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ASML（ASML）：現代の半導体の要
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チップ製造ツール
半導体、特にコンピュータチップは、地球上で最も重要な技術と商品の一つに急速に成長しました。PC時代の黎明期からスマートフォン、クラウドコンピューティング、そしてAIの台頭に至るまで、チップの重要性と需要は増大の一途を辿っています。
出典： アプライドマテリアルズ
これは興味深い産業であり、垂直統合された主体は存在せず、むしろ、ごく普通の砂（シリコン）を思考する機械に変える数多くの重要なステップの 1 つをそれぞれが担当する、超特化型の企業の集団によって形成されています。
この分野の最大手企業は、次のようなチップ設計会社です。 Nvidia (NVDA )、または「ファウンドリ」と呼ばれる、実際にチップの製造を行う会社。 TSMC (TSM ) （これらの企業に関する専用の投資レポートについては、リンクをクリックしてください）。
これらの企業は、チップの製造に必要な機械を専門のサプライヤーに大きく依存しています。
出典： ASML
そして、EUV（極端紫外線）リソグラフィーを独占しているオランダのASML社ほど重要な企業はありません。
(ASML )
半導体製造におけるASMLの役割
リソグラフィーがチップの小型化を促進する仕組み
ASMLはリソグラフィー装置の専門企業です。リソグラフィー（文字通り「岩石の彫刻」を意味する）とは、プロセッサの「ノード」をシリコンウェハー上に刻み込み、コンピューターチップに変える技術です。
出典： 自然
チップの高度化に伴い、ノードはより微細化し、リソグラフィープロセスはより複雑になります。ノードの継続的な微細化とリソグラフィーの改良により、ムーアの法則に従い、コンピューターの性能は年々向上してきました。
出典： スティーブンジャーベンソン
リソグラフィーはシリコン ウェハーをコンピューター チップに変えるプロセス全体の 40 つのステップであり、完全なチップを作成するには通常 80 ～ XNUMX 回のサイクルが必要です。
出典： ASML
リソグラフィーの主な物理的制限は、彫刻されるノードが、それを行うために使用される強力な光の波長よりも大きくできないことです。
出典： ASML
トランジスタが小型化するにつれて、より高い光の周波数が求められるようになり、今日では紫外線スペクトルの上端にまで達する傾向が強まっています。
可視光スペクトルからの脱却の第一歩は I ラインから始まり、すぐに DUV (深紫外線) リソグラフィーが続きました。
出典： アイカムトゥルー
これらの手法は、スマートフォンやデータセンターの性能が飛躍的に向上した時代に、業界を牽引してきました。しかし、最先端のツールには、EUV（極端紫外線）リソグラフィーという新たな技術が必要でした。
EUV リソグラフィーとは何か、どのように機能するのか?
EUVは、最大7nm、さらには5nm、3nm、さらにはそれ以上の超微細ノードを可能にします。これらの高度なノードレベルは、AI、機械学習、5G、AR/VR、高度なクラウドサービスなどのアプリケーションに不可欠とみなされることが多いです。
ASMLはDUV技術のリーダーですが、EUVチップ製造装置の唯一のメーカーであるため、EUVはさらに重要です。ただし、一部の中国企業はできるだけ早くこの分野に参入したいと考えています（このトピックの詳細については、以下を参照してください）。
EUV テクノロジーは、次のような一連の技術的制限により、習得が非常に困難です。
- ほぼすべてのものが EUV 光を吸収するため、このプロセスは真空環境で行われます。
- 強力なレーザーのような非常に強いエネルギー源が必要です。 最大40kWのレーザーが使用されるこの種のレーザー増幅器には、7.3キロメートルのケーブルが必要で、重量は17トン、部品数は450,000万個以上です。
- レーザーは直径25ミクロンの小さなスズの液滴を励起し、50,000秒間にXNUMX万個の液滴が落下します。
- その後、スズはレーザーによってプラズマに蒸発し、EUV 光を放射します。
出典： セミエンジニアリング
これらの各ステップでは、極めて高度な測定、ツール、制御、センサーが必要であり、すべてマイクロメートルおよびナノ秒単位で測定される高精度のエンジニアリングが求められます。
ASMLは、数十年にわたるリソグラフィー装置の製造で培った深い専門知識により、（今のところ？）EUV技術において他の追随を許さない存在です。また、主要サプライヤーとの緊密なネットワークを構築しており、例えば、最大1メートルのミラーや、ピコメートル（XNUMX兆分のXNUMXメートル）単位の表面平滑性を実現しています。
非常に精密な機械に加えて、EUVには 特殊な独自ソフトウェア 校正、診断、評価、自動化用。
EUV は確かに同社の将来であり、収益の大きな部分を占めているが、それほど進歩していない DUV 製チップが依然として世界の半導体生産の大部分を占めている。
出典： ASML
ASML
ASMLの会社概要と主要指標
同社は1984年にオランダのASM社とフィリップス社の合弁会社として設立されました。現在、44,000の拠点で60人以上の従業員を擁しています。TSMCとは設立当初から協業しており、90年には既に2004nmノード向けリソグラフィを供給していました。
同社は2011年までに32nmノード向けのリソグラフィー装置を供給しており、当時のリソグラフィー装置の平均価格は27万ユーロであった。
同社は2022年までに、140台あたり200億ドル以上のEUV装置を747台販売しており、180トンの装置XNUMX台を輸送するにはボーイングXNUMX型機XNUMX機が必要だった。
ASMLメトリクス
2024年、ASMLは28.3台のリソグラフィー装置を販売し、583億ユーロの売上高を達成しました。同社は51.3%という驚異的な粗利益率を誇り、4.3年のほぼ2020倍となるXNUMX億ユーロを研究開発に容易に再投資することが可能です。
出典： ASML
同社は、44年までに収益が60億～2030億ユーロに成長し、粗利益率は56～60％になると予想している。
ASMLはリソグラフィー分野で業界をリードする成功を収め、株主に巨額の利益をもたらしました。3年には2024億ユーロが株主に還元され、配当金は2018年以降XNUMX倍に増加しました。
出典： ASML
同社は過去15年間、ハイテク株全般にとって非常に有利なXNUMX年間においてもナスダック全体を大幅に上回り、半導体指数全体と一致した業績を残した。
出典： ASML
同社は、リソグラフィー装置の設置ベースが2030年まで成長を続け、メンテナンスとサービスのアップグレードによる収益の増加に大きく貢献すると予想しています。
出典： ASML
EUV は 1 台あたりの販売数が最も多いマシンではありませんが、価格が高いため、同社の収益の半分を占めています。
2024年末から2025年初頭にかけての売上の大部分は、台湾、韓国、米国、中国向けでした。一般的に、台湾では主にTSMC向け、韓国ではサムスン向け、米国ではTSMC（ネバダ州に新ファウンドリを開設予定）向けと推定されます。 インテル (INTC ).
出典： ASML
中国への売上はかつては今よりはるかに大きかったが、米国による対中制裁と、中国の半導体メーカーが現地サプライヤーへの切り替えを試みているため、ASMLの中国への売上は旧式のリソグラフィー技術のみに減少している。
ASMLの中国市場リスクと制裁の影響
制裁戦争
中国は台湾とともに世界最大の半導体生産国の一つであり、ASMLはこの市場で大きな売上を誇っていた。
しかし、長年にわたり緊張が高まり、歴代の米国政権による中国半導体産業に対する懲罰的制裁が強化されたことで、ASML にとってこの市場は劇的に変化しました。
2022年夏、米国はEUV装置の中国への輸出を禁止しました。これは、ASMLがオランダ企業であるにもかかわらず、リソグラフィー装置の製造において主要な米国知的財産に依存しているため可能となりました。
その後、ASMLのようなDUV装置の輸出も ツインスキャンNXT:1980Di 制限されており、中国は比較的低レベルのDUV技術しか利用できなかった。今回の制裁措置は、 ファーウェイは最近、2023年XNUMX月にEUV装置を使わずに先進チップを生産することに成功した.
中国のソリューション
ファーウェイは独自のEUVソリューションの開発を目指しており、 特許取得済み 既に 2022年XNUMX月に寄託.
もう一つの中国企業であるSMICは、 古い DUV マシンを使用して、EUV を使用せずに 5nm チップを生産することに成功しました。
「これは、複数のリソグラフィーとエッチング工程を積み重ね、具体的にはSAQPを用いてEUVの精度を模倣するものでした。この方法は速度が遅く、エラーが発生しやすく、費用もかかりますが、効果はあります。」
SMICとHuaweiは、自己整合四重パターニング（SAQP）リソグラフィーを用いた3nmチップの開発も検討しています。Huaweiは、シリコンをカーボンナノチューブに置き換えた3nmチップ設計にも取り組んでいます。
最後に、 中国製EUV装置 家庭用として、まもなく市場に投入される可能性もあります。もう一つの選択肢としては、 スズプラズマではなく粒子加速器でEUV光を生成する2023年にすでに議論されたアイデアは、 2022年の科学出版物.
ASMLにとってのリスク?
全体的に見て、中国は西側諸国の技術に頼ることができず、並行する半導体サプライチェーン全体をゼロから再構築しなければならなくなるため、長期的にはASMLは中国市場を失う可能性が高い。
今のところ、これはASMLに対するビジネス上の脅威というよりも、主に米国と中国の間の戦略的競争の問題である。
これにはいくつかの理由があります:
- 中国へのDUVの売上はASMLの総収入のほんの一部に過ぎない。
- EUV を古い DUV でバイパスする方法は技術的には実行可能ですが、信頼性が低いため、チップのコストが高くなります。
- これにより、先進的なチップから締め出されているファーウェイや他の中国の電子機器企業にとっては実現可能となるが、国際市場では経済的に競争力がない。
- ファーウェイ製のEUV装置は多くの改良と微調整が必要であり、生産台数が限られるため、中国国内の需要を長年満たすことができる程度にしかならない。
- サイクロトロンベースの EUV 生成はまだ理論上の段階であり、現在使用されている EUV 技術の実行可能な代替手段となるまでには数年、あるいは数十年かかるでしょう。
非EUV販売
中国によるEUV装置の開発試みとは関係なく、DUVの売上は安定的に推移する可能性が高い。これは、ロジックおよびDRAMの重要な層の大部分ではEUVが標準となっている一方で、その他の層はすべてDUV技術を用いてパターン形成されるためである。
したがって、ASML の DUV における強力な地位により、各マシンが 20 年以上稼働し、既存のパークのサービスとメンテナンスを含む安定した収益が保証されます。
このため、EUV の開発と導入は重要ではあるものの、同社の短期的な展望においては不可欠というわけではありません。
同じことは、品質管理のための完成品のセンサーや計測（測定）などのリソグラフィー装置の付属システムにも当てはまります。
出典： ASML
| テクノロジー | ノードサイズ | 典型的な使用 | キー制限 |
|---|---|---|---|
| DUV | 14nm～90nm以上 | 古いチップ、重要でない層 | 最小のノードには適していません |
| EUV | 7nm～3nm | 高度なロジック、DRAM | 複雑、高価、高エネルギー |
| 高NA EUV | 2nm以下 | 次世代の高性能チップ | コストが高く、展開が限定的 |
リソグラフィーの未来
ASMLは革新を続けており、光学ガラスメーカーのような新しい主要技術の買収も積極的に行っている。 2020 年のベルリン グラス グループ、次世代のチップ製造機の推進を可能にします。
出典： ASML
中国の競合他社は今後数年以内に商用規模のEUVソリューションを開発する可能性がある。しかし、ASMLはすでに次のステップである「 高NAリソグラフィー「NA」は開口数を意味し、光学系がどれだけの光を集めて焦点を合わせることができるかを示す指標です。
ASML はこの技術を急速に進歩させており、同社の最新の光学技術革新は、非球面ミラー上でのピコメートル安定性 (Si 原子の 1/200) に向けた EUV ロードマップの基礎を確立しています。
高NA EUV光学系は、より生産性の高いEUVプラットフォームの構築に貢献するはずです。これにより、EUVの性能と生産性の向上は、今後2030年間（XNUMX年以降）まで継続する可能性があります。
出典： ASML
高NA技術は、より正確で高速であるだけでなく、よりエネルギー効率も高くなければなりません。リソグラフィーマシンがますます強力になり、稼働にかなりのエネルギーコストがかかるようになった現在、これはますます大きな懸念事項となっています。
おそらく、高 NA EUV は 2nm ノード以下のチップの大量生産に使用される方法になるでしょう。
出典： ASML
インテルは高Na EUVの早期導入企業である オレゴン州の鋳造工場で。これは鋳造工場ではまだ導入が進んでおらず、 エッチングのような他の技術も将来のパフォーマンス向上に役立つ可能性がある。.
「高NA EUVの追加により、インテルは業界で最も包括的なリソグラフィーツールボックスを手に入れ、18年代後半にインテルXNUMXAを超える将来のプロセス能力を推進できるようになります。」
Mark Phillips – インテル'SDインテル ファウンドリー ロジック テクノロジー開発のリソグラフィー、ハードウェア、ソリューション担当ディレクター.
400台あたりXNUMX億ドルの価格 また、一部のファウンドリに対して、少なくとも 1 世代のチップの採用を遅らせるよう奨励しています。
それでも、高NA EUVはASMLにとって比較的容易な前進となるはずだ。なぜなら同社は過去20年間に「通常の」EUVを実現するために開発された技術と経験を多く再利用しているからだ。
なぜEUVリソグラフィーシステム全体で共通性とモジュール性を優先したのでしょうか？それは、20年にわたるEUV開発で得られた教訓を、すべてのシステムに活かすためです。
実証済みの技術を使用することで、問題発生のリスクを軽減できます。また、モジュールにより、システムの設置と顧客の工場への統合が効率化されます。
結論
ASML は、機械とエンジニアリングの卓越性において可能な限り最高の精度を追求し、ニッチ市場を支配するリソグラフィー企業となりました。
同社は、AI技術、最先端のデータセンター、最新世代のスマートフォンの開発に必要なあらゆる最先端のチップの製造に最も重要な技術であるEUVの事実上の独占企業です。
もし米国が中国へのEUV輸出を禁じる制裁措置を取らなかったら、ASMLはおそらく10年か20年の間、この技術の唯一の主要サプライヤーとしての地位を安心して保っていただろう。
制裁措置と、戦略的弱点となった部分に投入された数百億ドルの資金により、中国メーカーは将来、ASMLの強力な競争相手となる可能性を秘めている。しかし、彼らは依然として後れを取っており、DUV装置、低い歩留まり、そして高いコストで我慢せざるを得ない状況にある。
そして、中国製のEUV装置が近いうちにより良い代替手段を提供してくれることを期待しています。HuaweiとSMICが2025年のEUV技術に追いつく頃には、ASMLはすでに高NA EUVを導入している可能性が高いでしょう。
したがって、中国が追いつき、国内サプライチェーンを構築する能力を過小評価するのは危険である一方で、過大評価すべきでもない。現状では、ASMLは少なくとも今後10年間は先端半導体製造用リソグラフィーのリーダーであり続け、さらに長期間にわたって競争力を維持する態勢が整っている。
ASML は DUV と計測技術でも非常に強力な地位を築いており、研究開発予算の資金調達に役立つ追加収益をもたらしています。
企業の質に加え、投資家が最後に問うべきはバリュエーションだ。独占的地位と業界全体の成長により、ASMLの株価は将来の成長を大きく織り込んでいる。
これは妥当なように思えるが、評価額が決して安くないことも意味している。ASMLの株価収益率（PER）は「下限」20から上限54の範囲である。
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