コンピューティング
ASML（ASML）: 現代半導体の要石
チップ製造のツール
半導体、特にコンピュータチップは、急速に世界で最も重要な技術・商品の一つとなっています。PC時代の初期からスマートフォンやクラウドコンピューティング、AIの台頭に至るまで、チップの重要性と需要はますます高まる一方です。
ソース: Applied Materials
これは興味深い産業で、どの企業も垂直統合されているわけではなく、むしろ多数の超専門企業が星座のように連携し、普通の砂（シリコン）を思考機械に変える多くの重要工程のそれぞれを担っています。
この分野で最大手となるのは、Nvidia (NVDA )、または実際にチップを製造する「ファウンドリ」企業であるTSMC (TSM )（これらの企業に関する投資レポートはリンクをご参照ください）。
これらの企業は、チップ製造に必要な機械を供給する高度に専門化されたサプライヤーに大きく依存しています。
ソース: ASML
そして、EUV（極紫外線）リソグラフィで独占的地位を持つオランダのASML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
リソグラフィがチップの微細化を支える仕組み
ASMLはリソグラフィ装置の専門企業です。リソグラフィ（文字通り「岩の彫刻」）は、プロセッサの「ノード」をシリコンウェハ上に刻み、コンピュータチップへと変換する工程です。
ソース: Nature
チップが高度になるほどノードは小さくなり、リソグラフィ工程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の進化が、ムーアの法則に従い、年々コンピュータをより強力にしてきました。
ソース: Steven Jurvetson
リソグラフィは、シリコンウェハをコンピュータチップに変える全工程の一段階で、通常はフルチップを作るために40〜80回のサイクルが必要です。
ソース: ASML
リソグラフィの重要な物理的限界は、刻まれるノードが使用される強力な光の波長より大きくなることはできない点です。
ソース: ASML
したがって、トランジスタが小さくなるにつれ、より高い周波数の光が必要となり、現在では紫外線スペクトルの上位へと進んでいます。
可視光スペクトルを離れる最初のステップはIラインで、続いてすぐにDUV（深紫外線）リソグラフィが登場しました。
ソース: Icometrue
これらの手法は、性能が向上し続けるスマートフォンやデータセンターの時代に産業を支えてきました。しかし、最先端のツールには新たな技術が必要でした：EUV（極紫外線）リソグラフィです。
EUVリソグラフィとは何か、そしてその仕組みは？
EUVは7nm、さらには5nm、3nm以下といった超微細ノードを実現します。これらの先進的なノードは、AI、機械学習、5G、AR/VR、先進的クラウドサービスなどの用途に必要とされることが多いです。
ASMLはDUV技術のリーダーですが、EUVはさらに重要です。同社はEUVチップ製造装置の唯一のメーカーであり、一部の中国企業ができるだけ早くこの分野に参入しようとしています（以下で詳しく）。
EUV技術は極めて難しく、以下の技術的制限があります：
- プロセスは真空環境で行われます。ほぼすべての物質がEUV光を吸収するためです。
- 非常に強力なエネルギー源、すなわち最大40kWのレーザーが必要です。この種のレーザー増幅器は7.3kmのケーブルを必要とし、重量は17トン、部品数は45万以上です。with up to 40kW laser being used
- レーザーは直径25マイクロメートルの微小なスズ滴を励起し、1秒間に5万個の滴が放出されます。
- スズはレーザーによってプラズマに蒸発し、EUV光を放出します。
ソース: Semi Engineering
これらの各工程には、マイクロメートルやナノ秒単位の精度で測定・制御・センサーが必要で、極めて高度な技術が求められます。
数十年にわたるリソグラフィ装置の構築で培った深い専門知識により、ASMLは（現在のところ）EUV技術の無争のマスターです。また、主要サプライヤーの密なネットワークを構築しており、例えば直径1メートルのミラーは表面粗さがピコメートル（10⁻¹²メートル）レベルです。
極めて精密な装置に加えて、EUVはキャリブレーション、診断、評価、オートメーション用の特殊かつ専有ソフトウェアも必要とします。specialized and proprietary software
EUVは確かに同社の将来であり、収益の大部分を占めますが、より低度なDUV製チップは依然として世界の半導体生産の大部分を占めています。
ソース: ASML
ASML
ASML会社概要と主要指標
同社は1984年にオランダのASMとPhilipsの合弁企業として設立されました。現在、60拠点で44,000人以上を雇用しています。創業当初からTSMCと協業しており、2004年には90nmノード向けのリソグラフィを供給していました。
2011年までに、32nmノード向けのリソグラフィ装置を提供し、当時の平均装置価格は約2,700万ユーロでした。
2022年までに、140台のEUV装置を販売し、1台あたり2億ドル超の価格で、180トンの装置1台を輸送するのにボーイング747が3機必要でした。
ASML指標
2024年、ASMLは583台のリソグラフィ装置の販売で283億ユーロの収益を上げました。粗利益率は51.3%と顕著で、研究開発に43億ユーロを再投資でき、2020年比でほぼ倍増しています。
ソース: ASML
同社は2030年までに収益を440億〜600億ユーロに拡大し、粗利益率は56〜60%になると見込んでいます。
リソグラフィでの業界トップの成功は、株主への巨額リターンとして還元されています。2024年には30億ユーロが株主に配当され、配当は2018年以降で3倍に増加しました。
ソース: ASML
同社は過去15年間でNASDAQ全体を大幅に上回り、テック株全般に有利な10年でも、半導体指数全体と同様のパフォーマンスを示しています。
ソース: ASML
同社はリソグラフィ装置の導入台数が2030年まで増加し続け、保守・サービスアップグレードからの収益増加を強く牽引すると予想しています。
ソース: ASML
EUV装置は台数で最も多く販売されているわけではありませんが、価格が高いため売上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は主に台湾、韓国、米国、そして中国へ向けられました。一般に、台湾向けは主にTSMC、韓国向けはSamsung、米国向けはTSMC（ネバダに新たなファウンドリを開設）およびIntel(INTC )へ向けられています。
ソース: ASML
中国への販売はかつてははるかに多かったが、米国による制裁と中国のチップメーカーが国内サプライヤーへ切り替えようとする動きにより、ASMLの中国向け販売は旧世代のリソグラフィ技術に限定されるようになりました。
ASMLの中国市場リスクと制裁の影響
制裁戦争
中国は台湾と共に世界最大の半導体生産国の一つであり、ASMLはかつてこの市場で多くの売上を享受していました。
しかし、米国政権が次々に中国半導体産業に対して厳しい制裁を課す中で、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。ASMLはオランダ企業ですが、リソグラフィ装置の製造に重要な米国の知的財産に依存しているため、この制裁が可能となりました。
その後、ASMLのDUV装置であるTWINSCAN NXT:1980Diの輸出さえも制限され、中国はより低度なDUV技術のみが利用可能となりました。この制裁は、2023年9月にHuaweiがEUV装置なしで先進チップを製造した最近の成功（the recent success of Huawei…）が一因です。
中国の解決策
Huaweiは独自のEUVソリューションの開発を目指しており、2022年12月に特許を出願しています。with a patent already deposited in 2022年12月
別の中国企業であるSMICは、旧世代のDUV装置を用いてEUVなしで5nmチップの製造に成功しました。has managed to use older DUV machines to produce 5nm chips without EUV.
「これは、複数のリソグラフィとエッチング工程を重ね、特にSAQPを使用してEUVの精度を模倣することを意味します。この手法は遅く、エラーが起きやすく、コストも高いですが、機能します。」
SMICとHuaweiは、自己位置合わせ四重パターニング（SAQP）リソグラフィを用いて3nmチップの製造も検討しています。Huaweiはさらに、シリコンを炭素ナノチューブに置き換える3nmチップ設計にも取り組んでいます。
最後に、中国製EUV装置が近い将来市場に登場する可能性があり、まずは国内向けとなります。別の代替案として、スズプラズマではなく粒子加速器でEUV光を生成する方法があり、これは2023年に議論され、2022年の科学論文に基づくアイデアです。China-made EUV machines to generate the EUV light not with tin plasma, but a particle accelerator a scientific publication from 2022
ASMLにとってのリスクは？
全体として、長期的には中国市場はASMLにとって失われる可能性が高く、同国は西側技術に依存できず、並行した半導体サプライチェーンをゼロから再構築せざるを得ません。
現時点では、これはASMLへのビジネス脅威というよりも、米中間の戦略的競争の問題です。
これは、以下の理由によります：
- DUVの中国向け販売は、ASML全体の収益のごく一部に過ぎません。
- 旧世代のDUVでEUVを回避する手法は技術的には可能ですが、信頼性が低く、結果としてチップが高価になります。
- これにより、先進チップへのアクセスが遮断されたHuaweiや他の中国の電子企業にとっては実用的ですが、国際市場では経済的に競争力がありません。
- Huawei製のEUV装置は多くの改良と微調整が必要で、限られた数量しか生産できず、数年間は中国国内需要のみを満たす程度です。
- サイクロトロン方式のEUV生成はまだ理論段階で、実用的な代替手段になるまでに数年、あるいは数十年かかります。
EUV以外の販売
中国のEUV機械開発の試みとは別に、DUVの販売は安定すると考えられます。これは、EUVがほとんどのロジックおよびDRAMの重要層で標準となっている一方で、他のすべての層はDUV技術でパターン化されているためです。
したがって、ASMLのDUVにおける強固な地位は、既存装置のサービスや保守を含めた安定した収益を保証し、各装置は20年以上稼働します。
これにより、EUVの開発・導入は重要ですが、同社の短期的な見通しにとっては必須ではありません。
リソグラフィ装置の付随システム、例えばセンサーや完成品の品質管理のための計測（メトロロジー）についても同様です。
ソース: ASML
| 技術 | ノードサイズ | 主な用途 | 主な制限 |
|---|---|---|---|
| DUV | 14nm–90nm以上 | 旧世代チップ、重要でない層 | 最小ノードには不向き |
| EUV | 7nm–3nm | 先進ロジック、DRAM | 複雑で高価、エネルギー消費が大きい |
| High-NA EUV | 2nm以下 | 次世代高性能チップ | コストが高く、導入が限定的 |
リソグラフィの未来
ASMLはイノベーションを続け、2020年に光学ガラスメーカーのBerliner Glas Groupを買収するなど、新たな重要技術の取得にも積極的で、次世代のチップ製造装置の開発を推進しています。
ソース: ASML
中国の競合他社は今後数年で商業規模のEUVソリューションを提供する可能性がありますが、ASMLはすでに次のステップであるHigh-NAリソグラフィに取り組んでいます。「NA」は数値開口数を指し、光学系が集光・焦点合わせできる光の量を示す指標です。
ASMLはこの技術の開発を急速に進めており、最新の光学イノベーションは非球面ミラー上でピコメートルレベル（シリコン原子の1/200）の安定性を目指すEUVロードマップの基盤となります。
High-NA EUV光学は、より高い生産性のEUVプラットフォーム構築に寄与します。これにより、EUVの性能と生産性の向上が次の10年以上（2030年以降）にわたって促進されるでしょう。
ソース: ASML
High-NA技術は、より高精度・高速であるだけでなく、エネルギー効率も向上させるべきです。これは、性能が向上するにつれて運用コストが大幅に増加するリソグラフィ装置にとって重要な課題です。
おそらく、High-NA EUVは2nmノード以下のチップ大量生産に用いられるでしょう。
ソース: ASML
IntelはオレゴンのファウンドリでHigh-NA EUVの早期導入者です。この技術はまだファウンドリで実装が進行中で、エッチングなど他の技術も将来的な性能向上に寄与する可能性があります。
「High-NA EUVを導入することで、Intelは業界で最も包括的なリソグラフィツールボックスを手に入れ、今後のプロセス能力をIntel 18Aを超えてこの10年後半まで推進できるようになります。」
1台あたり4億ドルという価格は、一部のファウンドリが少なくとも1世代のチップ導入を遅らせる要因にもなっています。
それでも、High-NA EUVはASMLにとって比較的容易なステップです。過去20年間に培われた「通常」EUV技術と経験を多く再利用できるからです。
「なぜ私たちはEUVリソグラフィシステム全体で共通性とモジュール性を重視したのでしょうか？それは、20年にわたるEUV開発で得た教訓をすべてのシステムが活かすためです。実績のある技術を使用することで、問題が起きるリスクを低減します。また、モジュール化によりシステムの設置と顧客ファブへの統合が簡素化されます。」
結論
機械の最高精度と卓越したエンジニアリングへの献身により、ASMLはリソグラフィ分野のリーダーとなり、ニッチ市場を支配しています。
事実上、EUVにおける独占的地位を持ち、AI技術、最先端データセンター、最新世代のスマートフォンに必要な最先端チップ製造に不可欠な技術です。
米国による中国へのEUV輸出禁止制裁がなければ、ASMLは10年から20年にわたり、この技術の唯一の主要サプライヤーとして快適に存続していたでしょう。
制裁と数百億ドル規模の投資が戦略的脆弱性を生み出した結果、中国のメーカーは将来的にASMLの真剣な競合となり得ますが、現時点ではDUV装置、低い歩留まり、高コストに頼らざるを得ず、依然として遅れを取っています。
そして、中国製EUV装置がより良い代替手段とな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High-NA EUVを導入しているでしょう。
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すが、過大評価もすべきではありません。現状、ASMLは少なくとも今後10年間は先進チップ製造のリソグラフィでリーダーの座を保ち、さらに長期にわたり競争力を維持できると見られます。
ASMLはDUVとメトロロジーでも非常に強固な地位を持ち、追加の収益が研究開発予算の資金源となっています。
同社の品質に加えて、投資家が最後に問うべきは評価額です。独占的地位と業界全体の成長により、ASMLの株価は将来の大きな成長を織り込んでいます。
これは妥当と思われますが、評価が決して安くないことも意味します。ASMLの株価収益率は「低」20から最高で54まで変動しています。
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