ASML (ASML): La Pietra Angolare Dei Moderni Semiconduttori

Gli Strumenti Della Fabbricazione Dei Chip

I semiconduttori, e in particolare i chip per computer, sono diventati in pochi anni una delle tecnologie e delle merci più importanti al mondo. Dall’era iniziale dei PC all’ascesa del cloud computing e dell’intelligenza artificiale, l’importanza dei chip e la domanda per essi sono cresciute costantemente.

Fonte: Applied Materials

Questo è un settore interessante, dove nessun attore è verticalmente integrato; invece, è costituito da una costellazione di aziende ultra-specializzate, ciascuna delle quali svolge uno dei molti passaggi critici per trasformare la sabbia comune (silicio) in macchine pensanti.

Le più grandi aziende del settore sono o progettisti di chip come Nvidia (NVDA ), o “fonderie” che effettuano la produzione effettiva dei chip come TSMC (TSM ) (segui il link per rapporti di investimento dedicati su queste aziende).

Queste aziende si affidano fortemente a fornitori specializzati per le macchine necessarie per produrre i chip.

Fonte: ASML

E nessuna di loro è più importante dell’azienda olandese con un monopolio sulla litografia EUV (Extreme UltraViolet), l’ASML.

Il Ruolo Di ASML Nella Fabbricazione Dei Semiconduttori

Come La Litografia Consente La Miniaturizzazione Dei Chip

ASML è specializzata in macchine litografiche. La litografia (letteralmente “incisione sulla pietra”) è il processo con cui il “nodo” di un processore viene inciso su un wafer di silicio, trasformandolo in un chip per computer.

Fonte: Nature

La litografia è un passaggio di tutto il processo che trasforma un wafer di silicio in chip per computer, solitamente con 40-80 cicli per creare un chip completo.

Fonte: ASML

Un limite fisico fondamentale per la litografia è che il nodo inciso non può essere più grande della lunghezza d’onda della luce potente utilizzata per farlo.

Fonte: ASML

Quindi, man mano che i transistor diventano più piccoli, è necessaria una frequenza di luce sempre più alta, oggi sempre più nella parte alta dello spettro ultravioletto.

Il primo passo per lasciare lo spettro luminoso visibile è stato con la linea I, seguito presto dalla litografia DUV (Deep Ultraviolet).

Fonte: Icometrue

Questi metodi sono stati quelli che hanno trainato l’industria durante l’era dei smartphone sempre più performanti e dei data center. Ma per gli strumenti più avanzati, era necessaria una nuova tecnologia: la litografia EUV (Extreme Ultraviolet).

Cosa È La Litografia EUV E Come Funziona?

La litografia EUV consente la creazione di nodi ultra-piccoli, fino a 7nm, o anche 5nm, 3nm e oltre. Questi livelli di nodo avanzati sono spesso considerati necessari per applicazioni come l’intelligenza artificiale, il machine learning, il 5G, l’AR/VR e i servizi cloud avanzati.

Mentre ASML è leader nella tecnologia DUV, l’EUV è ancora più importante, poiché l’azienda è l’unico produttore di macchine per la fabbricazione di chip EUV, anche se alcune aziende cinesi stanno cercando di entrare nel settore il prima possibile (vedi sotto per ulteriori informazioni su questo argomento).

La tecnologia EUV è estremamente difficile da padroneggiare, a causa di una serie di limitazioni tecniche:

• Il processo si svolge in un ambiente a vuoto perché quasi tutto assorbe la luce EUV.
• Richiede una fonte di energia molto forte, sotto forma di un laser potente, con fino a 40kW di potenza. Questo tipo di amplificatore laser richiede 7,3 chilometri di cavo, pesa 17 tonnellate e contiene oltre 450.000 parti.
• Il laser eccita piccole gocce di stagno da 25 micron di diametro, con 50.000 gocce che cadono al secondo.
  • Lo stagno viene poi vaporizzato in un plasma dal laser, emettendo luce EUV.

Fonte: Semi Engineering

Ognuno di questi passaggi richiede strumenti, controlli e sensori estremamente avanzati, con una precisione di qualità misurata in micrometri e nanosecondi.

Attraverso una profonda esperienza costruita durante decenni di costruzione di macchine litografiche, ASML è il (finora?) incontrastato maestro della tecnologia EUV. Ha anche costruito una fitta rete di fornitori chiave, con, ad esempio, specchi fino a 1 metro di diametro, con una levigatezza della superficie fino a picometri (un trilionesimo di metro).

Oltre a macchine molto precise, l’EUV richiede anche software specializzato e proprietario per la calibrazione, la diagnostica, la valutazione e l’automazione.

Mentre l’EUV è certamente il futuro dell’azienda e una grande parte dei suoi ricavi, i chip meno avanzati prodotti con la DUV rappresentano ancora la maggior parte della produzione di semiconduttori nel mondo.

Fonte: ASML

ASML

Panoramica Dell’Azienda ASML E Principali Metriche

L’azienda è stata fondata nel 1984 come joint venture tra le aziende olandesi ASM e Philips. Attualmente impiega oltre 44.000 persone in 60 sedi. L’azienda ha collaborato con TSMC fin dalla sua fondazione e già forniva litografia per nodi da 90 nm nel 2004.

Nel 2011, aveva fornito macchine litografiche per nodi da 32 nm, con una macchina litografica che costava in media 27 milioni di euro all’epoca.

Nel 2022, aveva venduto 140 macchine EUV, ciascuna delle quali costava oltre 200 milioni di dollari, richiedendo tre Boeing 747 per trasportare una delle macchine da 180 tonnellate.

Metriche ASML

Nel 2024, ASML ha realizzato ricavi per 28,3 miliardi di euro dalla vendita di 583 macchine litografiche. L’azienda gode di margini lordi del 51,3%, che le consentono di reinvestire facilmente 4,3 miliardi di euro in ricerca e sviluppo, quasi il doppio rispetto ai livelli del 2020.

Fonte: ASML

L’azienda prevede che i ricavi cresceranno a 44-60 miliardi di euro entro il 2030, con un margine lordo del 56-60%.

Il successo di ASML nella litografia è stato premiato con ritorni massicci per i suoi azionisti. Sono stati restituiti 3 miliardi di euro agli azionisti nel 2024 e i dividendi sono triplicati dal 2018.

Fonte: ASML

L’azienda ha superato notevolmente l’intero Nasdaq negli ultimi 15 anni, anche in un decennio molto favorevole alle azioni tecnologiche in generale, e in linea con gli indici dei semiconduttori nel loro complesso.

Fonte: ASML

L’azienda prevede che la base installata di macchine litografiche continuerà a crescere fino al 2030, trainando fortemente entrate crescenti da manutenzione e aggiornamenti.

Fonte: ASML

Le EUV non sono le macchine più vendute per unità, ma rappresentano la metà dei ricavi dell’azienda a causa del prezzo più alto.

La maggior parte delle vendite alla fine del 2024 e all’inizio del 2025 sono andate a Taiwan, Corea del Sud, Stati Uniti e Cina. In generale, le vendite a Taiwan possono essere considerate principalmente destinate a TSMC, in Corea del Sud a Samsung e negli Stati Uniti a TSMC (che apre una nuova fonderia nel Nevada) e a Intel (INTC ).

Fonte: ASML

Le vendite alla Cina erano solitamente molto più grandi, ma le sanzioni contro la Cina da parte degli Stati Uniti e i produttori di chip cinesi che cercano di passare a fornitori locali hanno ridotto le vendite di ASML nel paese a solo tecnologie litografiche più vecchie.

Rischi E Impatto Delle Sanzioni Per ASML In Cina

Guerra Alle Sanzioni

La Cina, insieme a Taiwan, è uno dei più grandi produttori di semiconduttori al mondo, quindi ASML ha goduto di molte vendite in questo mercato.

Tuttavia, molti anni di tensioni crescenti e sanzioni sempre più punitive contro l’industria dei semiconduttori cinese da parte di successive amministrazioni statunitensi hanno drasticamente cambiato questo mercato per ASML.

Nell’estate del 2022, gli Stati Uniti hanno vietato l’esportazione di macchine EUV in Cina. Ciò è stato possibile perché, sebbene ASML sia un’azienda olandese, si affida a IP chiave americana per la produzione delle sue macchine litografiche.

In seguito, anche le esportazioni di macchine DUV come la TWINSCAN NXT:1980Di di ASML sono state limitate, dando alla Cina solo l’accesso a tecnologie DUV meno avanzate. Questo giro di sanzioni è stato in parte dovuto al recente successo di Huawei nella produzione di chip avanzati senza l’uso di macchine EUV nel settembre 2023.

Soluzioni Cinesi

Huawei sta cercando di sviluppare le proprie soluzioni EUV, con un brevetto già depositato a dicembre 2022.

Un’altra azienda cinese, SMIC, è riuscita a utilizzare macchine DUV più vecchie per produrre chip da 5 nm senza EUV.

“Ciò ha comportato l’impilamento di più passaggi di litografia e di incisione, utilizzando in particolare SAQP, per mimare la precisione dell’EUV. Il metodo è più lento, più soggetto a errori e costoso, ma funziona.”

Entrambe le aziende SMIC e Huawei stanno cercando di creare chip da 3 nm utilizzando la litografia SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning). Huawei sta anche lavorando a un design di chip da 3 nm che sostituisce il silicio con nanotubi di carbonio.

Infine, le macchine EUV prodotte in Cina potrebbero arrivare sul mercato presto, inizialmente per l’uso domestico. Un’altra alternativa potrebbe essere generare la luce EUV non con un plasma di stagno, ma con un acceleratore di particelle, un’idea già discussa nel 2023, basata su una pubblicazione scientifica del 2022.

Un Rischio Per ASML?

Nel complesso, è probabile che il mercato cinese sarà perso per ASML nel lungo termine, con il paese che non potrà più fare affidamento sulla tecnologia occidentale e dovendo ricostruire da zero un’intera catena di approvvigionamento dei semiconduttori parallela.

Ciò è, per ora, più una questione di rivalità strategica tra Stati Uniti e Cina che una minaccia commerciale per ASML.

Ciò è dovuto a diverse ragioni:

• Le vendite di DUV alla Cina rappresentano solo una frazione dei ricavi totali di ASML.
• I metodi che aggirano l’EUV con macchine DUV più vecchie sono tecnicamente fattibili, ma meno affidabili e quindi risultano in chip più costosi.
  • Ciò li rende fattibili per Huawei e altre aziende di elettronica cinesi bloccate fuori dai chip avanzati, ma non economicamente competitivi nei mercati internazionali.
• Le macchine EUV prodotte da Huawei richiederanno molti miglioramenti e regolazioni, e saranno prodotte in numero limitato, in grado di soddisfare solo la domanda domestica cinese per molti anni.
• La generazione di luce EUV basata su un ciclotrone è ancora molto teorica e richiederà anni o addirittura decenni per diventare una soluzione alternativa praticabile alla tecnologia EUV attualmente utilizzata.

Vendite Non EUV

Indipendentemente dalla questione dei tentativi cinesi di sviluppare macchine EUV, le vendite di DUV dovrebbero rimanere stabili. Ciò è perché, sebbene l’EUV sia diventata lo standard per la maggior parte dei layer critici LOGIC e DRAM, tutti gli altri layer vengono patternati utilizzando la tecnologia DUV.

Quindi la forte posizione di ASML nella DUV garantisce ricavi stabili, compresi il servizio e la manutenzione dei parchi esistenti, con ogni macchina che opera per 20 anni o più.

Ciò rende lo sviluppo e l’adozione dell’EUV importante, ma non vitale per le prospettive a breve termine dell’azienda.

Lo stesso si può dire per i sistemi annessi alle macchine litografiche, come sensori e metrologia (misurazione) del prodotto finito per il controllo di qualità.

Fonte: ASML

Futuro Della Litografia

ASML continua a innovare e sta anche attivamente acquisendo nuove tecnologie chiave, come il produttore di vetro ottico Berliner Glas Group nel 2020, consentendole di spingere per la prossima generazione di macchine per la fabbricazione di chip.

Fonte: ASML

I concorrenti cinesi potrebbero arrivare con soluzioni EUV su scala commerciale nei prossimi anni. Ma ASML sta già lavorando al prossimo passo, chiamato litografia ad alta NA. Il “NA” si riferisce all’apertura numerica, una misura di quanto luce un sistema ottico possa raccogliere e focalizzare.

ASML sta procedendo rapidamente su questa tecnologia: la sua ultima innovazione ottica stabilisce la base per la sua roadmap EUV verso la stabilità del picometro (1/200 atomo di Si) su specchi asferici.

La piattaforma EUV ad alta NA dovrebbe aiutare a creare una piattaforma EUV più produttiva. Facendo ciò, potrebbe spingere i miglioramenti delle prestazioni e della produttività dell’EUV ben oltre il 2030.

Fonte: ASML

La tecnologia ad alta NA dovrebbe non solo essere più precisa e veloce, ma anche più efficiente dal punto di vista energetico, una preoccupazione crescente man mano che le macchine litografiche sempre più potenti richiedono ora bollette energetiche significative per funzionare.

Probabilmente, la litografia EUV ad alta NA sarà il metodo utilizzato per la produzione di massa di chip con nodi da 2 nm e inferiori.

Fonte: ASML

Intel è stato un adottatore precoce dell’EUV ad alta NA nella sua fonderia in Oregon. Ciò è ancora in gran parte in fase di implementazione nelle fonderie e altre tecnologie come l’incisione potrebbero anche svolgere un ruolo nel miglioramento delle prestazioni future.

“Con l’aggiunta dell’EUV ad alta NA, Intel avrà la più completa scatola degli attrezzi per la litografia nel settore, consentendo all’azienda di guidare le future capacità di processo oltre Intel 18A nella seconda metà di questo decennio.”

Mark Phillips – Direttore di Litografia, Hardware e Soluzioni per lo Sviluppo Tecnologico della Logica della Fonderia Intel.

Il prezzo di 400 milioni di dollari per macchina sta anche incoraggiando alcune fonderie a ritardare l’adozione di almeno una generazione di chip.

Tuttavia, la litografia EUV ad alta NA dovrebbe essere un passo abbastanza semplice per ASML, poiché riutilizza molta della tecnologia e dell’esperienza sviluppata nel corso degli ultimi 20 anni per rendere possibile l’EUV “normale”.

Perché abbiamo dato priorità alla commonalità e alla modularità in tutti i nostri sistemi di litografia EUV? Perché in questo modo tutti i nostri sistemi beneficiano delle lezioni apprese in 20 anni di sviluppo EUV.

Utilizzare tecnologie collaudate riduce il rischio che le cose vadano storte. E i moduli semplificano l’installazione e l’integrazione del sistema in una fonderia del cliente.

Conclusione

Attraverso un impegno per la precisione più alta possibile nelle sue macchine e l’eccellenza ingegneristica, ASML è diventata l’azienda di litografia per eccellenza, dominando il suo mercato di nicchia.

È un monopolio de facto sull’EUV, la tecnologia più importante per la produzione di tutti i chip più avanzati necessari per lo sviluppo delle tecnologie AI, dei data center di alta gamma e delle ultime generazioni di smartphone.

Se non fosse stato per le sanzioni statunitensi sulla Cina che vietano l’esportazione di EUV nel paese, ASML sarebbe probabilmente rimasta comodamente l’unico fornitore chiave di questa tecnologia per un decennio o due.

A causa delle sanzioni e dei decine di miliardi investiti in ciò che è diventata una vulnerabilità strategica, i produttori cinesi potrebbero un giorno diventare un concorrente serio per ASML. Tuttavia, sono ancora in ritardo, costretti a utilizzare macchine DUV, con rese più basse e costi più alti.

E sperano che la loro macchina EUV prodotta in Cina possa fornire una migliore alternativa presto. È probabile che quando Huawei e SMIC avranno colmato il divario con la tecnologia EUV del 2025, ASML sarà già in fase di deploy dell’EUV ad alta NA.

Quindi, sebbene sia pericoloso sottovalutare la capacità della Cina di recuperare e costruire una catena di approvvigionamento domestica, non dovrebbe essere nemmeno esagerato. Come stanno le cose, ASML è pronta a rimanere il leader della litografia per la fabbricazione di chip avanzati per almeno i prossimi 10 anni e rimanere competitiva per molto più tempo.

ASML ha anche una posizione molto forte nella DUV e nella metrologia, portando entrate aggiuntive che aiutano a finanziare il suo budget per la ricerca e lo sviluppo.

Oltre alla qualità dell’azienda, l’ultima domanda che gli investitori dovranno porre è quella della valutazione. A causa della sua posizione di monopolio e della crescita generale del settore, il prezzo delle azioni di ASML incorpora molta crescita futura.

Ciò sembra ragionevole, ma significa anche che la valutazione non è affatto a buon mercato: il rapporto prezzo-utili di ASML è oscillato tra un “basso” 20 e fino a 54.

Ultime Notizie E Sviluppi Azionari Di ASML (ASML)