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Applied Materials (AMAT): Cadeia de Suprimentos de Semicondutores Fabricada nos EUA

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Por que os semicondutores são o novo ‘Óleo’ da Economia Digital

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.

Isso torna os semicondutores um dos suprimentos mais importantes da economia moderna. E uma preocupação estratégica para as grandes potências. O mercado de semicondutores cresceu em ondas sucessivas, impulsionado primeiro pelos computadores, depois pela Internet, depois pela Nuvem & smartphones, e agora por IA e IoT (Internet das Coisas).

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

Uma forma de investir no setor de semicondutores é com empresas que produzem os chips, como TSMC (TSM ) ou Intel (INTC ) (siga os links para um relatório detalhado sobre cada uma dessas empresas).

Outra forma é investir na empresa que fornece o equipamento, materiais e maquinário para as fundições de semicondutores, que dependem de fornecedores especializados, capazes de oferecer as melhores e mais confiáveis ferramentas para produzir chips e outros semicondutores em escala.

Como a fabricação de semicondutores é uma ciência tão exata, os produtores de chips querem apenas as melhores ferramentas disponíveis. E, por ser um empreendimento tão complexo, isso só pode ser alcançado por um pequeno número de fornecedores muito especializados.

Como resultado, surgiu um ecossistema complexo, com cada tarefa no processo de fabricação de um chip sendo realizada por empresas ultra‑especializadas.

Isso confere a esses fornecedores grande poder de precificação e uma forte barreira econômica. Empresas como a TSMC permanecerão com seus fornecedores estabelecidos ou arriscarão interromper suas operações.

Também cria um ciclo virtuoso onde as vendas existentes geram dinheiro para mais P&D, o que, por sua vez, garante que qualquer potencial novo concorrente terá dificuldade em alcançar os mesmos resultados técnicos.

Portanto, com os semicondutores se tornando um ativo estratégico, pode fazer sentido investir em fornecedores de equipamentos, pois eles se beneficiarão da expansão das fundições de chips, independentemente de qual fabricante de chips (TSMC, Nvidia (NVDA ), Intel, etc.) se beneficie mais da crescente demanda por semicondutores.

Entre as maiores empresas de equipamentos para semicondutores está ASML (ASML ), com seu monopólio em litografia EUV (Extreme UltraViolet), e outra empresa cujo equipamento está presente em muitas outras etapas do processo de fabricação de chips & outros semicondutores: Applied Materials.

Applied Materials (AMAT) em Resumo

AMAT Gráfico de preços

A Applied Materials está no centro da inovação em fabricação de semicondutores desde sua fundação em 1967 e sua listagem pública em 1971.

Ela ainda tem sede no Vale do Silício até hoje, e é a maior fabricante norte‑americana de equipamentos para semicondutores, uma posição cobiçada enquanto o país busca relocalizar domesticamente sua cadeia de suprimentos de semicondutores. Para atender a essa demanda crescente, investiu até US$ 600 mi em novas instalações nos EUA nos últimos 5 anos.

A Applied Materials foi uma das primeiras empresas americanas de semicondutores a se internacionalizar, notavelmente ao abrir um centro de tecnologia no Japão em 1984 e ser a primeira empresa a abrir um centro de tecnologia na China.

A empresa emprega cerca de 35 700 pessoas em 24 países e 207 cidades. A empresa registrou US$ 27,18 bi de receita e aproximadamente US$ 7,18 bi de lucro líquido GAAP.

Detém não menos que 22 000 patentes, resultantes de mais de US$ 3,2 bi em investimentos em P&D somente em 2024.

Applied Materials’ core expertise is in modifying materials at the atomic level and on an industrial scale with consistent quality, illustrated by the company’s motto:

Construindo um Futuro Melhor—Um Átomo de Cada Vez

It initially started by selling chemicals to the nascent semiconductor industry, and then progressively added more and more advanced and complex machinery to its offering, starting in 1987 with a chemical vapor deposition (CVD) machine called the Precision 5000.

A linha moderna de máquinas da Applied Materials inclui uma infinidade de produtos que apoiam a fabricação de semicondutores.

A maioria será difícil de entender completamente para quem não é engenheiro, por exemplo, “filmes de barreira de metal e óxido”, “filmes de mudança de cor e holográficos”, ou “camadas de metal padronizadas dentro da câmara”. Mas são ferramentas cruciais para especialistas em produção de semicondutores, com muitas tendo pouca ou nenhuma concorrência séria (pelo menos por enquanto, veja abaixo a seção sobre a cadeia de suprimentos de semicondutores da China).

Modelo de Negócio da 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.

Isso ocorre porque essas máquinas extremamente precisas necessitam de muita manutenção, consumíveis, reparos, etc. Em média, esses contratos duram 2,6 anos e são renovados em mais de 90 % dos casos, refletindo a estabilidade das vendas da empresa uma vez que o contrato é ganho.

A Applied Materials também fornece serviços e assistência para a criação de novas fundições de semicondutores ou a atualização das existentes. Assim, como especialista de referência, pode ter forte influência sobre o design final de uma fundição.

This also gives the company a unique advantage in terms of R&D and sales, as it provides it with a deep knowledge of its customers’ technical challenges, needs, and long-term strategic objectives.

Segmentos da 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.

Deslize para rolar →

Segmento Função Principal Produtos/Serviços Típicos Observações do Modelo de Negócio
Sistemas de Semicondutores Ferramentas para processamento de wafers e empacotamento avançado Deposição, gravação, implantação, CMP, inspeção eBeam, interconexão, empacotamento Ordens grandes e cíclicas ligadas à construção de fábricas e nós tecnológicos
Serviços Globais Suporte e otimização da base instalada Manutenção, peças sobressalentes, SmartFactory, análise AIx, consultoria Altas taxas de renovação; contratos plurianuais; ~60 % de receita recorrente
Displays Equipamento para produção de OLED/LCD Solução MAX OLED, deposição de grande área Crescimento secular via painéis maiores & adoção de OLED em TI

Sistemas de Semicondutores

Applied Materials tools are present at almost every step, starting from the creation of a silicon wafer, and turning it into dozens of advanced chips, memories, etc.

These steps include:

  • Deposição de Material: a criação de filmes finos de materiais muito puros como nitreto de silício, condutores como cobre e tungstênio, e compostos, como material ferromagnético.
    • Esses materiais precursores são depositados com precisão controlando variáveis como temperatura, pressão, campos elétricos e magnéticos, plasma, taxa de fluxo e tempo.
  • Remoção de Material: A remoção seletiva de átomos-alvo precisa ser precisa para não danificar o wafer de semicondutor. Usa químicas baseadas em radicais para remover o material alvo sem danificar os materiais circundantes, e pode operar mesmo sem linha de visão.
  • Modificações de Material: O material agora devidamente modelado ainda precisa estar totalmente funcional. Pode requerer aquecimento, resfriamento, bombardeamento e injeção de íons, tratamentos químicos e implantação de íons (também chamada de dopagem).
  • Análise: Uma vez que a peça de semicondutor é produzida conforme o protocolo estabelecido, ainda é importante verificar se tudo ocorreu como planejado. Portanto, é essencial escanear wafers em alta velocidade para identificar partículas potenciais, falhas de padrão e outros problemas.
  • Conexões: Quando os chips são concluídos e confirmados funcionais, precisam ser “empacotados”. Isso conecta o chip ao restante do sistema, ajuda a dissipar calor e protege contra danos físicos e ameaças ambientais, incluindo umidade, humidade e radiação.

PPCAt

The current focus of Applied Materials in semiconductor manufacturing is the so-called “PPACt playbook” (Power, Performance, Area, Cost, Time to Market).

The core idea is that Moore’s Law, the idea that chips double in capacity every 2 years, is slowing down.

So the industry needs new ways to increase chip performance. In addition, increasing chip performance while lowering power consumption is a growing challenge, as power generation becomes as much an issue as advanced chips for the latest AI applications.

“O limite natural da IA é a eletricidade, não os chips. Só os EUA podem precisar de mais 92 gigawatts de energia para sustentar suas ambições em IA — uma demanda equivalente à construção de 92 usinas nucleares.

Para colocar em perspectiva, apenas duas dessas usinas foram construídas nos EUA nas últimas três décadas.

Eric Schmidt – Ex‑CEO da Google

So managing both to keep increasing performance and power consumption is an important factor.

“Área” e “Custo” são os outros dois fatores técnicos importantes, com o espaço físico para acomodar todos os transistores, sensores e fontes de energia tornando‑se um problema em escala nanométrica, ao menos de forma economicamente viável, para que a produção possa ser escalada e lucrativa.

Por fim, a capacidade de implantar rapidamente essas novas soluções também é importante (Tempo de Mercado). A implantação mais rápida de novas linhas de produção e de designs mais avançados pode valer bilhões de dólares para os clientes da Applied Materials.

Lastly, reducing the environmental impact of semiconductor manufacturing is also important, and makes an additional sales point for the company.

Todos os componentes recém‑fabricados são projetados para maior reparabilidade, e utilizamos peças recondicionadas sempre que possível para reparo e remanufatura, contribuindo para a sustentabilidade e a relação custo‑benefício.

Serviços Globais

This segment uses Applied’s Actionable Insight Accelerator (AIx) to provide advanced solutions to its customers to optimize technology transfer, ramp, and device performance.

Em essência, a Applied Materials atua aqui como consultora e especialista, aconselhando fundições de semicondutores sobre como melhor alcançar seus objetivos.

Este segmento também inclui “soluções de cadeia de suprimentos”, que entregam peças certificadas e limpas para manutenção e minimizam o tempo de inatividade das máquinas ao posicionar peças próximas às fábricas dos clientes.

Essa consultoria pode ser integrada com a solução de fábrica inteligente da empresa, com automação baseada em IA, tecnologias avançadas de agendamento, melhorando a produtividade em quase todas as métricas : rendimento, riscos, defeitos, tempo de inatividade de equipamentos, maior taxa de produção, tempo de ciclo aprimorado, etc.

Displays

Applied Materials is also providing the machine for the production of OLED (organic light-emitting diode) displays (screens, TVs, etc.), the MAX OLED Solution.

Ao levar a tecnologia OLED para telas maiores de TVs, tablets e PCs, o resultado final supera outras tecnologias de exibição.

Este método proprietário de fabricação permite excelente precisão de posicionamento de pixels, mais que dobrando a razão de abertura. O resultado são telas maiores com até 3 X maior brilho e resolução de até 2 000 pixels por polegada quadrada.

A solução MAX OLED também reduz o consumo de energia da tela em até 30 % e oferece até 5 X maior vida útil da exibição.

P&D e o Centro EPIC

Applied Materials’ success is built on its technical excellence and expertise, fueled by decades of R&D to push further what is possible in the manufacturing of electronics.

A principal contribuição para o esforço de P&D no futuro será o novo EPIC Center (Equipment and Process Innovation and Commercialization), previsto para iniciar operações na primavera de 2026.

This will be the world’s largest and most advanced facility for collaborative semiconductor process technology and manufacturing equipment R&D, located at the Applied campus in Silicon Valley.

O centro multibilionário foi projetado para oferecer uma amplitude e escala únicas de capacidades, com mais de 180 000 pés quadrados de salas limpas de última geração para inovação colaborativa com fabricantes de chips, universidades e parceiros do ecossistema.

The goal is to radically speed up the move from academic discovery to industrial deployment of new technology, shortening the process by several years.

Applied Venture

Besides internal R&D effort, Applied Materials is also investing in promising startups and technology through its Applied Venture brand.

This VC segment invests around $100M per year, and has to date provided funding to 90+ companies in 19 countries, of which 10+ have already IPOed.

The focus of the investment is advanced manufacturing (3D printing, robotics, automation), advanced materials, AI & big data, energy technologies (batteries, solar, thermoelectrics, water), life sciences, semiconductor tech, and displays.

Geopolítica, Controles de Exportação e Risco da China

For all semiconductor foundries and equipment manufacturers, the geopolitical tensions between China and the USA are a threat.

The immediate consequence is the impossibility of selling to China the most advanced equipment, as the US generally blocks exports of these machines containing American IPs to its arch-rival, in a bid to undermine the local semiconductor industry and AI research.

This also means that China is pouring hundreds of billions of dollars in subsidies, preferential purchases, and other supports into its domestic industry. This includes chip foundries, but even more the creation of alternatives to companies like ASML, Applied Materials, or Lam Research (LRCX ), whose machines are the keystone of semiconductor manufacturing.

In the long run (5-10 years), these efforts could pose a threat to the company if they succeed:

  • The business lost with Chinese foundries is likely lost forever.
  • Chips from new foundries using domestic technologies might compete with international/Western foundries, reducing the demand for Applied Materials equipment.
  • Countries allied to China (Russia, for example) or neutral (most of South-East Asia) might deploy Chinese thin-film deposit machines or other equipment instead of Applied Research’s machines in their future new foundries.

While serious, this risk should not be overstated.

Firstly, the efforts to duplicate the entire tech stack, IPs, and technical expertise of the Western-led semiconductor industry are a colossal endeavor. So while it will likely somewhat succeed, it will still take time to just catch up to an ecosystem that took more than 60 years to build, and is still innovating quickly.

Secondly, the breadth of Applied Materials is another protection. So while a breakthrough in EUV could spell trouble for a single-tech company like ASML, Applied Materials is likely to still lead in many technologies in 10-20 years, making it still the best choice for all foundries in neutral countries.

Lastly, the scale of Applied Materials’ installed base means more cash flow for R&D and winning an eventual price war with Chinese competitors. So even if the company’s technology is no longer unique, it is far from certain that its long-established commercial advantage will not prove to be a sufficient moat for foundries out of China.

Financeiros: Crescimento, Margens, Retornos de Capital

Applied Materials’ revenue growth is mostly driven by the semiconductor segment, although this might, in the long run, lead to growth in the service segment as well.

Operating margins have been overall stable in the main segments, and growing in the display segment.

The company has been increasing its dividends consistently over the years, with a net acceleration in 2018, and the 2024 dividends are almost 5x compared to 2017’s levels.

The company is also repurchasing shares, having reduced the share outstanding since 2014.

Conclusão

Applied Materials is an essential company in the global semiconductor ecosystem, with key machines present at every step of the process of turning sand (silicon) into complex engraving at the nanoscale that forms advanced computer chips.

The company is going to benefit from several long-term trends like the re-localization of semiconductor production in the USA, increased demand from AI and IoT, and the global tendency of increased digitalization and electrification.

It is also ultimately well-positioned to handle competitive threats, including from emerging Chinese competitors propped up by subsidies and China’s national strategic interest.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Applied Materials (AMAT)

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Jonathan é um ex-pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é um analista de ações e escritor de finanças com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação The Eurasian Century.