Holland, mitte ainult ASML

0200-09315 HChuck, ESC katterõngas, keraamiline

0200-36105 KAMBRISISALDUS 200 mm TXZ CIP

 

 Holland, mitte ainult ASML

ASML, ülemLitograafiaMvalud,Spaistab välja

Hollandi pooljuhtide tööstuse ehtena on ASML-il keskne positsioon globaalse pooljuhtseadmete tootmise valdkonnas. ASML on Hollandi suurim eksportija, Hollandi suurim tehnoloogia tööandja ja maailma suurim kiibiseadmete tootja. Selle põhjuseks on peamiselt ASML-i litograafiamasinad. 24. septembri 2024 seisuga on ASML-i turukapitalisatsioon 322,9 miljardit dollarit. 2023. aastal ulatus ASML-i kogu aasta müügitulu 27,6 miljardi euroni, brutomarginaal 51,3% ja puhaskasum 7,8 miljardit eurot.

Litograafia on tänapäeva kiibitööstuses asendamatu võtmeetapp ja täiustatud litograafiamasinat tuntakse integraallülitusseadmete tootmistööstuses kui "kroonijuveeli". Litograafiamasin vastutab peamiselt integraallülituse paigutuse täpse projitseerimise eest vahvlile. Litograafiamasin on täppisoptikat, täppismehaanikat, automaatikajuhtimist ja tarkvaratehnikat ühendav süsteem, mis mitte ainult ei pea saavutama ülikõrget särituse eraldusvõimet, vaid omab ka ülikõrget korratavust ja positsioneerimistäpsust.

Litograafia on tänapäeva kiibitööstuses asendamatu võtmeetapp ja täiustatud litograafiamasinat tuntakse integraallülitusseadmete tootmistööstuses kui "kroonijuveeli". Litograafiamasin vastutab peamiselt integraallülituse paigutuse täpse projitseerimise eest. Rohkem kui 30 aastat tagasi monopoliseeris kogu litograafiamasinate turu Nikon, mida Ameerika Ühendriigid GCA ja Jaapan. Täna, 30 aastat hiljem, pole Ameerika Ühendriikidel peaaegu üldse litograafiamasinaid ja Nikon on maha jäänud, kuid ASML-i litograafiamasinad on ületamatud. Alates peaaegu tühjast aastast 1984. aastal kuni litograafiamasinate vaieldamatu liidriks saamiseni, on ASML-il palju rääkimata lugusid.

20. sajandi 80ndatel sai ASML raske alguse. 1984. aastal asutasid elektroonikahiiglane Philips ja kiipimasinate tootja Advanced Semiconductor Materials International (ASMI) ASM Lithography, mis asus Hollandis Eindhovenis Philipsi kontori kõrval asuvas lekkivas kuuris, samal aastal tutvustas ASML oma esimest süsteemi, PAS 2000 stepperit. 1985. aastal oli ASML-is 100 töötajat ja ta kolis uude kontorisse ja tehasesse Feldhofenis. 1986. aastal tutvustas ASML stepperit PAS 2500 ja samal aastal sõlmis partnerlussuhte ZEISSiga. 1988. aastal hakkas Philips sisenema Aasia turule pärast ühisettevõtte tehase loomist Taiwanis. ASML-il oli aga vähe kliente ja ta ei suutnud end ise ülal pidada ning asja hullemaks tegi see, et tema aktsionär ASMI ei suutnud hoida investeeringute kõrget taset ja otsustas tagasi astuda. Olukord globaalses elektroonikatööstuses on võtnud pöördeid ja Philips on teatanud ka massilisest kulude kärpimise programmist. ASML on mängus. Lõpuks veenis Philipsi juhatuse liige Henk Bodt oma kolleege viimast abikäsi ulatama.

20. sajandi 90ndatel oli ASML õigel teel ja ametlikult IPO. Selle kümnendi jooksul tutvustas ASML murrangulist platvormi PAS 5500, mis on ühtlasi ASML-i "pikima elueaga" litograafiasüsteem. ASML märgib, et üle 90% PAS 5500-dest on endiselt aktiivsed erinevate segmentide tootmisliinidel ja nende kasutusiga pikeneb vähemalt 2035. aastani. PAS5500 oli ASML-i jaoks märkimisväärne, aidates tal võita suurkliendi IBM-ilt, mis katapulteeris vähem kui kümne aasta vanune idufirma, mis oli 90ndatel turul teisel kohal. 1995. aastal sai ASML-ist täielikult sõltumatu avalik ettevõte, mis on noteeritud Amsterdami ja New Yorgi börsil. Philips müüs pooled oma aktsiatest IPO-s ja ülejäänud aktsiad müüs järgmistel aastatel.

PAS 5500 süsteemi varajane reklaam

(Allikas: ASML ametlik WeChat)

2000. aastatel arenesid keelekümblussüsteemid tugevalt. ASML suurendas järsult süsteemi eraldusvõimet keelekümblustehnoloogia abil ja märkimisväärselt suurendas tootlikkust revolutsioonilise kaheastmelise TWINSCAN-tehnoloogia abil. 2003. aastal esitleti tööstuse esimest sukeldusmasinat TWINSCAN AT:1150i, millele järgnesid TWINSCAN XT:1250i, XT:1400i ja 2006. aastal esimene sukeldusmasin XT:1700i. 2007. aastal tutvustas ASML TWINSCAN XT:1900i keelekümblussüsteemi, millel on valdkonna kõrgeim numbriline ava 1,35.

Alates 2010. aastatest võttis ASML kasutusele EUV litograafiatehnoloogia, mis muutis taas pooljuhtide tööstuse nägu. 2010. aastal saadeti esimene EUV litograafiamasin TWINSCAN NXE:3100 Aasia kiibitootja uurimisasutusse. 2013. aastal võeti kasutusele teise põlvkonna EUV süsteem NXE:3300 ja 2015. aastal kolmanda põlvkonna EUV süsteem NXE:3350. 2016. aastal jõudis EUV litograafia pöördepunkti, kui kliendid hakkasid esitama masstellimusi ASML-i esimesele tootmisvalmis süsteemile NXE: 3400. NXT1970Ci ja NXT1980Di said kiibitööstuse alustaladeks.

Allikas: ASML-i ametlik veebisait

2020. aastatesse minnes ei oleks keegi osanud ette näha väljakutseid, millega maailm uue kümnendi alguses silmitsi seisab. Kuid ASML jätkab kartmatult edasiliikumist. 2020. aasta alguses jõudis EUV masstootmise etappi ning ASML tarnis 100 EUV süsteemi. 2023. aasta detsembris tarnis ASML Intelile esimese High-NA EUV litograafiasüsteemi TWINSCAN EXE:5000 esimesed moodulid, mis on oluline samm edasi tipptasemel kiipide tootmises.

Sel aastal täitub 40 aastat ASML-ist, mis on alati nõudnud innovatsiooni, pidevalt tehnilistest kitsaskohtadest läbi murdnud ja 40 aasta jooksul silmapaistvalt panustanud globaalse pooljuhtide tööstuse arengusse. Praegu töötab ASML aktiivselt välja "panoraamlitograafia" strateegiat, et rahuldada kiibi tootmise üha keerukamaid vajadusi.

ALD seadmehiiu ASMI on pikema ajalooga

Tegelikult on Hollandis enne ASML-i vana pooljuhtseadmete ettevõte ASM International NV (lühend: ASM), mis on eespool mainitud ASML-i ja Philipsi emaettevõte.

ASM asutati 1968. aastal ja selle ajalugu on 55 aastat. ASM tegutses algselt ahjusadestamise turul ja hakkas neid seadmeid tootma Hollandis 20. sajandi 70ndate alguses.

Sellest ajast alates on ASM jätkanud laienemist üle maailma. 20. sajandi keskpaigas asutati ASMPT Hongkongis ja sellest sai turuliider pooljuhtide kokkupanemis- ja pakkimisseadmete turul. ASM loovutas oma enamusosaluse ASMPT-s 2013. aastal, kuid säilitab vähemusosaluse tänaseni. ASM United States asutati samuti 20. sajandi 70ndatel ja praegu tegeleb peamiselt epitaksiaalseadmetega. 20. sajandi 80. aastate alguses asutati ASM Japan, mis pani aluse tänapäevastele plasma-CVD-toodetele. Seejärel, 20. sajandi keskpaigas, arendas ASM koos Philipsiga ühisettevõtte litograafiatehnoloogia, mis tänapäeval on ASML, arendamiseks. ASM müüs oma osaluse ASML-is 1988. aastal.

ASM on esindatud 16 riigis, nii et mõnes mõttes on ASM juba globaalne ettevõte.

ASM-i põhirõhk on ALD-l (atomic layer deposition) ja epitaksial. ALD-äri on ASM-i trump. Üle 55%-lise ülemaailmse turuosaga on ASM ALD valdkonnas absoluutne liider. ALD on turul kõige arenenum sadestusmeetod üliõhukeste kilede tootmiseks, millel on suurepärane materjali kvaliteet, ühtlus ja konformne säilivus. ALD on ka fab-seadmete turu üks kiiremini kasvavaid segmente, mille keskmine aastane kasvumäär (CAGR) on aastatel 2022–2027 eeldatavasti 10–14%.

Silicon epitaxy on ASM-i suuruselt teine ​​tootesari ning räni epitaksi (Si Epi) äri kasvab pidevalt ning ASM-i eesmärk on saavutada 2025. aastaks vähemalt 30% turuosa. Viimastel aastatel on ASM ühinemiste ja ülevõtmiste kaudu hõivanud ka suhteliselt nišiturg vertikaalahjude ja PECVD valdkonnas.

Allikas: ASM-i majandusaruanne

ASM saab kasu ka täiustatud protsessisõlmede arendamisest. Viimastel aastatel on ASM-i tulud jätkuvalt pidevalt kasvanud, 1284 miljonilt eurolt 2019. aastal 2634 miljonile eurole 2023. aastal. Seadmete müük moodustas 84% ​​tulust ning varuosade ja teenuste osakaal 16%.

2023. aasta teisel poolel sai ASM olulisi tellimusi esimese GAA pilootliini tegevuste jaoks ning ettevõte usub, et GAA on ettevõtte jaoks suur pöördepunkt, kuna GAA keerukamad seadmearhitektuurid suurendavad vajadust ALD järele, nt rohkem dipool- ja tööfunktsiooni kihid, võrreldes varasemate tehnoloogiasõlmedega. Silicon epitaxy (Si Epi) on ka GAA võtmetehnoloogia, mida kasutatakse transistori tuuma moodustavate nanolehtede ehitamiseks.

ASM loodab, et 2 nm/GAA kasutuselevõtt suuremahulises tootmises (HVM) kiirendab 2025. aastal märkimisväärselt loogika/valukodade müügi kasvu. GAA 2 nm tehnoloogia peaks jõudma suure tootlikkusega tootmisse 2025. aastaks ja on ASM-i oluline tõukejõud. Eeldatakse, et 2027. aastaks moodustavad loogika/valukoja kulutused GAA sõlmedele enam kui 40% WFE koguturust. Ja ASM on tugevamas positsioonis kui kunagi varem.

Segamisliimimisseade on uus: BESI

BE Semiconductor Industries NV (Besi) on 1995. aasta mais asutatud pooljuhtide pakkimisseadmete ettevõte, mille peakontor asub Hollandis Duevennis. Hollandi seadmetootja on pälvinud turu ja investorite tähelepanu hübriidsideseadmetega, mis on AI-le haakunud. Kogu 2023. aasta jooksul on Besi aktsia hind tõusnud 141% (2022. aasta 56,56 eurolt 2023. aasta lõpuks 136,45 euroni), mis teeb Besi Euroopa tehnoloogiasektoris üheks hinnatumaks ettevõtteks.

Pilt BESI aktsia hinna liikumistest

Alates selle aasta algusest on BESI aktsia hind aga langenud veel 27%. Suur osa sellest tuleneb uuest määrusest: "HBM4 standardi välja töötanud standardiorganisatsioon JEDEC arutab oma kavatsust leevendada HBM4 pakendi paksust 720 mikronilt 775 mikronile." "Kui seda paksusstandardit järgitakse, on tööstusharu allikad, et 16-kihti HBM4 saab olemasoleva liimimistehnoloogia abil täielikult realiseerida. See tähendab, et hübriidsidetehnoloogiat pole vaja. Üksikasju vaadake jaotisest "Seadmeettevõtted "hirmutatud" uudisega".

Vastavalt praegusele arengukäigule on hübriidvõlakirjad endiselt tööstuse tulevane arengusuund. Seda on näha Besi 2024. aasta hübriidsideseadmete tellimuste raamatust.

9. mail 2024 teatas Besi, et on saanud juhtivalt pooljuhtide loogikatootjalt tellimuse 26 hübriidsidesüsteemi jaoks. Tellimus on Besi uusima põlvkonna 100 nm positsioneerimistäpsusega süsteemid, mis on plaanitud tarnida 2024. aasta neljandas kvartalis ja 2025. aasta esimeses kvartalis.

Besi president ja tegevjuht Richard W. Blickman kommenteeris: "Selle tähtsa tellimuse võitmine rõhutab teise juhtiva loogikatootja pühendumust võtta oma tipptasemel andmekeskuse rakendustes kasutusele hübriidliimimistehnoloogia. See aitab ka kinnitada BESI hübriidsidesüsteemide head pikaajalised väljavaated ja tegevuskava järgmise põlvkonna tehisintellektiga seotud loogika-, mälu- ja tarbijaga seotud andmetöötlusrakenduste jaoks.

Besi tulu 2024. aasta esimeses kvartalis oli 146,3 miljonit eurot, mis ületab keskmise prognoosi. 8,3% langus võrreldes 2023. aasta neljanda kvartaliga tulenes peamiselt madalamatest tarnetest kõrgjõudlusega andmetöötluse ja autotööstuse lõppkasutajate turgudel, mida osaliselt kompenseeris kõrgetasemeliste mobiilirakenduste suurem tarne. Besi müügitulu oli teises kvartalis 151,2 miljonit eurot, mis on 7% vähem kui aasta varem ja kasvas 3,3%, peamiselt tänu fotoonika ja 2,5D koosterakenduste suuremale tarnele. Tellimuste laekumine oli teises kvartalis 185,2 miljonit eurot, kasvades 45,0 protsenti ja aastaga 64,5 protsenti, peamiselt tänu hübriidsidemete, fotoonika ja tehisintellekti rakenduste 2,5D koostelahenduste olulisele kasvule, mida osaliselt tasakaalustas jätkuv nõrkus autotööstuse lõppturul.

AFM-i sondifirma, mille väärtus on 1 miljard dollarit, on tõusuteel

Lisaks ASML-ile, ASM-ile ja BESI-le on Nearfield Instruments (nimetatud kui Nearfield) veel üks potentsiaalne pooljuhtseadmete tootja Hollandis ning välismeedia kiidab teda kui ettevõtet, mille väärtus tulevikus on miljard dollarit. Niisiis, millised on Nearfieldi konkurentsieelised?

2016. aasta jaanuaris asutatud Nearfield on ettevõte, mis pakub täiustatud pooljuhtide tootmisettevõtetele metroloogia- ja protsessijuhtimisseadmeid. Ettevõte on välja töötanud automatiseeritud suure läbilaskevõimega 3D-skaneeriva sondi metroloogiaseadme. See sisaldab aatomjõu mikroskoopia (AFM) tehnoloogiat, mis on praegu kõige täpsem ja mittepurustav meetod CMP ja söövitusprotsessi keeruliste etappide optimeerimiseks ja jälgimiseks.

2020. aasta detsembris teatas Nearfield esimese Quadra, esimese põlvkonna suure läbilaskevõimega skaneeriva sondi metroloogiasüsteemi tarnimisest 5 nm ja alla selle. Mõeldud reasiseseks, seadmes olevaks mittepurustava kolmemõõtmelise (3D) metroloogia jaoks. Süsteem on ülioluline täiustatud pooljuhttehaste saagikuse kiirendamiseks ja suure mahuga tootmise (HVM) tootlikkuse optimeerimiseks.

Automatiseeritud suure läbilaskevõimega 3D-skaneeriva sondi metroloogia seadmed

(Allikas:Nearfieldi veebisait)

AFM-sondide seadmed on aga küps ja domineeriv turg. Bruker Ameerika Ühendriikides ja Park Systems Koreas moodustavad kumbki 20% AFM-sondide turust. Alates esimese kommertssüsteemi kasutuselevõtust 20. sajandi 80ndatel on Bruker juhtinud aatomjõumikroskoopia võimaluste laiendamist. AFM-sondid on aga hea potentsiaaliga turg ja tööstuse uuringufirma MarketsandMarkets andmetel kasvab globaalne AFM-turg 540 miljonilt dollarilt 2023. aastal 631 miljonile dollarile 2026. aastal, CAGR-iga 5,2%. Üks AFM-sondide turgu mõjutav silmapaistev suundumus on nanotehnoloogia pidev areng ja pooljuhtide tootmisprotsessi keerukamaks muutudes on vaja rohkem AFM-sondide seadmeid.

AFM-sondide küpsel turul ei ole lihtne läbi murda ja ei piisa "imitatsioonimasinatele" lootmisest, teil peab olema tugev konkurentsieelis. See võib olla Nearfieldi jaoks hea uudis.

Nearfieldi sõnul iseloomustab selle Quadra ainulaadne arhitektuur paralleelselt sõltumatut mitme peaga töötamist ning võimalust positsioneerida ja joondada äärmiselt kiiresti ja täpselt. Quadra 100 korda suurem läbilaskevõime võrreldes teiste automatiseeritud ühe sondiga AFM-i metroloogia tööriistadega, mis on ette nähtud metroloogiarakenduste jaoks. Lisaks võimaldab Quadra kõrge diskreetimissagedus klientidel teostada protsessisisest jälgimist ja tuvastada partii-partii, vahvli-vahvli ja plaadisisese protsessi variatsioone. Quadra sisaldab ka ainulaadset uut pildistamisrežiimi nimega Feedforward Trajectory PlannerTM (FFTP), mis võimaldab Quadral teostada pardal mittepurustavaid mõõtmisi suure kuvasuhtega tihedate struktuuride kohta mälus (1z ja üle selle) ja loogikaseadmetes (3 nm ja rohkem). ).

Nearfield on viimastel aastatel kindlasti hoo sisse saanud. Juulis teatas Nearfield, et sai 135 miljoni euro suuruse C-seeria investeeringu. Samuti on see oluliselt suurendanud Quadra metroloogiasüsteemi toodangut ning ettevõte teatas hiljuti, et on saanud mitme masina tellimused "ühelt Aasia kliendilt". Nearfield Instrumentsi tegevjuhi Hamed Sadeghiani sõnul spekuleeritakse tööstuses, et Aasia klient on tõenäoliselt Samsung.

"Meil on hea meel saada tellimus ühelt maailma juhtivalt arenenud tehaselt Aasias, mis jätkab võimsuse agressiivset suurendamist, et rahuldada kasvavat nõudlust täiustatud seadmete, nagu HBM, järele tehisintellekti rakenduste toetamiseks," ütles ta. Nearfieldi peakorter asub Rotterdamis ning kontorid asuvad Hollandis Eindhovenis ja Koreas Pyeongtaekis.

Tegelikult on see vägagi Samsungi vajadustega kooskõlas. Samsung seisab silmitsi suurte probleemidega suure ribalaiusega mälu (HBM) tootmisel ja tal on kiiresti vaja järele jõuda SK hynixile. Yole Groupi Vishal Saroha sõnul investeerib Samsung praegu Besi hübriidsideseadmetesse SK hynixi. See seletab ka vajadust AFM-sondide järele. Hübriidliimimiseks on vaja väga puhtaid pindu ja täpse suurusega vaskkontakte. Infinitesima, Nearfield ja tööstuse insaiderid juhivad tähelepanu sellele, et söövitusjärgne ja post-CMP (keemiline mehaaniline poleerimine) on AFM-sondide peamised kasutusvaldkonnad, mistõttu on need ideaalsed hübriidsideme jaoks HBM-i tootmises.

Nagu ASML-i keskel koges,{0}}oli Samsung väga nõudlik klient. Ühest küljest annab selline suhe palju infot, kuid teisalt võtab ka kogu tähelepanu enda alla. Nearfieldil on väljakutse muuta Samsungi vältimatu vajadus kohandamise järele konkurentsivõimeks.

Nagu ASML-i keskel koges,{0}}oli Samsung väga nõudlik klient. Ühest küljest näeb selline suhe ette, et Nearfieldil ei pruugi olla lihtne mõne aasta pärast ühe miljardi dollari väärtuses väärtuseni jõuda ning ühest kliendist ei piisa ning selle ulatuse saavutamiseks peab see olema umbes pooltel kõrgekvaliteedilistest ostjatest (nt TSMC, Samsung, Intel, SK hynix ja Micron) on installitud baas.