Applied Materials (AMAT): Halfgeleiderleveringsketen gemaakt in de VS

Waarom halfgeleiders de nieuwe ‘olie’ van de digitale economie zijn

Nearly every electronic device today utilizes some semiconductor components. From washing machines to cars to computers and phones, virtually every manufactured device or machine contains a chip or an electronic board of some sort.

Bijna elk elektronisch apparaat van tegenwoordig maakt gebruik van enige halfgeleidercomponenten. Van wasmachines tot auto’s tot computers en telefoons, vrijwel elk vervaardigd apparaat of machine bevat een chip of een soort elektronische kaart.

Dit maakt halfgeleiders tot een van de belangrijkste grondstoffen in de moderne economie. En een strategische zorg voor grootmachten. De halfgeleidermarkt groeide in opeenvolgende golven, eerst gedreven door computers, daarna het internet, daarna de cloud & smartphones, en nu AI en IoT (Internet of Things).

Bron: Applied Materials [securities_stock_price_tag symbol="AMAT" exchange="NASDAQ"]

Een manier om te investeren in de halfgeleiderindustrie is via bedrijven die de chips produceren, zoals TSMC (TSM ) of Intel (INTC ) (volg de links voor een gedetailleerd rapport over elk van deze bedrijven).

Een andere manier is te investeren in het bedrijf dat de apparatuur, materialen en machines levert aan de halfgeleiderfabrieken, die afhankelijk zijn van gespecialiseerde leveranciers die de beste en meest betrouwbare apparatuur kunnen leveren voor grootschalige productie van chips en andere halfgeleiders.

Omdat halfgeleiderfabricage zo’n exacte wetenschap is, willen chipproducenten alleen de beste beschikbare tools. En omdat het een zo complex streven is, kan dit alleen worden bereikt door een handvol zeer gespecialiseerde leveranciers.

Als gevolg hiervan is een complex ecosysteem ontstaan, waarbij elke taak in het proces van het maken van een chip wordt uitgevoerd door ultra‑gespecialiseerde bedrijven.

Bron: Generative Value

Dit geeft deze leveranciers grote prijszettingsmacht en een sterke economische moat. Bedrijven zoals TSMC blijven bij hun gevestigde leveranciers of riskeren hun operaties te verstoren.

Het creëert ook een positieve vliegwiel waarbij bestaande verkopen geld genereren voor meer R&D, wat op zijn beurt garandeert dat elke potentiële nieuwe concurrent moeite zal hebben om dezelfde technische resultaten te behalen.

Daarom, nu halfgeleiders een strategisch bezit worden, kan het zinvol zijn te investeren in apparatuurleveranciers, omdat zij profiteren van de opbouw van chipfabrieken, ongeacht welke chipfabrikant (TSMC, Nvidia (NVDA ), Intel, enz.) uiteindelijk het meeste voordeel haalt uit de groeiende vraag naar halfgeleiders.

Een van de grootste bedrijven voor halfgeleiderapparatuur is ASML (ASML ), met zijn monopolie op EUV (Extreme UltraViolet) lithografie, en een ander bedrijf waarvan de apparatuur aanwezig is in veel andere stappen van het productieproces van chips & andere halfgeleiders: Applied Materials.

Bron: Tech Insights

Applied Materials (AMAT) in één oogopslag

Applied Materials staat sinds de oprichting in 1967 en de beursgang in 1971 centraal in innovatie binnen de halfgeleiderfabricage.

Het heeft nog steeds zijn hoofdkantoor in Silicon Valley en is de grootste Amerikaanse fabrikant van halfgeleiderapparatuur, een begeerde positie nu het land zijn halfgeleiderleveringsketen binnenlands wil herlokaliseren. Om aan deze groeiende vraag te voldoen, heeft het de afgelopen 5 jaar tot $600M geïnvesteerd in nieuwe faciliteiten in de VS.

Bron: Applied Materials

Applied Materials was een van de eerste Amerikaanse halfgeleiderbedrijven die internationaliseerde, onder andere door in 1984 een technologiecentrum in Japan te openen en als eerste bedrijf een technologiecentrum in China te openen.

Het bedrijf heeft ongeveer 35.700 medewerkers in 24 landen en 207 steden. Het behaalde $27,18B omzet en ongeveer $7,18B GAAP nettowinst.

Het bezit niet minder dan 22.000 patenten, voortkomend uit meer dan $3,2B aan R&D-investeringen alleen al in 2024.

Building a Better Future—One Atom at a Time

Het begon aanvankelijk met de verkoop van chemicaliën aan de opkomende halfgeleiderindustrie, en voegde vervolgens geleidelijk meer geavanceerde en complexe machines toe aan zijn aanbod, beginnend in 1987 met een chemische dampdepositie (CVD) machine genaamd de Precision 5000.

De moderne machineportfolio van Applied Materials omvat een groot aantal producten die de productie van halfgeleiders ondersteunen.

De meeste zullen moeilijk volledig te begrijpen zijn voor niet‑ingenieurs, bijvoorbeeld “Metal and oxide barrier films,” “Color shifting and holographic films,” of “In-chamber patterned metal layers.” Maar ze zijn cruciale tools voor halfgeleiderproductiespecialisten, met veel die weinig tot geen serieuze concurrentie hebben (voorlopig, zie hieronder de sectie over de halfgeleiderleveringsketen van China).

Bron: Applied Materials

Bedrijfsmodel van Applied Materials

While the sales of machinery and tools are the core of the company, a lot of its revenues are actually recurring, around 60% of total revenues.

Hoewel de verkoop van machines en tools de kern van het bedrijf vormt, is een groot deel van de omzet eigenlijk terugkerend, ongeveer 60% van de totale omzet.

Dit komt omdat deze zeer precieze machines veel onderhoud, verbruiksartikelen, reparaties, enz. nodig hebben. Gemiddeld duren deze contracten 2,6 jaar en worden in meer dan 90% van de gevallen verlengd, wat de stabiliteit van de verkoop van het bedrijf weerspiegelt zodra een contract is gewonnen.

Applied Materials zal ook diensten en assistentie leveren voor het opzetten van nieuwe halfgeleiderfabrieken of de upgrade van bestaande. Dus, als referentie‑expert kan het een sterke invloed hebben op het uiteindelijke ontwerp van een fabriek.

Dit geeft het bedrijf ook een uniek voordeel op het gebied van R&D en verkoop, omdat het een diepgaand inzicht biedt in de technische uitdagingen, behoeften en langetermijnstrategische doelstellingen van haar klanten.

Segmenten van Applied Materials

The company split its activities into 3 segments: semiconductor systems, global services, and displays. By far the most important segment is semiconductor systems, responsible for the bulk of the company’s revenues.

Bron: Applied Materials

Veeg om te scrollen →

Halfgeleidersystemen

Applied Materials‑tools zijn aanwezig bij bijna elke stap, beginnend bij de creatie van een siliciumwafer, en deze omvormend tot tientallen geavanceerde chips, geheugens, enz.

Bron: Applied Materials

Deze stappen omvatten:

• Materiële depositie: het creëren van dunne films van zeer zuivere materialen zoals siliciumnitride, geleiders zoals koper en wolfraam, en verbindingen, zoals ferromagnetisch materiaal.
  • Deze precursormaterialen worden nauwkeurig gedeponeerd door variabelen zoals temperatuur, druk, elektrische en magnetische velden, plasma, doorstroomsnelheid en tijd te beheersen.
• Materiaalverwijdering: Selectieve verwijdering van gerichte atomen moet precies zijn om de halfgeleiderwafer niet te beschadigen. Het maakt gebruik van radical‑gebaseerde chemie om een doelmateriaal te verwijderen zonder omliggende materialen te beschadigen, en kan werken zelfs zonder zichtlijn.
• Materiaalmodificaties: Het nu correct gevormde materiaal moet nog steeds volledig functioneel zijn. Het kan verwarming, koeling, ionenbombardement en -injectie, chemische behandelingen, en ionimplantatie (ook wel doping genoemd) vereisen.
• Analyse: Nadat het halfgeleideronderdeel is geproduceerd volgens het vastgestelde protocol, is het nog steeds belangrijk te controleren of alles volgens plan verliep. Daarom is het belangrijk wafers met hoge snelheid te scannen om mogelijke deeltjes, patroonfouten en andere problemen te identificeren.
• Verbindingen: Nadat de chips klaar en functioneel zijn bevestigd, moeten ze worden “verpakt”. Dit verbindt de chip met de rest van het systeem, helpt warmte af te voeren, en beschermt tegen fysieke schade en omgevingsdreigingen, waaronder vocht, vochtigheid en straling.

Bron: Applied Materials

PPCAt

De huidige focus van Applied Materials in de halfgeleiderfabricage is het zogenaamde “PPACt playbook” (Power, Performance, Area, Cost, Time to Market).

Het kernidee is dat Moore’s Law, het idee dat chips elke 2 jaar in capaciteit verdubbelen, vertraagt.

Bron: The Economist

Daarom heeft de industrie nieuwe manieren nodig om de chipprestaties te verhogen. Bovendien is het een groeiende uitdaging om de chipprestaties te verhogen terwijl het energieverbruik wordt verlaagd, aangezien energieopwekking even belangrijk wordt als geavanceerde chips voor de nieuwste AI‑toepassingen.

“AI’s natuurlijke limiet is elektriciteit, niet chips. De VS alleen zou een extra 92 gigawatt aan vermogen kunnen nodig hebben om haar AI‑ambities te ondersteunen — een vraag gelijk aan het bouwen van 92 kerncentrales.

Voor perspectief, er zijn in de afgelopen drie decennia slechts twee dergelijke centrales in de VS gebouwd.

Eric Schmidt – Voormalig CEO van Google

Het beheren van zowel het blijven verhogen van de prestaties als het energieverbruik is een belangrijke factor.

‘Area’ en ‘Cost’ zijn de andere twee belangrijke technische factoren, waarbij de fysieke ruimte om alle benodigde transistors, sensoren en stroomvoorziening te plaatsen een probleem wordt op nanoschaal, althans op een kosteneffectieve manier, zodat productie opgeschaald en winstgevend kan zijn.

Tenslotte is het vermogen om deze nieuwe oplossingen snel uit te rollen ook belangrijk (Time to Market). Het sneller opzetten van nieuwe productielijnen en het implementeren van nieuwere & geavanceerdere ontwerpen kan miljarden dollars waard zijn voor de klanten van Applied Materials.

Tenslotte is het verminderen van de milieu‑impact van halfgeleiderfabricage ook belangrijk, en vormt een extra verkoopargument voor het bedrijf.

Alle nieuw vervaardigde onderdelen zijn ontworpen voor grotere repareerbaarheid, en we gebruiken refurbished onderdelen waar mogelijk voor reparatie en remanufacturing, wat bijdraagt aan duurzaamheid en kosteneffectiviteit.

Globale diensten

Dit segment maakt gebruik van Applied’s Actionable Insight Accelerator (AI^x) om geavanceerde oplossingen te bieden aan haar klanten voor het optimaliseren van technologische overdracht, ramp‑up en apparaatprestaties.

In wezen werkt Applied Materials hier als consultant en expert die halfgeleiderfabrieken adviseert over hoe ze hun doel het beste kunnen bereiken.

Dit segment omvat ook “supply chain solutions”, die gecertificeerde en gereinigde onderdelen leveren voor onderhoud en de machine‑downtime minimaliseren door onderdelen dicht bij de klant‑fab’s te plaatsen.

Dit advies kan worden geïntegreerd met the company’s smart factory solution, met AI‑aangedreven automatisering, geavanceerde plannings‑technologieën, die de productiviteit op bijna alle metrics verbeteren: opbrengst, risico’s, defecten, uitvaltijd van apparatuur, hogere doorvoersnelheid, verbeterde cyclustijd, enz.

Bron: Applied Materials

Displays

Applied Materials levert ook de machine voor de productie van OLED (organic light‑emitting diode) displays (schermen, tv’s, enz.), de MAX OLED Solution.

Bron: Applied Materials

Door OLED‑technologie naar grotere schermen van tv’s, tablets en pc’s te brengen, is het eindresultaat superieur aan andere display‑technologieën.

Deze eigen productie­methode maakt uitstekende pixelplaatsingsnauwkeurigheid mogelijk, meer dan het dubbele van de openingratio. Het resultaat zijn grotere displays met tot 3X hogere helderheid en een resolutie tot 2.000 pixels per vierkante inch.

De MAX OLED‑oplossing vermindert ook het stroomverbruik van displays tot wel 30% en levert tot een 5X verhoging van de levensduur van het display.

R&D en het EPIC‑centrum

Het succes van Applied Materials is gebouwd op technische uitmuntendheid en expertise, gevoed door decennialange R&D om verder te gaan wat mogelijk is in de fabricage van elektronica.

Een belangrijke bijdrage aan de toekomstige R&D‑inspanning zal het nieuwe EPIC‑centrum (Equipment and Process Innovation and Commercialization) zijn, dat naar verwachting in het voorjaar van 2026 operationeel wordt.

Bron: Applied Materials

Dit wordt de grootste en meest geavanceerde faciliteit ter wereld voor collaboratief onderzoek naar halfgeleiderproces‑technologie en productie‑apparatuur‑R&D, gelegen op de Applied‑campus in Silicon Valley.

De miljarden‑dollar faciliteit is ontworpen om een unieke breedte en schaal van mogelijkheden te bieden met meer dan 180.000 vierkante voet state‑of‑the‑art cleanroom voor collaboratieve innovatie met chip‑makers, universiteiten en ecosysteem‑partners.

Het doel is om de overgang van academische ontdekking naar industriële inzet van nieuwe technologie radicaal te versnellen, waardoor het proces met meerdere jaren wordt verkort.

Applied Venture

Naast interne R&D‑inspanningen investeert Applied Materials ook in veelbelovende startups en technologie via haar Applied Venture‑merk.

Dit VC‑segment investeert ongeveer $100 miljoen per jaar, en heeft tot nu toe financiering verstrekt aan meer dan 90 bedrijven in 19 landen, waarvan meer dan 10 al een beursintroductie hebben gehad.

De focus van de investeringen ligt op geavanceerde productie (3D‑printen, robotica, automatisering), geavanceerde materialen, AI & big data, energietechnologieën (batterijen, zonne‑energie, thermoelectriciteit, water), life sciences, halfgeleidertechnologie en displays.

Geopolitiek, exportcontroles en China-risico

Voor alle halfgeleiderfabrieken en apparatuurfabrikanten vormen de geopolitieke spanningen tussen China en de VS een bedreiging.

Het directe gevolg is de onmogelijkheid om de meest geavanceerde apparatuur aan China te verkopen, aangezien de VS over het algemeen export van deze machines met Amerikaanse intellectuele eigendommen naar haar aartsrivaal blokkeert, in een poging de lokale halfgeleiderindustrie en AI‑onderzoek te ondermijnen.

Dit betekent ook dat China honderden miljarden dollars aan subsidies, preferentiële aankopen en andere steun in haar binnenlandse industrie pompt. Dit omvat chip‑fabrieken, maar nog meer de creatie van alternatieven voor bedrijven als ASML, Applied Materials of Lam Research (LRCX ), waarvan de machines de hoeksteen vormen van halfgeleiderfabricage.

Op de lange termijn (5‑10 jaar) zouden deze inspanningen een bedreiging voor het bedrijf kunnen vormen als ze slagen:

• De verloren business met Chinese fabrieken zal waarschijnlijk voor altijd verloren zijn.
• Chips van nieuwe fabrieken die binnenlandse technologieën gebruiken, kunnen concurreren met internationale/westerse fabrieken, waardoor de vraag naar apparatuur van Applied Materials afneemt.
• Landen die geallieerd zijn met China (bijvoorbeeld Rusland) of neutraal (de meeste Zuidoost‑Azië) zouden Chinese dunne‑film‑depositiemachines of andere apparatuur kunnen inzetten in plaats van de machines van Applied Materials in hun toekomstige nieuwe fabrieken.

Hoewel ernstig, moet dit risico niet overdreven worden.

Ten eerste is het dupliceren van de volledige technologische stack, intellectuele eigendommen en technische expertise van de door het Westen geleide halfgeleiderindustrie een kolossale onderneming. Dus hoewel het waarschijnlijk enigszins zal slagen, zal het nog steeds tijd kosten om een ecosysteem dat meer dan 60 jaar heeft opgebouwd in te halen, en dat nog steeds snel innoveert.

Ten tweede is de breedte van Applied Materials een extra bescherming. Dus hoewel een doorbraak in EUV problemen kan veroorzaken voor een enkel‑technologiebedrijf als ASML, zal Applied Materials waarschijnlijk nog steeds in veel technologieën leiden over 10‑20 jaar, waardoor het nog steeds de beste keuze blijft voor alle fabrieken in neutrale landen.

Tenslotte betekent de schaal van de geïnstalleerde basis van Applied Materials meer cash‑flow voor R&D en het winnen van een eventuele prijsoorlog met Chinese concurrenten. Dus zelfs als de technologie van het bedrijf niet langer uniek is, is het verre van zeker dat het lang gevestigde commerciële voordeel niet zal blijken een voldoende moat te zijn voor fabrieken buiten China.

Financiën: Groei, marges, kapitaalrendementen

De omzetgroei van Applied Materials wordt voornamelijk gedreven door het halfgeleidersegment, hoewel dit op de lange termijn ook kan leiden tot groei in het diensten‑segment.

De operationele marges zijn over het algemeen stabiel gebleven in de belangrijkste segmenten, en groeien in het display‑segment.

Bron: Applied Materials

Het bedrijf heeft zijn dividend consistent verhoogd door de jaren heen, met een nettoversnelling in 2018, en de dividenden van 2024 zijn bijna 5‑maal hoger dan het niveau van 2017.

Bron: Applied Materials

Het bedrijf koopt ook aandelen terug, en heeft het aantal uitstaande aandelen sinds 2014 verminderd.

Bron: Applied Materials

Conclusie

Applied Materials is een essentieel bedrijf in het wereldwijde halfgeleider‑ecosysteem, met sleutelmachines aanwezig bij elke stap van het proces van zand (silicium) naar complexe gravures op nanoschaal die geavanceerde computerchips vormen.

Het bedrijf zal profiteren van verschillende langetermijntrends zoals de herlokalisatie van halfgeleiderproductie in de VS, de toenemende vraag vanuit AI en IoT, en de wereldwijde tendens van toenemende digitalisering en elektrificatie.

Het is bovendien uiteindelijk goed gepositioneerd om concurrentie‑dreigingen aan te kunnen, inclusief die van opkomende Chinese concurrenten die worden gesteund door subsidies en China’s nationale strategische belang.

Laatste nieuws en ontwikkelingen over Applied Materials (AMAT) aandelen