Computação
ASML (ASML) : A Pedra Angular dos Semicondutores Modernos
As Ferramentas da Fabricação de Chips
Semicondutores, e especialmente os chips de computador, tornaram‑se rapidamente uma das tecnologias e commodities mais importantes do mundo. Desde os primeiros dias da era dos PCs até a ascensão dos smartphones, da computação em nuvem e da IA, a importância dos chips e a demanda por eles só aumentaram.
Fonte: Applied Materials
Esta é uma indústria interessante, onde nenhum ator está verticalmente integrado; ao contrário, ela é formada por uma constelação de empresas ultra‑especializadas, cada uma realizando uma das muitas etapas críticas para transformar areia comum (silício) em máquinas pensantes.
As maiores empresas dos setores são ou designers de chips como Nvidia (NVDA ), ou “foundries” que fabricam efetivamente os chips como TSMC (TSM ) (siga o link para relatórios de investimento dedicados a essas empresas).
Essas empresas dependem fortemente de fornecedores especializados para as máquinas necessárias à produção dos chips.
Fonte: ASML
E nenhuma é mais importante que a empresa que detém o monopólio da litografia EUV (Extreme UltraViolet), a holandesa ASML.
(ASML )
O Papel da ASML na Fabricação de Semicondutores
Como a Litografia Impulsiona a Miniaturização dos Chips
A ASML é especialista em máquinas de litografia. Litografia (literalmente “gravura em pedra”) é o processo pelo qual o “nó” de um processador é gravado em uma obleira de silício, transformando‑a em um chip de computador.
Fonte: Nature
Quanto mais avançado o chip, menor o nó e mais complexo o processo de litografia. A miniaturização contínua dos nós e a melhoria da litografia são o que permitiram que os computadores se tornassem mais poderosos ano após ano, seguindo a Lei de Moore.
Fonte: Steven Jurvetson
Litografia é uma etapa de todo o processo que transforma uma obleira de silício em chips de computador, normalmente envolvendo de 40 a 80 ciclos para produzir um chip completo.
Fonte: ASML
Um limite físico chave da litografia é que o nó gravado não pode ser maior que o comprimento de onda da luz poderosa usada para tal.
Fonte: ASML
Portanto, à medida que os transistores ficaram menores, foi necessária luz de frequência cada vez maior; hoje isso se move cada vez mais para o extremo superior do espectro ultravioleta.
O primeiro passo para sair do espectro de luz visível foi com a I‑line, seguido logo depois pela litografia DUV (Deep Ultraviolet).
Fonte: Icometrue
Esses métodos foram os que sustentaram a indústria durante a era dos smartphones cada vez mais potentes e dos data centers. Mas para as ferramentas mais avançadas, era necessária uma nova tecnologia: litografia EUV (Extreme Ultraviolet).
O Que é Litografia EUV e Como Ela Funciona?
A EUV permite nós ultra‑pequenos, de até 7 nm, ou até 5 nm, 3 nm e além. Esses níveis avançados de nó são frequentemente considerados necessários para aplicações como IA, aprendizado de máquina, 5G, AR/VR e serviços avançados de nuvem.
Embora a ASML seja líder em tecnologia DUV, a EUV é ainda mais importante, pois a empresa é a única fabricante de máquinas de fabricação de chips EUV, embora algumas empresas chinesas estejam tentando entrar no setor o mais rápido possível (veja abaixo para mais detalhes).
A tecnologia EUV é extremamente difícil de dominar, devido a uma série de limitações técnicas:
- O processo ocorre em ambiente de vácuo porque quase tudo absorve a luz EUV.
- Requer uma fonte de energia muito forte, na forma de um laser potente, com até 40 kW de laser sendo usado. Esse tipo de amplificador de laser necessita de 7,3 km de cabos, pesa 17 toneladas e contém mais de 450 000 peças.
- O laser excita minúsculas gotículas de estanho de 25 micrômetros de diâmetro, com 50 000 gotículas caindo por segundo.
- O estanho é então vaporizado em um plasma pelo laser, emitindo luz EUV.
Fonte: Semi Engineering
Cada uma dessas etapas requer medições, ferramentas, controles e sensores extremamente avançados, tudo projetado com precisão medida em micrômetros e nanossegundos.
Por meio da profunda expertise construída ao longo de décadas de construção de máquinas de litografia, a ASML é (até agora?) a mestre incontestada da tecnologia EUV. Ela também construiu uma densa rede de fornecedores chave, com, por exemplo, espelhos de até 1 metro de diâmetro, com suavidade de superfície de até picômetros (um trilionésimo de metro).
Além das máquinas extremamente precisas, a EUV também requer software especializado e proprietário para calibração, diagnóstico, avaliação e automação.
Embora a EUV seja certamente o futuro da empresa e uma grande parte de suas receitas, chips fabricados com DUV ainda representam a maior parte da produção mundial de semicondutores.
Fonte: ASML
ASML
Visão Geral da Empresa ASML & Métricas Principais
A empresa foi fundada em 1984 como uma joint venture entre as empresas holandesas ASM e Philips. Atualmente emprega mais de 44 000 pessoas em 60 localidades. A empresa tem colaborado com a TSMC desde o início, e já fornecia litografia para nós de 90 nm em 2004.
Em 2011, havia fornecido máquinas de litografia para nós de 32 nm, com um custo médio de máquina de litografia de €27 milhões na época.
Até 2022, havia vendido 140 máquinas EUV, cada uma custando mais de US$ 200 milhões, exigindo três Boeing 747s para transportar uma das máquinas de 180 toneladas.
Métricas da ASML
Em 2024, a ASML registrou €28,3 bi em receitas provenientes da venda de 583 máquinas de litografia. A empresa desfruta de margens brutas notáveis de 51,3 %, permitindo reinvestir facilmente €4,3 bi em P&D, quase o dobro dos níveis de 2020.
Fonte: ASML
A empresa espera que as receitas cresçam para €44 bi‑€60 bi até 2030, com margem bruta entre 56‑60 %.
O sucesso líder da indústria da ASML em litografia tem sido recompensado com retornos massivos para seus acionistas. €3 bi foram devolvidos aos acionistas em 2024, e os dividendos triplicaram desde 2018.
Fonte: ASML
A empresa superou massivamente o Nasdaq geral nos últimos 15 anos, mesmo em uma década muito favorável às ações de tecnologia em geral, e em linha com os índices de semicondutores.
Fonte: ASML
A empresa espera que a base instalada de máquinas de litografia continue crescendo até 2030, impulsionando fortemente o aumento de receitas provenientes de manutenção e upgrades de serviço.
Fonte: ASML
As EUVs não são as máquinas mais vendidas por unidade, mas representam metade das receitas da empresa devido ao preço mais alto.
A maioria das vendas no final de 2024 e início de 2025 foi para Taiwan, Coreia do Sul, EUA e China. Em geral, as vendas em Taiwan podem ser presumidas como direcionadas principalmente à TSMC, na Coreia do Sul à Samsung, e nos EUA à TSMC (abrindo uma nova fundição em Nevada) e à Intel (INTC ).
Fonte: ASML
As vendas para a China costumavam ser muito maiores, mas as sanções dos EUA contra a China e os fabricantes chineses de chips tentando mudar para fornecedores locais reduziram as vendas da ASML para o país apenas a tecnologias de litografia mais antigas.
Riscos de Mercado da China para a ASML & Impacto das Sanções
Guerras de Sanções
Como a China, juntamente com Taiwan, é um dos maiores produtores de semicondutores do mundo, a ASML costumava desfrutar de muitas vendas nesse mercado.
No entanto, muitos anos de tensões crescentes e sanções cada vez mais punitivas contra a indústria de semicondutores chinesa por sucessivas administrações dos EUA mudaram drasticamente esse mercado para a ASML.
No verão de 2022, os EUA proibiram a exportação de máquinas EUV para a China. Isso foi possível porque, embora a ASML seja uma empresa holandesa, ela depende de propriedade intelectual chave americana para a produção de suas máquinas de litografia.
Posteriormente, até as exportações de máquinas DUV como o TWINSCAN NXT:1980Di foram restringidas, dando à China acesso apenas a tecnologia DUV menos avançada. Essa rodada de sanções foi em parte devido ao recente sucesso da Huawei em produzir chips avançados sem máquinas EUV em setembro de 2023.
Soluções Chinesas
A Huawei está tentando desenvolver suas próprias soluções EUV, com uma patente já depositada em dezembro de 2022.
Outra empresa chinesa, a SMIC, conseguiu usar máquinas DUV mais antigas para produzir chips de 5 nm sem EUV.
“Isso envolveu empilhar múltiplas etapas de litografia e gravação, especificamente usando SAQP, para imitar a precisão da EUV. O método é mais lento, mais propenso a erros e caro, mas funciona.”
Tanto a SMIC quanto a Huawei estão mirando a criação de chips de 3 nm também, usando litografia de padrão quadruplo auto‑alinhado (SAQP). A Huawei também está trabalhando em um design de chip de 3 nm que substitui o silício por nanotubos de carbono.
Por fim, máquinas EUV feitas na China podem chegar ao mercado em breve, inicialmente para uso doméstico. Outra alternativa poderia ser gerar a luz EUV não com plasma de estanho, mas com um acelerador de partículas, ideia já discutida em 2023, baseada em uma publicação científica de 2022.
Um Risco para a ASML?
No geral, é provável que o mercado chinês seja perdido para a ASML a longo prazo, com o país incapaz de depender da tecnologia ocidental e tendo que reconstruir do zero toda uma cadeia de suprimentos paralela de semicondutores.
Isso é, por enquanto, principalmente uma questão de rivalidade estratégica entre os EUA e a China, mais do que uma ameaça comercial à ASML.
Isso ocorre por alguns motivos:
- As vendas de DUV para a China representam apenas uma fração das receitas totais da ASML.
- Os métodos que contornam a EUV usando DUV mais antigo são tecnicamente viáveis, mas menos confiáveis e, portanto, resultam em chips mais caros.
- Isso os torna viáveis para a Huawei e outras empresas eletrônicas chinesas excluídas de chips avançados, mas não competitivos economicamente nos mercados internacionais.
- As máquinas EUV feitas pela Huawei precisarão de muita melhoria e ajuste fino, e serão produzidas em número limitado, capazes de atender apenas à demanda doméstica chinesa por muitos anos.
- Uma geração de EUV baseada em ciclotron ainda é muito teórica e levará anos ou até décadas para se tornar uma alternativa viável à tecnologia EUV atualmente usada.
Vendas Não‑EUV
Desconectadas da questão dos esforços chineses para desenvolver máquinas EUV, as vendas de DUV provavelmente permanecerão estáveis. Isso porque, embora a EUV tenha se tornado o padrão para a maioria das camadas críticas de LOGIC e DRAM, todas as demais camadas são padronizadas usando tecnologia DUV.
Portanto, a posição forte da ASML em DUV garante receitas estáveis, incluindo serviços e manutenção dos parques existentes, com cada máquina operando por mais de 20 anos.
Isso torna o desenvolvimento e a adoção da EUV importantes, mas não vitais para as perspectivas de curto prazo da empresa.
O mesmo pode ser dito para sistemas auxiliares das máquinas de litografia, como sensores e metrologia (medições) do produto final para controle de qualidade.
Fonte: ASML
| Tecnologia | Tamanho do Nó | Uso Típico | Limitação Principal |
|---|---|---|---|
| DUV | 14nm–90nm+ | Chips mais antigos, camadas não críticas | Não adequado para os nós menores |
| EUV | 7nm–3nm | Lógica avançada, DRAM | Complexa, cara, alta energia |
| High-NA EUV | 2nm e menores | Chips de alto desempenho de próxima geração | Custo mais alto, implantação limitada |
Futuro da Litografia
A ASML continua inovando e também está ativamente realizando aquisições de novas tecnologias chave, como o fabricante de vidro óptico Berliner Glas Group em 2020, permitindo avançar para a próxima geração de máquinas de fabricação de chips.
Fonte: ASML
Concorrentes chineses podem chegar a soluções EUV em escala comercial nos próximos anos. Mas a ASML já está trabalhando no próximo passo, chamado litografia high‑NA. O “NA” refere‑se à abertura numérica, uma medida de quanta luz um sistema óptico pode captar e focar.
A ASML está progredindo rapidamente nessa tecnologia: sua mais recente inovação ótica estabelece a base para seu roteiro EUV rumo à estabilidade de picômetros (1/200 do átomo de Si) em espelhos asféricos.
Ópticas high‑NA EUV devem ajudar a criar uma plataforma EUV de maior produtividade. Ao fazer isso, pode impulsionar as melhorias de desempenho e produtividade da EUV muito além da próxima década (>2030).
Fonte: ASML
A tecnologia high‑NA não será apenas mais precisa e rápida, mas também mais eficiente em termos de energia, uma preocupação crescente à medida que máquinas de litografia cada vez mais poderosas acarretam contas de energia significativas para operar.
É muito provável que a EUV high‑NA seja o método usado para a produção em massa de chips de nó de 2 nm e menores.
Fonte: ASML
A Intel tem sido uma das primeiras adotantes da EUV high‑NA em sua fundição em Oregon. Isso ainda está sendo implementado nas fundições, e outras tecnologias como gravação também podem desempenhar um papel no futuro aprimoramento de desempenho.
“Com a adição da EUV high‑NA, a Intel terá a caixa de ferramentas de litografia mais completa da indústria, permitindo à empresa impulsionar capacidades de processo futuras além da Intel 18A na segunda metade desta década.”
O preço de US$ 400 M por máquina também está encorajando algumas fundições a adiar a adoção por pelo menos uma geração de chips.
Ainda assim, a EUV high‑NA deve ser um passo relativamente fácil para a ASML, pois reutiliza grande parte da tecnologia e experiência desenvolvidas nos últimos 20 anos para tornar a “EUV normal” possível.
Por que priorizamos a comunalidade e modularidade em todos os nossos sistemas de litografia EUV? Porque assim todos os nossos sistemas se beneficiam das lições aprendidas ao longo de 20 anos de desenvolvimento EUV.
Usar tecnologia testada reduz o risco de falhas. E os módulos simplificam a instalação do sistema e sua integração na fábrica do cliente.
Conclusão
Através de uma dedicação à precisão máxima em suas máquinas e excelência de engenharia, a ASML tornou‑se A empresa de litografia, dominando seu nicho de mercado.
É um monopólio de fato na EUV, a tecnologia mais importante para a produção de todos os chips mais avançados necessários ao desenvolvimento de tecnologias de IA, data centers de ponta e as últimas gerações de smartphones.
Se não fosse pelas sanções dos EUA à China que proibiram as exportações de EUV para o país, a ASML provavelmente teria permanecido confortavelmente o único fornecedor chave dessa tecnologia por uma década ou duas.
Devido às sanções e aos dezenas de bilhões investidos em algo que se tornou uma vulnerabilidade estratégica, os fabricantes chineses podem um dia se tornar concorrentes sérios da ASML. Eles ainda estão atrás, sendo forçados a usar máquinas DUV, com menor rendimento e custos mais altos.
E esperam que sua própria máquina EUV feita na China ofereça uma alternativa melhor em breve. É provável que, quando a Huawei e a SMIC alcançarem a tecnologia EUV de 2025, a ASML já esteja implantando a EUV high‑NA.
Portanto, embora possa ser perigoso subestimar a capacidade da China de alcançar e construir uma cadeia de suprimentos doméstica, também não se deve exagerar. No momento, a ASML está posicionada para permanecer líder em litografia para fabricação avançada de chips pelos próximos 10 anos, no mínimo, e permanecer competitiva por muito mais tempo.
A ASML também tem uma posição muito forte em DUV e metrologia, gerando receitas adicionais que ajudam a financiar seu orçamento de P&D.
Além da qualidade da empresa, a última questão que os investidores precisarão fazer é sobre avaliação. Devido à sua posição de monopólio e ao crescimento geral do setor, as ações da ASML estão precificando muito crescimento futuro.
Isso parece razoável, mas também significa que a avaliação está longe de ser barata: o índice Preço‑Lucro da ASML tem variado de um “baixo” 20 até 54.
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