltojen myynnit TSMC:lle (avaten uutta foundrya Nevadan osavaltiossa) ja Intel (INTC ).
Lähde: ASML
Myynnit Kiinaan olivat aiemmin paljon suurempia, mutta Yhdysvaltojen asettamat pakotteet Kiinaa vastaan sekä kiinalaiset sirunvalmistajat, jotka pyrkivät siirtymään paikallisiin toimittajiin, ovat vähentäneet ASML:n myyntiä maahan vain vanhemmilla litografiateknologioilla.
ASML:n Kiinan markkinariskit ja pakotteiden vaikutus
Pakottasodat
As China is, together with Taiwan, one of the world’s largest semiconductor producers in the world, ASML used to enjoy a lot of sales in this market.
Kuitenkin vuosien mittaiset jännitteiden kasvut ja yhä ankarammat pakotteet Kiinan puolijohdeteollisuutta vastaan peräkkäisten Yhdysvaltain hallitusten toimesta ovat radikaalisti muuttaneet tämän markkinan ASML:lle.
Kesällä 2022 Yhdysvallat kielsi EUV-koneteiden viennin Kiinaan. Tämä oli mahdollista, koska vaikka ASML on hollantilainen yritys, se luottaa keskeiseen amerikkalaiseen immateriaalioikeuteen litografialaitteidensa tuotannossa.
Myöhemmin myös DUV-koneteiden, kuten ASML:n TWINSCAN NXT:1980Di, viennin rajoittaminen, jolloin Kiinalla oli pääsy vain vähemmän kehittyneeseen DUV-teknologiaan. Tämä pakotteiden kierros johtui osittain Huawei:n äskettäisestä menestyksestä tuottaa kehittyneitä siruja ilman EUV-konetta syyskuussa 2023.
Kiinalaiset ratkaisut
Huawei is aiming to develop its own EUV solutions, with a patent already deposited in joulukuu 2022.
Huawei pyrkii kehittämään omia EUV-ratkaisujaan, ja on jo joulukuussa 2022 jättänyt patenttihakemuksen.
Another Chinese company, SMIC, has managed to use older DUV machines to produce 5nm chips without EUV.
“Tämä sisälsi useiden litografia- ja etsausvaiheiden pinottamista, erityisesti SAQP:n käyttöä, EUV:n tarkkuuden jäljittelemiseksi. Menetelmä on hitaampi, virhealttiimpi ja kalliimpi, mutta se toimii.”
Sekä SMIC että Huawei pyrkivät myös valmistamaan 3 nm siruja käyttäen itsensä kohdistuvaa nelinkertaista mallinnusta (SAQP) litografiaa. Huawei työskentelee myös 3 nm sirusuunnittelun parissa, jossa piitä korvataan hiilinanoputkilla.
Lopuksi, Kiinan valmistamat EUV-konete voivat myös tulla markkinoille pian, aluksi kotimaisessa käytössä. Toinen vaihtoehto voisi olla EUV-valon tuottaminen ei tina‑plasmalla, vaan hiukkaskiihdyttimellä, mikä on jo vuonna 2023 keskusteltu idea, perustuen vuoden 2022 tieteelliseen julkaisuun.
Riskinä ASML:lle?
Overall, it is likely that the Chinese market will be lost for ASML in the long run, with the country unable to rely on Western technology and having to rebuild from scratch an entire parallel semiconductor supply chain.
Kaiken kaikkiaan on todennäköistä, että Kiinan markkinat menetetään ASML:lle pitkällä aikavälillä, koska maa ei voi luottaa länsimaiseen teknologiaan ja joutuu rakentamaan alusta alkaen kokonaisen rinnakkaisen puolijohdeketjun.
Tämä on toistaiseksi lähinnä Yhdysvaltojen ja Kiinan välinen strateginen kilpailu, eikä niinkään liiketoimintauhka ASML:lle.
Tämä johtuu muutamista syistä:
- DUV-myynti Kiinaan on vain murto-osa ASML:n kokonaisliikevaihdosta.
- Vanhemmilla DUV-teknologioilla EUV:n ohittaminen on teknisesti mahdollista, mutta vähemmän luotettavaa, mikä johtaa kalliimpiin siruihin.
- Tämä tekee niistä käyttökelpoisia Huawei:lle ja muille kiinalaisille elektroniikkayrityksille, jotka eivät pääse kehittyneisiin siruihin, mutta ne eivät ole taloudellisesti kilpailukykyisiä kansainvälisillä markkinoilla.
- Huawei:n valmistamat EUV-konete tarvitsevat paljon parannuksia ja hienosäätöä, ja niitä tuotetaan rajoitetusti, pystyen tyydyttämään Kiinan kotimaisen kysynnän vain useiden vuosien ajan.
- Sykklotroniin perustuva EUV:n tuotanto on edelleen hyvin teoreettinen, ja sen toteutuminen käyttökelpoiseksi vaihtoehdoksi nykyiselle EUV-teknologialle vie vuosia tai jopa vuosikymmeniä.
Ei-EUV-myynti
Unconnected to the question of Chinese attempts at developing EUV machines, DUV sales are likely to stay stable. This is because while EUV has become the standard for most LOGIC and DRAM critical layers, all other layers are patterned using DUV technology.
Ei liitettynä Kiinan pyrkimyksiin kehittää EUV-koneteita, DUV-myynti todennäköisesti pysyy vakaana. Tämä johtuu siitä, että vaikka EUV on tullut standardiksi suurimmalle osalle LOGIC- ja DRAM-kerroksista, kaikki muut kerrokset kaavataan DUV-teknologialla.
ASML:n vahva asema DUV:ssä takaa vakaat tulot, mukaan lukien olemassa olevien laitosten huolto ja ylläpito, kun jokainen kone toimii yli 20 vuotta.
Tämä tekee EUV:n kehittämisestä ja käyttöönotosta tärkeän, mutta ei elintärkeän yrityksen lyhyen aikavälin näkymille.
Sama pätee litografialaitteiden lisäjärjestelmiin, kuten antureihin ja metrologiaan (mittauksiin) valmiin tuotteen laadunvalvontaa varten.
Lähde: ASML
| Teknologia | Solmun koko | Tyypillinen käyttö | Keskeinen rajoitus |
|---|---|---|---|
| DUV | 14nm–90nm+ | Vanhemmat sirut, ei‑kriittiset kerrokset | Ei sovellu pienimpiin solmuihin |
| EUV | 7nm–3nm | Edistyksellinen logiikka, DRAM | Monimutkainen, kallis, suuri energiankulutus |
| High-NA EUV | 2nm and smaller | Seuraavan sukupolven korkean suorituskyvyn sirut | Korkeampi hinta, rajoitettu käyttöönotto |
Litografian tulevaisuus
ASML keeps innovating and is also actively doing acquisitions of new key technologies, like the optical glass maker Berliner Glas Group in 2020, allowing it to push for the next generation of chip-making machines.
Lähde: ASML
Kiinalaiset kilpailijat saattavat tuoda kaupallisen mittakaavan EUV-ratkaisuja tulevina vuosina. Mutta ASML työskentelee jo seuraavan askeleen parissa, jota kutsutaan high-NA litografiaksi. “NA” viittaa numeeriseen aukkoon, joka mittaa kuinka paljon valoa optinen järjestelmä voi kerätä ja tarkentaa.
https://www.youtube.com/watch?v=UdcFpjgCnP8
ASML etenee nopeasti tässä teknologiassa: sen viimeisin optiikkainnovaatio luo perustan EUV-tiekartalle, jonka tavoitteena on pikometrinen vakaus (1/200 piin atomia) asfäärisissä peileissä.
High-NA EUV -optikka auttaa luomaan tuottavamman EUV-alustan. Näin se voi viedä EUV-suorituskyvyn ja tuottavuuden parannukset pitkälle seuraavalle vuosikymmenelle (>2030).
Lähde: ASML
High-NA -teknologia ei ainoastaan ole tarkempi ja nopeampi, vaan sen tulisi myös olla energiatehokkaampi, mikä on kasvava huolenaihe, kun yhä voimakkaammat litografialaitteet aiheuttavat merkittäviä energialaskuja.
Todennäköisesti high-NA EUV tulee olemaan menetelmä, jota käytetään massatuotannossa 2 nm solmupisteiden siruille ja pienemmille.
Lähde: ASML
Intel on ollut varhainen High-NA EUV:n käyttäjä Oregonin foundryssa tämä on edelleen vahvasti käyttöönotossa foundryissa, ja muut teknologiat kuten etsaus voivat myös vaikuttaa tuleviin suorituskyvyn parannuksiin.
“High-NA EUV:n lisäämisen myötä Intelillä on alan monipuolisin litografiatyökalupakki, mikä mahdollistaa yrityksen viedä tulevia prosessikykyjä Intel 18A:n yli toisen vuosikymmenen loppuun asti.”
$400 miljoonan hintalappu per kone kannustaa myös joitakin foundryja viivästyttämään käyttöönottoa vähintään yhden sirugeneration ajan.
Silti high-NA EUV:n tulisi olla melko helppo askel eteenpäin ASML:lle, koska se hyödyntää paljon teknologiaa ja kokemusta, jotka on kehitetty viimeisten 20 vuoden aikana “normaalin” EUV:n mahdollistamiseksi.
Miksi priorisoimme yhteiskäytön ja modulaarisuuden koko EUV-litografiajärjestelmissämme? Koska näin kaikki järjestelmämme hyötyvät 20 vuoden EUV-kehityksen aikana opituista opeista. Kokeiltujen ja testattujen teknologioiden käyttö vähentää virheiden riskiä. Ja moduulit tehostavat järjestelmän asennusta ja integrointia asiakkaan tehdasympäristöön.
Yhteenveto
Through a dedication to the highest-possible precision in its machine and engineering excellence, ASML has become THE lithography company, dominating its niche market.
Omistautumisensa mahdollisimman korkeaan tarkkuuteen koneissaan ja insinööritaitoon on tehnyt ASML:stä LITOGRAFIAYRITYKSEN, joka hallitsee omaa erikoismarkkinaa.
Se on de facto -monopoli EUV:ssä, tärkeimmässä teknologiassa kaikkien kehittyneimpien sirujen tuotannossa, joita tarvitaan AI-teknologioiden, huippuluokan datakeskusten ja uusimpien älypuhelinmallien kehittämiseen.
Jos Yhdysvaltojen pakotteet Kiinaan, jotka kieltävät EUV:n viennin maahan, eivät olisivat olemassa, ASML olisi todennäköisesti pysynyt mukavasti ainoana tämän teknologian keskeisenä toimittajana vuosikymmeniä.
Pakotteiden ja kymmenien miljardien dollareiden investointien vuoksi, jotka ovat muodostuneet strategiseksi haavoittuvuudeksi, kiinalaiset valmistajat saattavat jonain päivänä tulla vakavaksi kilpailijaksi ASML:lle. He kuitenkin jäljessä, pakotettuina käyttämään DUV-koneteita, alhaisempaa hyötysuhdetta ja korkeampia kustannuksia.
Ja toivovat, että heidän oma Kiinassa valmistettu EUV-kone tarjoaa pian paremman vaihtoehdon. Todennäköisesti kun Huawei ja SMIC ovat saavuttaneet vuoden 2025 EUV-teknologian tason, ASML on jo ottanut käyttöön High-NA EUV:n.
Vaikka Kiinan kykyä saavuttaa taso ja rakentaa kotimainen toimitusketju on vaarallista aliarvioida, sitä ei myöskään pidä liioitella. Tällä hetkellä ASML on valmis pysymään litografian johtajana kehittyneiden sirujen valmistuksessa vähintään seuraavan 10 vuoden ajan, ja pysymään kilpailukykyisenä paljon pidempään.
ASML:lla on myös erittäin vahva asema DUV:ssä ja metrologiassa, mikä tuo lisätuloja, jotka auttavat rahoittamaan sen R&D-budjettia.
Yrityksen laadun lisäksi sijoittajien viimeinen kysymys on arvostus. Monopoliasemansa ja alan yleisen kasvun vuoksi ASML:n osake on hinnoiteltu huomattavan tulevan kasvun mukaan.
Tämä vaikuttaa kohtuulliselta, mutta tarkoittaa myös, että arvostus ei ole lainkaan halpa: ASML:n P/E-luku on vaihdellut “alhaisesta” 20:sta jopa 54:ään.
Viimeisimmät ASML (ASML) -osaketuotteiden uutiset ja kehitykset
