Computing
China beheerst EUV veel eerder dan verwacht
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Chinees EUV-prototype arriveert vroeg
Naarmate computermethoden verbeterden, werden steeds geavanceerdere chips uitgevonden. De nieuwste generatie van 3nm- en 2nm-nodes is zo klein dat de normale lichtgolflengte simpelweg te groot is om betrouwbaar structuren op deze schaal te graveren.
Dit is niet nieuw, aangezien de industrie al lange tijd DUV (Deep UltraViolet) licht gebruikt om lithografie op siliciumwafers uit te voeren. Maar om de nanoscopische schaal van de meest geavanceerde chipontwerpen te bereiken, was een nog kortere golflengte nodig.
Deze lichtbron en lithografiemethode wordt EUV (Extreme UltraViolet) genoemd.
Bron: Zeiss
Tot nu toe was EUV het monopolie van het Nederlandse bedrijf ASML (ASML ), de enige fabrikant van EUV-lithografiemachines ter wereld.
In 2019 werden de 7nm-node chips van TSMC vervaardigd met het eerste EUV-proces, waardoor producten in hoge volumes aan klanten werden geleverd.
Controle over de toegang tot EUV-technologie is centraal geweest in de Amerikaanse sancties tegen de Chinese halfgeleiderindustrie. Al in 2018 begon de Verenigde Staten de Nederlanden onder druk te zetten om ASML te beletten EUV-machines, gerelateerde componenten en onderhoudsdiensten te verkopen.
Het idee was dat het beperken van de toegang tot EUV China’s vermogen om toonaangevende chips te produceren zou vertragen en, naast beperkingen op de export van geavanceerde AI-versnellers, de VS zou helpen een voorsprong in de AI-wedloop te behouden.
Echter, het lijkt erop dat China’s streven naar halfgeleideronafhankelijkheid onder druk is versneld, en Reuters meldt dat China een prototype EUV-machine heeft voltooid. Als de ontwikkeling op schema blijft, zou het al in 2028 kunnen beginnen met het produceren van chips, met een opschaling daarna.
Dit kan niet alleen de westerse pogingen om China’s toegang tot toonaangevende productie te beperken bemoeilijken, maar kan ook een langdurige bedreiging vormen voor de westelijk-centrische halfgeleiderleveringsketen—en arriveert jaren eerder dan zelfs veel China-optimistische analisten hadden verwacht.
China’s onverwachte EUV-doorbraak daagt het monopolie van ASML uit, ondermijnt de westerse sanctiestrategie en signaleert een langdurige verschuiving in de wereldwijde halfgeleidermacht.
Hoe EUV-lithografie werkelijk werkt
Wat EUV zo uniek maakt—en waarom het jarenlang een ASML-monopolie bleef—is dat EUV niet slechts één technologie is, maar de samenstelling van vele hoogprecisie‑engineeringsprestaties in één geïntegreerd systeem.
Het eerste onderdeel is een ultra‑krachtige CO2-laser van ongeveer 30 kW, waardoor het een van de krachtigste gepulseerde industriële lasers ter wereld is. In de machines van ASML wordt deze geproduceerd door het Duitse bedrijf Trumpf.
Maar het is niet deze laser die EUV-licht produceert; het is de energiebron. Om EUV te genereren, verhit het systeem kleine druppels gesmolten tin tot plasma, waarbij ASML‑machines ongeveer 50.000 tin‑druppels per seconde afvuren.
Het plasma moet tot extreme temperaturen worden gebracht—vaak rond de 220.000 °C (360.000 °F)—wat omstandigheden creëert die veel heter zijn dan het oppervlak van de zon en de industriële engineering tot het uiterste drijven.
Het gehele proces moet bovendien plaatsvinden in een bijna perfect vacuüm, omdat lucht (en de meeste materialen) EUV-licht absorberen.
Bron: SemiEngineering
En dat is nog niet alles. Dat EUV-licht moet nu nog met verbazingwekkende precisie worden gericht, gevormd en gefocust om siliciumwafers op het snijvlak te graveren—vaak besproken in termen van transistordichtheden die naderen tot 100 miljoen transistoren per vierkante millimeter voor toonaangevende nodes.
Deze gebogen spiegels, ontwikkeld door de Duitse optiekleider Zeiss, moeten worden vervaardigd en uitgelijnd met een nauwkeurigheid die het atomaire niveau benadert.
“Als je zo’n EUV-spiegel zou vergroten tot de grootte van Duitsland, zou de grootste oneffenheid – de Zugspitze, om zo te zeggen – een hele 0,1 millimeter hoog zijn.”
Deze precisie is zo extreem dat de richtingsnauwkeurigheid van de spiegels vaak wordt beschreven met levendige analogieën. Bijvoorbeeld, als een EUV-spiegel zou worden gebruikt om een straal naar de maan te richten, zou deze theoretisch nauwkeurig genoeg zijn om een object zo klein als een pingpongbal op het maanoppervlak te raken.
Deze optiek wordt ook gecoat met een meerlagige stapel—vaak afwisselend materialen zoals silicium en molybdeen—die slechts enkele atomen dik per laag is.
“Hiervoor liggen hier tot wel 100 lagen op elkaar. Een enkele laag zou slechts ongeveer één procent van het licht reflecteren – het verlies zou veel te groot zijn.
Het resultaat is een reflectiviteit waardoor tot zeventig procent van het licht bruikbaar is.”
Ten slotte moet de siliciumwafer zelf bewegen en uitgelijnd worden met buitengewone precisie. Sensoren meten de positionering continu, en de wafer‑stage moet de nauwkeurigheid behouden terwijl hij weerstand biedt tegen vervorming door thermische veranderingen en hoge‑snelheidsbewegingen.
Dus, wanneer al deze stappen in overweging worden genomen (en de bovenstaande uitleg is nog steeds een vereenvoudiging), wordt duidelijk waarom het repliceren van EUV zo moeilijk is: het vereist het reproduceren van niet alleen een ontwerp, maar een enorm ecosysteem van materialen, metrologie, besturingen, optiek, vacuümsystemen en ultraclean productie—geïntegreerd in één machine.
Waarom EUV zo moeilijk te repliceren is
Veeg om te scrollen →
| Subsystem | Leveranciersdominantie | Waarom het moeilijk is |
|---|---|---|
| EUV Light Source (tin plasma) | ASML‑ecosysteem + Trumpf | High‑power lasers, droplet timing, plasma stability, debris mitigation |
| Projection Optics | Zeiss bijna‑monopolie | Atomic‑level surface perfection, multilayer coatings, yield at scale |
| Vacuum Systems | Meerdere gespecialiseerde leveranciers | Ultra‑clean vacuum integrity with moving stages and high heat loads |
| Metrology & Sensors | Zeer gespecialiseerde wereldwijde keten | Real‑time nanometer feedback loops; calibration, drift, contamination control |
| Control Software | ASML‑eigendomsrecht | Tight integration across thousands of subsystems; process know‑how |
| Wafer Stage & Mechanics | Leiders in precisie‑mechatronica | Extreme acceleration without vibration; thermal stability; repeatability at scale |
China’s EUV “Manhattan Project”: Totale halfgeleidermobilisatie
Totale mobilisatie
Gezien hoe cruciaal toonaangevende chips zijn voor concurrentie in AI, geavanceerde robotica en militaire technologie, is het vergelijken van China’s binnenlandse EUV-inspanning met een Manhattan Project geen retoriek—het weerspiegelt de schaal en urgentie van de inspanning.
Ten eerste lijken enorme hoeveelheden publiek en privaat kapitaal in de bredere halfgeleiderinspanning te zijn gestoken, met naar verluidt minstens €37 miljard gemobiliseerd aan het begin van 2025, en waarschijnlijk meer via universitair onderzoek, industriële faciliteiten, subsidies aan kritieke leveranciers, gegarandeerde aankopen en door de staat gesteunde vraag naar toekomstige chips.
En misschien had het geen complete verrassing moeten zijn, met een Huawei‑gerelateerd EUV‑patent dat naar verluidt in december 2022 is ingediend.
Tegelijkertijd heeft een ander Chinees bedrijf, SMIC, naar verluidt oude DUV‑machines weten te gebruiken om chips van 5nm‑klasse te produceren zonder EUV—wat illustreert hoe sterk de prikkel was om ‘te improviseren’ met beperkte gereedschappen.
Een ander concept werd ook onderzocht: het genereren van EUV‑licht via een deeltjesversneller (synchrotron), een richting die al in 2023 werd besproken en gekoppeld aan een wetenschappelijke publicatie uit 2022.
Al deze inspanningen illustreren het kolossale belang dat Chinese instellingen en bedrijven hechten aan het beheersen van EUV—of het bouwen van concurrerende alternatieven zonder EUV.
Centraal in deze inspanningen staat Huawei, de zwaar gesanctioneerde Chinese techgigant.
Hoe talentacquisitie China’s EUV-programma versnelde
Een andere, meer geheime inspanning om EUV te ontgrendelen, zou zich hebben gericht op het aantrekken van de ervaring en het menselijk talent dat EUV in de eerste plaats mogelijk maakte.
Top‑ingenieurs, waaronder sommigen die bij ASML hadden gewerkt en later met pensioen gingen, waren belangrijke doelen voor werving. Rapporten suggereren ook dat andere huidige ASML‑medewerkers al sinds 2020 benaderd werden voor werving.
Deze wervingen zouden volgens berichten deel uitmaken van een bredere inspanning om top‑talent naar China te halen, waarbij halfgeleiderexperts die in het buitenland werkten jaren geleden ondertekeningsbonussen en subsidies werden aangeboden.
Het buigen van enkele nationale regels om het voor deze ingehuurde experts gemakkelijker te maken, lijkt ook in geïsoleerde gevallen te hebben plaatsgevonden. Bijvoorbeeld, sommige genaturaliseerde burgers van andere landen kregen naar verluidt Chinese paspoorten en mochten dubbele nationaliteit behouden, ondanks dat China officieel dubbele nationaliteit verbiedt.
Het feit dat veel van deze ingenieurs van Chinese nationaliteit of afkomst zijn, kan de werving ook vergemakkelijkt hebben.
Over het algemeen zijn beweringen dat China ‘alleen technologieën steelt’ vaak een oversimplificatie van een snelgroeiend onderzoeks‑ en engineeringecosysteem. Toch kan in dit specifieke geval de overlap met ASML‑handelsgeheimen betekenisvol zijn.
“Hoewel ASML niet kan controleren of beperken waar voormalige werknemers werken, zijn alle werknemers gebonden aan de vertrouwelijkheidsclausules in hun contracten,” zei het bedrijf, en het heeft “succesvol juridische stappen ondernomen als reactie op de diefstal van handelsgeheimen.”
Binnenin China’s eerste EUV-lithografische prototype
Het resultaat van het inhuren van ex‑ASML‑medewerkers, reverse‑engineering van EUV‑onderdelen en onafhankelijke ontwikkeling van binnenlandse alternatieven lijkt een prototype op te leveren dat aanzienlijk groter is dan de typische 180‑ton ASML‑EU‑V‑systemen ter grootte van een schoolbus—naar verluidt neemt het een volledige fabrieksvloer in beslag.
Dit kan erop wijzen dat het prototype meer energie verbruikt, minder compact, minder efficiënt, of simpelweg in een eerder optimalisatiestadium verkeert dan de productie‑ontwerpen van ASML.
Gereduceerde componenten van oudere ASML‑machines, samen met de tweedehandsmarkt voor onderdelen van ASML‑leveranciers, kunnen ook hebben bijgedragen aan het samenstellen van een werkend prototype terwijl de binnenlandse productie opschaalt of de kwaliteit verbetert.
Een cruciaal onderdeel dat mogelijk nog ontbreekt—en uitzonderlijk moeilijk te repliceren is met vergelijkbare prestaties—zijn de Zeiss‑optieken. Dit zou volgens berichten een reden kunnen zijn waarom de machine nog geen chips op het gewenste niveau kan produceren.
High-NA EUV: Het volgende front in de chip-wapenwedloop
Als EUV ASML tientallen jaren heeft gekost om te ontwikkelen, suggereert de opkomst van een Chinees prototype dat inhalen—althans in een basis systeemdemonstratie—veel sneller kan gebeuren dan velen hadden aangenomen.
Dit legt druk op westerse halfgeleiderleiders om harder te duwen naar de volgende generatie: High-NA (Numerical Aperture) EUV.
High-NA EUV wordt al getest door bedrijven zoals Intel (INTC ), en is geëvalueerd door Samsung en TSMC. Intel heeft publiekelijk productievolumetijdlijnen rond 2028 als doel gesteld, terwijl zowel TSMC als Samsung voorzichtiger lijken, High-NA EUV te reserveren voor toekomstige <2nm-nodes in plaats van het snel in massaproductie te brengen.
“Hoe groter de hoeken van waaruit het optische systeem licht oppikt, hoe fijner de details die worden weergegeven. Dit betekent dat optische EUV-systemen steeds groter en groter worden.”
High-NA-systemen gebruiken nog grotere optische elementen, wat ASML via zijn optische partner Zeiss een duurzaam voordeel kan geven.
Bron: Zeiss
Een spiegel voor High-NA EUV-lithografie is ongeveer twee keer zo groot en tien keer zo zwaar als huidige EUV-spiegels—waardoor het totale systeem nog groter, zwaarder en complexer wordt.
“Meer dan 40.000 onderdelen van de projectie‑optiek voor High-NA‑EUV-lithografie wegen ongeveer twaalf ton om een hoge‑precisie focus te garanderen – zeven keer het volume en gewicht van de gevestigde EUV‑lithografie.”
Wat betekent dit voor beleggers?
Op de korte termijn verandert dit waarschijnlijk weinig. De Chinese EUV-machine is naar verluidt slechts een prototype, en het blijft onduidelijk hoeveel ervan afhankelijk is van hergebruikte of geredde ASML‑onderdelen versus volledig in China gemaakte componenten.
Het is echter moeilijk aan te nemen dat China onbeperkt zal falen. Met voldoende specialisten, financiering en tijd is er geen duidelijke reden om te geloven dat Chinese instellingen uiteindelijk niet een groot deel van EUV’s capaciteit kunnen repliceren—vooral nu het bredere ecosysteem van componenten, materialen en metrologie rijpt.
Scepsis dat China een specifiek onderdeel, zoals Zeiss‑spiegels, niet kan vervangen, moet ook voorzichtig worden behandeld. Vergelijkbare analyses suggereerden eerder dat China meer dan 15 jaar achterliep, maar nu is er een prototype gemeld.
Op de lange termijn (5–10 jaar) zou China een parallelle halfgeleiderleveringsketen kunnen opbouwen die niet alleen op foundry‑niveau, maar ook op het niveau van apparatuurproductie onafhankelijk is.
Aanvankelijk zou geavanceerde binnenlandse productie waarschijnlijk de binnenlandse vraag prioriteren, waardoor de verkoop van geavanceerde chips, productietools en ondersteunende componenten aan China zou afnemen.
Na verloop van tijd kan dit de omzet en marges van westerse halfgeleiderapparatuurfabrikanten en leveranciers onder druk zetten, waardoor hun vermogen om te herinvesteren op eerdere R&D‑niveaus wordt verminderd.
Voor bedrijven als ASML en andere apparatuurfabrikanten—en zelfs voor foundries—is het zorgwekkender dat China‑gemaakte geavanceerde chips uiteindelijk direct kunnen concurreren op externe markten, vooral via de groeiende BRICS‑ en SCO‑handelsnetwerken.
Hoewel ASML en TSMC op korte termijn dominant blijven, introduceert China’s EUV-voortgang een langdurige concurrentiedruk die de apparatuur-, foundry- en chipmarkten kan hervormen.
Conclusie
Het verschijnen van een Chinees EUV‑prototype jaren eerder dan veel verwachtte, is een echt mijlpaal. Het suggereert dat exportcontroles en sancties onwaarschijnlijk de technologische capaciteit permanent zullen beperken in een sector waar het Westen al lange tijd een structureel voordeel heeft.
In het beste geval kunnen beperkingen de voortgang vertragen; in het slechtste geval kunnen ze deze versnellen door een beschermd binnenlands markt van ongeveer 1,5 miljard mensen te creëren met sterke staatssteun en industriële capaciteit.
Dit betekent niet dat China onmiddellijk zal beginnen met het produceren van toonaangevende chips op binnenlandse EUV‑tools. Maar het betekent wel dat de trajectorie naar dat doel nu duidelijker—en waarschijnlijk sneller—is dan veel eerder hadden aangenomen.
Over het geheel genomen bevestigt dit dat China zich ontwikkelt tot een grote technologische macht, en niet alleen de grootste productiebasis ter wereld.
Sommige analyses beweren dat China nu leidt in een groot deel van geavanceerde wetenschappelijke domeinen, wat de simplistische narratief uitdaagt dat vooruitgang alleen via imitatie plaatsvindt—ook al blijven handelsgeheimgeschillen en IP-conflicten een reëel kenmerk van deze concurrentie.
Hoewel China’s doorbraak de lange termijn horizon verandert, moeten beleggers die op zoek zijn naar onmiddellijke dominantie in de halfgeleidersector nog steeds naar de huidige marktleider kijken.
Halfgeleiderbedrijf – TSMC
TSM Prijsgrafiek
China’s opkomst als technologische macht is strategisch significant, maar voor nu lijkt China’s halfgeleiderproductieapparatuur nog achter—of slechts in de buurt—van de meest geavanceerde westerse systemen.
Dus als het gaat om de foundry‑business, zullen procesdiscipline, opbrengstkennis en operationele ervaring waarschijnlijk bepalend blijven in het komende decennium.
Uiteindelijk wordt halfgeleiderproductie gedomineerd door niche‑expertise en het vermogen om op schaal massaal te produceren om kosten te verlagen. Geen enkel bedrijf heeft dat model beter beheerst dan TSMC, de Taiwanese leider in ultra‑geavanceerde chipproductie.
TSMC produceert voornamelijk siliciumchips, inclusief de krachtigste 3nm- en de aankomende 2nm‑klasse nodes. En omdat het de meest geavanceerde (en duurste) chips vervaardigt, verwerft het een dominante aandeel van de wereldwijde foundry‑omzet.
Bron: Eric Flaningam
TSMC breidt ook de productiecapaciteit in de VS uit, met name via grote investeringen in zijn fabrieken in Arizona.
Met de ontwikkeling van High-NA EUV die al gaande is, kan TSMC jarenlang een stap voorblijven op Chinese rivalen zoals SMIC—vooral op het gebied van opbrengst, betrouwbaarheid en volwassenheid van massaproductie.
En zelfs terwijl het fel heeft concurrerend met Samsung, Intel en andere foundries, blijft TSMC gepositioneerd om zijn voorsprong te verdedigen tegen de opkomende China‑gebaseerde concurrentie—ten minste voor de nabije toekomst.
Laatste TSMC (TSM) aandelennieuws en ontwikkelingen
