Databehandling
ASML (ASML): Hjørnesteinen i moderne halvledere
Securities.io har strenge redaksjonelle standarder og kan motta kompensasjon fra gjennomgåtte lenker. Vi er ikke en registrert investeringsrådgiver, og dette er ikke investeringsrådgivning. Vennligst se vår tilknytning.
Verktøyene til chipproduksjon
Halvledere, og spesielt databrikker, har raskt blitt en av verdens viktigste teknologier og varer på jorden. Fra PC-æraens tidlige dager til fremveksten av smarttelefoner og skytjenester, og AI, har viktigheten av brikker og etterspørselen etter dem bare vokst.
kilde: Anvendte materialer
Dette er en interessant industri, hvor ingen aktør er vertikalt integrert; i stedet er den dannet av en konstellasjon av ultraspesialiserte selskaper, som hver gjør ett av de mange kritiske trinnene i å gjøre vanlig sand (silisium) om til tenkende maskiner.
De største firmaene i sektorene er enten chipdesignere som Nvidia (NVDA ), eller «støperier» som driver med selve produksjonen av brikker som TSMC (TSM ) (følg lenken for dedikerte investeringsrapporter om disse firmaene).
Disse selskapene er sterkt avhengige av spesialiserte leverandører for maskinene som kreves for å produsere brikkene.
kilde: ASML
Og ingen er viktigere enn selskapet med monopol på EUV (Ekstrem UltraViolet) litografi, det nederlandske ASML.
(ASML )
ASMLs rolle i halvlederproduksjon
Hvordan litografi driver miniatyrisering av brikke
ASML er spesialist på litografimaskiner. Litografi (som bokstavelig talt betyr «steingravering») er hvordan «noden» til en prosessor graveres på en silisiumskive, og gjør den om til en databrikke.
kilde: Natur
Jo mer avansert brikken er, desto mindre er noden og desto mer kompleks er litografiprosessen. Den kontinuerlige miniatyriseringen av noder og forbedringen av litografien er det som har gjort at datamaskiner har blitt kraftigere år etter år, i tråd med Moores lov.
kilde: Steven Jurvetson
Litografi er ett trinn i hele prosessen med å gjøre en silisiumskive om til databrikker, med vanligvis 40–80 ganger sykluser for å lage en full brikke.
kilde: ASML
En viktig fysisk begrensning for litografi er at noden som er gravert ikke kan være større enn bølgelengden til det kraftige lyset som brukes til å gjøre det.
kilde: ASML
Så etter hvert som transistorene ble mindre, kreves det høyere og høyere lysfrekvens, og i dag går det stadig mer mot den øvre enden av det ultrafiolette spekteret.
Det første trinnet i å forlate det synlige lysspekteret var med I-linje, snart etterfulgt av DUV (dyp ultrafiolett) litografi.
kilde: Jeg blir sann
Disse metodene var de som dominerte industrien i en tid med stadig mer effektive smarttelefoner og datasentre. Men for de mest avanserte verktøyene var det behov for en ny teknologi: EUV-litografi (ekstrem ultrafiolett).
Hva er EUV-litografi og hvordan fungerer det?
EUV tillater ultrasmå noder, opptil 7 nm, eller til og med 5 nm, 3 nm og mer. Disse avanserte nodenivåene anses ofte som nødvendige for applikasjoner som AI, maskinlæring, 5G, AR/VR og avanserte skytjenester.
Selv om ASML er ledende innen DUV-teknologi, er EUV enda viktigere, ettersom selskapet er den eneste produsenten av EUV-brikkeproduksjonsmaskiner, selv om noen kinesiske selskaper ønsker å gå inn i sektoren så snart som mulig (se nedenfor for mer om dette emnet).
EUV-teknologi er ekstremt vanskelig å mestre på grunn av en rekke tekniske begrensninger:
- Prosessen foregår i et vakuummiljø fordi nesten alt absorberer EUV-lys.
- Det krever en veldig sterk energikilde, i form av en kraftig laser, med opptil 40 kW laser i brukDenne typen laserforsterker krever 7.3 kilometer med kabel, veier 17 tonn og inneholder over 450,000 XNUMX deler.
- Laseren eksiterer ørsmå tinndråper med en diameter på 25 mikron, med 50,000 XNUMX dråper som faller per sekund.
- Tinnet fordampes deretter til et plasma av laseren, som sender ut EUV-lys.
kilde: Semi -ingeniørfag
Hvert av disse trinnene krever ekstremt avanserte målinger, verktøy, kontroller og sensorer, alt utført med en presisjonskvalitet målt i mikrometer og nanosekunder.
Gjennom dyp ekspertise bygget opp gjennom flere tiår med bygging av litografimaskiner, er ASML den (så langt?) ubestridte mesteren innen EUV-teknologi. De har også bygget et tett nettverk av nøkkelleverandører, med for eksempel speil opptil 1 meter i diameter, med overflateglatthet ned til pikometer (en billiondel av en meter).
I tillegg til svært presise maskiner krever EUV også spesialisert og proprietær programvare for kalibrering, diagnostikk, evaluering og automatisering.
Selv om EUV absolutt er selskapets fremtid, og en stor del av inntektene, representerer mindre avanserte DUV-produserte brikker fortsatt hoveddelen av verdens halvlederproduksjon.
kilde: ASML
ASML
ASML-selskapsoversikt og nøkkeltall
Selskapet ble grunnlagt i 1984 som et joint venture mellom de nederlandske selskapene ASM og Philips. Det har for tiden over 44,000 60 ansatte på 90 steder. Selskapet har samarbeidet med TSMC siden starten, og leverte allerede litografi til 2004nm-noder i XNUMX.
Innen 2011 hadde den levert litografimaskiner for 32nm-noder, med en gjennomsnittlig litografimaskin som kostet 27 millioner euro på den tiden.
Innen 2022 hadde de solgt 140 EUV-maskiner, som hver kostet over 200 millioner dollar, noe som krevde tre Boeing 747-er for å transportere én av de 180 tonn tunge maskinene.
ASML-målinger
I 2024 hadde ASML en omsetning på 28.3 milliarder euro fra salg av 583 litografimaskiner. Selskapet har bemerkelsesverdige bruttomarginer på 51.3 %, noe som gjør at de enkelt kan reinvestere 4.3 milliarder euro i forskning og utvikling, nesten dobbelt så mye som i 2020.
kilde: ASML
Selskapet forventer at omsetningen vil vokse til 44–60 milliarder euro innen 2030, med en bruttomargin på 56–60 %.
ASMLs bransjeledende suksess innen litografi har blitt belønnet med massiv avkastning for aksjonærene. 3 milliarder euro ble returnert til aksjonærene i 2024, og utbyttet har tredoblet seg siden 2018.
kilde: ASML
Selskapet har gjort det massivt bedre enn Nasdaq generelt de siste 15 årene, selv i et tiår som har vært svært gunstig for teknologiaksjer generelt, og i tråd med de generelle halvlederindeksene.
kilde: ASML
Selskapet forventer at den installerte basen av litografimaskiner vil fortsette å vokse inn i 2030, noe som vil drive økende inntekter fra vedlikehold og serviceoppgraderinger.
kilde: ASML
EUV-er er ikke de mest solgte maskinene per enhet, men representerer halvparten av selskapets inntekter på grunn av den høyere prislappen.
Mesteparten av salget ved utgangen av 2024 og begynnelsen av 2025 gikk til Taiwan, Sør-Korea, USA og Kina. Generelt kan man anta at salget i Taiwan i hovedsak går til TSMC, i Sør-Korea til Samsung, og i USA til TSMC (åpner et nytt støperi i Nevada) og til Intel (INTC ).
kilde: ASML
Salget til Kina pleide å være mye større, men sanksjoner mot Kina fra USA og kinesiske brikkeprodusenter som prøver å bytte til lokale leverandører har redusert ASML-salget til landet til kun eldre litografiteknologier.
ASMLs risikoer i det kinesiske markedet og sanksjonenes innvirkning
Sanksjonskriger
Ettersom Kina, sammen med Taiwan, er en av verdens største halvlederprodusenter, hadde ASML tidligere mye salg i dette markedet.
Imidlertid har mange år med eskalerende spenninger og stadig mer straffende sanksjoner mot den kinesiske halvlederindustrien fra påfølgende amerikanske administrasjoner endret dette markedet for ASML drastisk.
Sommeren 2022 forbød USA eksport av EUV-maskiner til Kina. Dette var mulig fordi ASML er et nederlandsk selskap, men er avhengig av viktig amerikansk immateriell eiendom for produksjonen av sine litografimaskiner.
Senere, til og med eksport av DUV-maskiner som ASMLs TWINSCAN NXT: 1980-årsjubileum ble begrenset, noe som ga Kina kun tilgang til mindre avansert DUV-teknologi. Denne sanksjonsrunden skyldtes delvis Huaweis nylige suksess med å produsere avanserte brikker uten EUV-maskiner i september 2023.
Kinesiske løsninger
Huawei sikter mot å utvikle sine egne EUV-løsninger, med et patent allerede innbetalt i desember 2022.
Et annet kinesisk selskap, SMIC, har klart å bruke eldre DUV-maskiner til å produsere 5nm-brikker uten EUV.
«Dette innebar å stable flere litografi- og etsingstrinn, spesielt ved bruk av SAQP, for å etterligne presisjonen til EUV. Metoden er tregere, mer feilutsatt og dyr, men den fungerer.»
Både SMIC og Huawei vurderer også å lage 3nm-brikker ved hjelp av selvjustert firedobbelt mønstrende litografi (SAQP). Huawei jobber også med en 3nm-brikkedesign som erstatter silisium med karbonnanorør.
Til slutt, Kinaproduserte EUV-maskiner kan også komme på markedet snart, først for innenlandsk bruk. Et annet alternativ kan være å generere EUV-lyset ikke med tinnplasma, men en partikkelakselerator, en idé som allerede ble diskutert i 2023, basert på en vitenskapelig publikasjon fra 2022.
En risiko for ASML?
Totalt sett er det sannsynlig at ASML vil tape det kinesiske markedet på lang sikt, ettersom landet ikke kan stole på vestlig teknologi og må gjenoppbygge en hel parallell forsyningskjede for halvledere fra bunnen av.
Dette er foreløpig mest et spørsmål om strategisk rivalisering mellom USA og Kina, mer enn en forretningstrussel mot ASML.
Dette er på grunn av noen få grunner:
- Salget av DUV til Kina utgjør bare en brøkdel av ASMLs totale inntekter.
- Metodene som omgår EUV med eldre DUV er teknisk gjennomførbare, men mindre pålitelige og resulterer derfor i dyrere brikker.
- Dette gjør dem levedyktige for Huawei og andre kinesiske elektronikkselskaper, utestengt fra avanserte brikker, men ikke økonomisk konkurransedyktige i internasjonale markeder.
- Huawei-produserte EUV-maskiner vil trenge mye forbedring og finjustering, og vil bli produsert i et begrenset antall, og vil bare kunne dekke kinesisk innenlandsk etterspørsel i mange år.
- En syklotronbasert EUV-generering er fortsatt svært teoretisk og vil ta år eller til og med tiår før den blir et levedyktig alternativ til den nåværende EUV-teknologien.
Ikke-EUV-salg
Uavhengig av spørsmålet om kinesiske forsøk på å utvikle EUV-maskiner, vil DUV-salget sannsynligvis holde seg stabilt. Dette er fordi mens EUV har blitt standarden for de fleste kritiske LOGIC- og DRAM-lag, er alle andre lag mønstret ved hjelp av DUV-teknologi.
Så ASMLs sterke posisjon i DUV garanterer stabile inntekter, inkludert service og vedlikehold av eksisterende parker, med hver maskin i drift i over 20 år.
Dette gjør utviklingen og adopsjonen av EUV viktig, men ikke avgjørende for selskapets kortsiktige perspektiver.
Det samme kan sies om tilleggssystemer til litografimaskiner, som sensorer og metrologi (målinger) av det ferdige produktet for kvalitetskontroll.
kilde: ASML
| Teknologi | Nodestørrelse | Typisk bruk | Nøkkelbegrensning |
|---|---|---|---|
| DUV | 14nm–90nm+ | Eldre brikker, ikke-kritiske lag | Ikke egnet for de minste nodene |
| eUV | 7 nm–3 nm | Avansert logikk, DRAM | Kompleks, dyr, høy energi |
| Høy-NA EUV | 2 nm og mindre | Neste generasjons høyytelsesbrikker | Høyere kostnad, begrenset utrulling |
Litografiens fremtid
ASML fortsetter å innovere og kjøper også aktivt opp nye nøkkelteknologier, som produsenten av optisk glass. Berliner Glas Group i 2020, slik at den kan presse på for neste generasjon av maskiner for produksjon av chip.
kilde: ASML
Kinesiske konkurrenter kan komme med EUV-løsninger i kommersiell skala i årene som kommer. Men ASML jobber allerede med neste steg, kalt høy-NA litografi«NA» refererer til numerisk blenderåpning, et mål på hvor mye lys et optisk system kan samle og fokusere.
ASML gjør raske fremskritt med denne teknologien: deres nyeste optiske innovasjon legger grunnlaget for EUV-veikartet mot pikometerstabilitet (1/200 Si-atom) på asfæriske speil.
EUV-optikk med høy NA bør bidra til å skape en EUV-plattform med høyere produktivitet. Ved å gjøre dette kan det føre til forbedringer av EUV-ytelse og produktivitet langt inn i det neste tiåret (>2030).
kilde: ASML
Høy-NA-teknologi bør ikke bare være mer presis og rask, den bør også være mer energieffektiv, en økende bekymring ettersom stadig kraftigere litografimaskiner nå har betydelige energiregninger for drift.
Mest sannsynlig vil EUV med høy NA være metoden som brukes for masseproduksjon av 2nm nodebrikker og mindre.
kilde: ASML
Intel har vært en tidlig bruker av High-Na EUV i støperiet sitt i Oregon. Dette implementeres fortsatt i støperier, og Andre teknologier som etsing kan også spille en rolle i fremtidig forbedring av ytelsen.
«Med tillegget av High NA EUV vil Intel ha den mest allsidige litografiverktøykassen i bransjen, noe som gjør det mulig for selskapet å drive fremtidige prosessmuligheter utover Intel 18A inn i andre halvdel av dette tiåret.»
Prislappen er 400 millioner dollar per maskin oppfordrer også noen støperier til å utsette adopsjonen for minst én generasjon brikker.
Likevel bør EUV med høy NA være et relativt enkelt skritt fremover for ASML, ettersom det gjenbruker mye av teknologien og erfaringen som er utviklet de siste 20 årene for å gjøre "normal" EUV mulig.
Hvorfor prioriterte vi fellestrekk og modularitet i EUV-litografisystemene våre? Fordi på den måten drar alle systemene våre nytte av lærdommene vi har lært gjennom 20 år med EUV-utvikling.
Bruk av velprøvd teknologi reduserer risikoen for at ting går galt. Modulene effektiviserer systemets installasjon og integrering i kundens fabrikk.
Konklusjon
Gjennom en dedikasjon til høyest mulig presisjon i sine maskiner og ingeniørmessige fortreffeligheter, har ASML blitt DET LITografiselskapet som dominerer sitt nisjemarked.
Det er et de facto monopol på EUV, den viktigste teknologien for produksjon av alle de mest avanserte brikkene som kreves for utvikling av AI-teknologier, toppmoderne datasentre og de nyeste generasjonene av smarttelefoner.
Hvis det ikke hadde vært for de amerikanske sanksjonene mot Kina som forbyr eksport av EUV til landet, ville ASML sannsynligvis ha vært komfortabelt den eneste nøkkelleverandøren av denne teknologien i et tiår eller to.
På grunn av sanksjonene og titalls milliarder som ble brukt på det som ble en strategisk sårbarhet, kan kinesiske produsenter en dag bli en seriøs konkurrent til ASML. De henger imidlertid fortsatt etter og er tvunget til å nøye seg med DUV-maskiner, lavere avkastning og høyere kostnader.
Og håper at deres egen Kina-produserte EUV-maskin snart vil gi et bedre alternativ. Det er sannsynlig at ASML allerede vil distribuere High-NA EUV når Huawei og SMIC har tatt igjen EUV-teknologien fra 2025.
Så selv om det kan være farlig å undervurdere Kinas evne til å ta igjen og bygge en innenlandsk forsyningskjede, bør det heller ikke overvurderes. Slik det ser ut nå, er ASML klar til å forbli lederen innen litografi for avansert brikkeproduksjon i minst de neste 10 årene, og forbli konkurransedyktig mye lenger.
ASML har også en svært sterk posisjon innen DUV og metrologi, noe som gir ekstra inntekter som bidrar til å finansiere FoU-budsjettet.
Foruten selskapets kvalitet, er det siste spørsmålet investorer må stille seg verdsettelsen. På grunn av sin monopolposisjon og den generelle veksten i sektoren, priser ASMLs aksjer inn mye fremtidig vekst.
Dette virker rimelig, men betyr også at verdsettelsen langt fra er billig: ASMLs pris-til-inntjening-forhold har variert fra en «lav» 20 til opptil 54.
Siste ASML (ASML) aksjenyheter og utvikling
