Informatique
ASML (ASML) : la clé de voûte des semi-conducteurs modernes
Securities.io applique des normes éditoriales rigoureuses et peut percevoir une rémunération pour les liens vérifiés. Nous ne sommes pas un conseiller en investissement agréé et ceci ne constitue pas un conseil en investissement. Veuillez consulter notre divulgation de l'affiliation.
Les outils de fabrication de puces
Les semi-conducteurs, et plus particulièrement les puces informatiques, sont rapidement devenus l'une des technologies et des matières premières les plus importantes au monde. Depuis les débuts de l'ère des PC jusqu'à l'essor des smartphones, du cloud computing et de l'IA, l'importance des puces et la demande qui en découle n'ont fait que croître.
Source: Applied Materials
Il s’agit d’une industrie intéressante, où aucun acteur n’est intégré verticalement ; au contraire, elle est formée d’une constellation d’entreprises ultra-spécialisées, chacune réalisant l’une des nombreuses étapes critiques de la transformation du sable ordinaire (silicium) en machines pensantes.
Les plus grandes entreprises des secteurs sont soit des concepteurs de puces comme Nvidia (NVDA ), ou des « fonderies » effectuant la fabrication proprement dite de puces comme TSMC (TSM ) (suivez le lien pour des rapports d’investissement dédiés à ces entreprises).
Ces entreprises dépendent fortement de fournisseurs spécialisés pour les machines nécessaires à la production des puces.
Source: ASML
Et aucune n’est plus importante que l’entreprise qui détient le monopole de la lithographie EUV (Extreme UltraViolet), la société néerlandaise ASML.
(ASML )
Le rôle d'ASML dans la fabrication de semi-conducteurs
Comment la lithographie alimente la miniaturisation des puces
ASML est un spécialiste des machines de lithographie. La lithographie (littéralement « gravure sur pierre ») consiste à graver le « nœud » d'un processeur sur une plaquette de silicium, la transformant ainsi en puce informatique.
Source: Nature
Plus la puce est avancée, plus le nœud est petit et plus le processus de lithographie est complexe. La miniaturisation continue des nœuds et l'amélioration de la lithographie ont permis aux ordinateurs de gagner en puissance année après année, conformément à la loi de Moore.
Source: Steven Jurvetson
La lithographie est une étape de l'ensemble du processus de transformation d'une plaquette de silicium en puces informatiques, avec généralement 40 à 80 cycles pour fabriquer une puce complète.
Source: ASML
Une limite physique clé de la lithographie est que le nœud gravé ne peut pas être plus grand que la longueur d’onde de la lumière puissante utilisée pour le faire.
Source: ASML
Ainsi, à mesure que les transistors sont devenus plus petits, une fréquence de lumière de plus en plus élevée est nécessaire, atteignant aujourd'hui de plus en plus l'extrémité supérieure du spectre ultraviolet.
La première étape pour quitter le spectre de la lumière visible a été la ligne I, suivie bientôt par la lithographie DUV (Deep Ultraviolet).
Source: Icometrue
Ces méthodes ont porté l'industrie à l'ère des smartphones et des centres de données toujours plus performants. Mais pour les outils les plus avancés, une nouvelle technologie était nécessaire : la lithographie EUV (ultraviolet extrême).
Qu'est-ce que la lithographie EUV et comment fonctionne-t-elle ?
L'EUV permet des nœuds ultra-compacts, jusqu'à 7 nm, voire 5 nm, 3 nm et au-delà. Ces niveaux de nœuds avancés sont souvent considérés comme nécessaires pour des applications telles que l'IA, l'apprentissage automatique, la 5G, la réalité augmentée/réalité virtuelle et les services cloud avancés.
Alors qu'ASML est un leader dans la technologie DUV, EUV est encore plus important, car la société est le seul fabricant de machines de fabrication de puces EUV, bien que certaines entreprises chinoises cherchent à entrer dans le secteur dès que possible (voir ci-dessous pour en savoir plus sur ce sujet).
La technologie EUV est extrêmement difficile à maîtriser, en raison d’une série de limitations techniques :
- Le processus se déroule dans un environnement sous vide car presque tout absorbe la lumière EUV.
- Cela nécessite une source d’énergie très puissante, sous la forme d’un laser puissant, avec un laser jusqu'à 40 kW utiliséCe type d'amplificateur laser nécessite 7.3 kilomètres de câble, pèse 17 tonnes et contient plus de 450,000 XNUMX pièces.
- Le laser excite de minuscules gouttelettes d’étain de 25 microns de diamètre, avec 50,000 XNUMX gouttelettes tombant par seconde.
- L'étain est ensuite vaporisé en plasma par le laser, émettant une lumière EUV.
Source: Semi-ingénierie
Chacune de ces étapes nécessite des mesures, des outils, des contrôles et des capteurs extrêmement avancés, le tout avec une qualité d’ingénierie de précision mesurée en micromètres et en nanosecondes.
Grâce à une expertise approfondie acquise au fil de décennies de construction de machines de lithographie, ASML est (jusqu'à présent ?) le maître incontesté de la technologie EUV. L'entreprise a également bâti un réseau dense de fournisseurs clés, proposant par exemple des miroirs allant jusqu'à 1 mètre de diamètre, avec un lissé de surface de l'ordre du picomètre (un trillionnième de mètre).
Outre des machines très précises, l'EUV nécessite également logiciels spécialisés et propriétaires pour l'étalonnage, le diagnostic, l'évaluation et l'automatisation.
Bien que l'EUV soit certainement l'avenir de l'entreprise et une grande partie de ses revenus, les puces DUV moins avancées représentent toujours l'essentiel de la production mondiale de semi-conducteurs.
Source: ASML
ASML
Présentation et indicateurs clés de l'entreprise ASML
Fondée en 1984, l'entreprise est issue d'une coentreprise entre les sociétés néerlandaises ASM et Philips. Elle emploie aujourd'hui plus de 44,000 60 personnes sur 90 sites. Collaborant avec TSMC depuis sa création, elle fournissait déjà des services de lithographie pour les nœuds 2004 nm en XNUMX.
En 2011, elle fournissait des machines de lithographie pour les nœuds 32 nm, une machine de lithographie moyenne coûtant alors 27 millions d'euros.
D'ici 2022, elle avait vendu 140 machines EUV, chacune coûtant plus de 200 millions de dollars, nécessitant trois Boeing 747 pour transporter l'une des machines de 180 tonnes.
Métriques ASML
En 2024, ASML a réalisé un chiffre d'affaires de 28.3 milliards d'euros grâce à la vente de 583 machines de lithographie. L'entreprise bénéficie d'une marge brute remarquable de 51.3 %, ce qui lui permet de réinvestir facilement 4.3 milliards d'euros en R&D, soit près du double de 2020.
Source: ASML
L'entreprise prévoit que son chiffre d'affaires atteindra 44 à 60 milliards d'euros d'ici 2030, avec une marge brute de 56 à 60 %.
Le succès d'ASML, leader du secteur de la lithographie, a été récompensé par des rendements massifs pour ses actionnaires. 3 milliards d'euros ont été reversés aux actionnaires en 2024, et les dividendes ont triplé depuis 2018.
Source: ASML
La société a largement surperformé le Nasdaq global au cours des 15 dernières années, même au cours d'une décennie très favorable aux valeurs technologiques en général, et en ligne avec les indices globaux des semi-conducteurs.
Source: ASML
La société prévoit que la base installée de machines de lithographie continuera de croître jusqu'en 2030, ce qui entraînera une forte augmentation des revenus provenant de la maintenance et des mises à niveau des services.
Source: ASML
Les EUV ne sont pas les machines les plus vendues par unité, mais représentent la moitié des revenus de l'entreprise en raison de leur prix plus élevé.
Fin 2024 et début 2025, la majeure partie des ventes a été réalisée à Taïwan, en Corée du Sud, aux États-Unis et en Chine. En général, on peut supposer que les ventes à Taïwan sont principalement destinées à TSMC, en Corée du Sud à Samsung, et aux États-Unis à TSMC (ouverture d'une nouvelle fonderie au Nevada) et à Intel (INTC ).
Source: ASML
Les ventes vers la Chine étaient autrefois beaucoup plus importantes, mais les sanctions contre la Chine par les États-Unis et les fabricants de puces chinois qui tentent de se tourner vers des fournisseurs locaux ont réduit les ventes d'ASML vers le pays aux seules technologies de lithographie plus anciennes.
Risques du marché chinois et impact des sanctions d'ASML
Guerres de sanctions
La Chine étant, avec Taïwan, l'un des plus grands producteurs mondiaux de semi-conducteurs, ASML bénéficiait de nombreuses ventes sur ce marché.
Cependant, de nombreuses années de tensions croissantes et de sanctions de plus en plus punitives contre l’industrie chinoise des semi-conducteurs par les administrations américaines successives ont radicalement changé ce marché pour ASML.
À l'été 2022, les États-Unis ont interdit l'exportation de machines EUV vers la Chine. Cette mesure a été rendue possible par le fait qu'ASML, bien qu'une entreprise néerlandaise, s'appuie sur une propriété intellectuelle américaine clé pour la production de ses machines de lithographie.
Plus tard, même les exportations de machines DUV comme celles d'ASML TWINSCAN NXT:1980Di étaient restreintes, ne donnant accès à la Chine qu'à une technologie DUV moins avancée. Cette série de sanctions était en partie due à le récent succès de Huawei dans la production de puces avancées sans machines EUV en septembre 2023.
Solutions chinoises
Huawei vise à développer ses propres solutions EUV, avec un brevet déjà déposé en décembre 2022.
Une autre société chinoise, SMIC, a réussi à utiliser d'anciennes machines DUV pour produire des puces de 5 nm sans EUV.
« Cela impliquait de superposer plusieurs étapes de lithographie et de gravure, notamment en utilisant le SAQP, pour reproduire la précision de l'EUV. Cette méthode est plus lente, plus sujette aux erreurs et plus coûteuse, mais elle fonctionne. »
SMIC et Huawei étudient également la création de puces de 3 nm, utilisant la lithographie à quadruple motif auto-aligné (SAQP). Huawei travaille également sur une puce de 3 nm remplaçant le silicium par des nanotubes de carbone.
Enfin, le Machines EUV fabriquées en Chine pourrait également être bientôt commercialisé, d'abord pour un usage domestique. Une autre alternative pourrait être pour générer la lumière EUV non pas avec du plasma d'étain, mais avec un accélérateur de particules, une idée déjà discutée en 2023, basée sur une publication scientifique de 2022.
Un risque pour ASML ?
Dans l’ensemble, il est probable que le marché chinois soit perdu pour ASML à long terme, le pays ne pouvant pas s’appuyer sur la technologie occidentale et devant reconstruire à partir de zéro toute une chaîne d’approvisionnement parallèle de semi-conducteurs.
Il s’agit pour l’instant davantage d’une question de rivalité stratégique entre les États-Unis et la Chine que d’une menace commerciale pour ASML.
Cela est dû à plusieurs raisons :
- Les ventes de DUV en Chine ne représentent qu'une fraction du chiffre d'affaires total d'ASML.
- Les méthodes contournant l'EUV avec des DUV plus anciens sont techniquement réalisables, mais moins fiables et donnent donc lieu à des puces plus chères.
- Cela les rend viables pour Huawei et d’autres sociétés d’électronique chinoises exclues des puces avancées, mais pas économiquement compétitives sur les marchés internationaux.
- Les machines EUV fabriquées par Huawei nécessiteront de nombreuses améliorations et ajustements, et seront produites en nombre limité, ne pouvant satisfaire que la demande intérieure chinoise pendant de nombreuses années.
- Une génération EUV basée sur un cyclotron est encore très théorique et il faudra des années, voire des décennies, pour devenir une alternative viable à la technologie EUV actuellement utilisée.
Ventes hors EUV
Indépendamment des tentatives chinoises de développement de machines EUV, les ventes de DUV devraient rester stables. En effet, si l'EUV est devenu la norme pour la plupart des couches critiques LOGIC et DRAM, toutes les autres couches sont conçues avec la technologie DUV.
La forte position d'ASML dans DUV garantit ainsi des revenus stables, incluant l'entretien et la maintenance des parcs existants, chaque machine fonctionnant pendant plus de 20 ans.
Cela rend le développement et l’adoption de l’EUV importants, mais pas vitaux pour les perspectives à court terme de l’entreprise.
Il en va de même pour les systèmes annexes aux machines de lithographie, comme les capteurs et la métrologie (mesures) du produit fini pour le contrôle qualité.
Source: ASML
| Technologie | Taille du nœud | Utilisation typique | Limite clé |
|---|---|---|---|
| DUV | 14 nm–90 nm+ | Puces plus anciennes, couches non critiques | Ne convient pas aux plus petits nœuds |
| EUV | 7 nm à 3 nm | Logique avancée, DRAM | Complexe, coûteux, à forte consommation d'énergie |
| EUV à haute NA | 2 nm et moins | Puces hautes performances de nouvelle génération | Coût plus élevé, déploiement limité |
L'avenir de la lithographie
ASML continue d'innover et procède également activement à des acquisitions de nouvelles technologies clés, comme le fabricant de verre optique Groupe Berliner Glas en 2020, lui permettant de faire pression pour la prochaine génération de machines de fabrication de puces.
Source: ASML
Des concurrents chinois pourraient proposer des solutions EUV à l'échelle commerciale dans les années à venir. Mais ASML travaille déjà sur la prochaine étape, appelée lithographie à haute ouverture numérique. Le « NA » fait référence à l’ouverture numérique, une mesure de la quantité de lumière qu’un système optique peut collecter et focaliser.
ASML progresse rapidement sur cette technologie : sa dernière innovation optique pose les bases de sa feuille de route EUV vers la stabilité du picomètre (1/200 atome de Si) sur des miroirs asphériques.
Les optiques EUV à large ouverture numérique devraient contribuer à la création d'une plateforme EUV plus productive. Ce faisant, elles pourraient repousser les améliorations des performances et de la productivité EUV bien au-delà de 2030.
Source: ASML
La technologie High-NA ne doit pas seulement être plus précise et plus rapide, elle doit également être plus économe en énergie, une préoccupation croissante à mesure que les machines de lithographie de plus en plus puissantes s'accompagnent désormais de factures d'énergie importantes.
Il est très probable que l'EUV à NA élevé sera la méthode utilisée pour la production de masse de puces de nœuds de 2 nm et plus petites.
Source: ASML
Intel a été l'un des premiers à adopter la technologie High-Na EUV dans sa fonderie de l'Oregon. Cette méthode est encore largement mise en œuvre dans les fonderies, et d'autres technologies comme la gravure pourraient également jouer un rôle dans l'amélioration future des performances.
« Avec l'ajout de High NA EUV, Intel disposera de la boîte à outils de lithographie la plus complète du secteur, permettant à l'entreprise de développer de futures capacités de processus au-delà d'Intel 18A dans la seconde moitié de cette décennie. »
Le prix de 400 millions de dollars par machine encourage également certaines fonderies à retarder l’adoption d’au moins une génération de puces.
Néanmoins, l’EUV à haute ouverture numérique devrait être une avancée relativement facile pour ASML, car elle réutilise une grande partie de la technologie et de l’expérience développées au cours des 20 dernières années pour rendre l’EUV « normal » possible.
Pourquoi avons-nous privilégié la standardisation et la modularité de nos systèmes de lithographie EUV ? Parce que cela permet à tous nos systèmes de bénéficier des enseignements tirés de 20 ans de développement EUV.
L'utilisation d'une technologie éprouvée réduit les risques de dysfonctionnement. De plus, les modules simplifient l'installation et l'intégration du système dans l'usine du client.
Conclusion
Grâce à son dévouement à la plus haute précision possible dans ses machines et à son excellence en ingénierie, ASML est devenue LA société de lithographie, dominant son marché de niche.
Il s’agit d’un monopole de fait sur l’EUV, la technologie la plus importante pour la production de toutes les puces les plus avancées nécessaires au développement des technologies d’IA, des centres de données haut de gamme et des dernières générations de smartphones.
Sans les sanctions américaines contre la Chine interdisant les exportations d’EUV vers ce pays, ASML serait probablement resté confortablement le seul fournisseur clé de cette technologie pendant une décennie ou deux.
En raison des sanctions et des dizaines de milliards investis dans ce qui est devenu une vulnérabilité stratégique, les fabricants chinois pourraient un jour devenir un concurrent sérieux d'ASML. Ils restent cependant à la traîne, contraints de se contenter de machines DUV, d'un rendement inférieur et de coûts plus élevés.
Et espère que sa propre machine EUV fabriquée en Chine offrira bientôt une meilleure alternative. Il est probable que lorsque Huawei et SMIC auront rattrapé leur retard sur la technologie EUV de 2025, ASML aura déjà déployé l'EUV à haute ouverture numérique.
S'il peut être dangereux de sous-estimer la capacité de la Chine à rattraper son retard et à développer une chaîne d'approvisionnement nationale, il ne faut pas non plus la surestimer. À l'heure actuelle, ASML est bien placé pour rester leader de la lithographie pour la fabrication de puces avancées pendant au moins les dix prochaines années, et pour rester compétitif bien plus longtemps.
ASML occupe également une position très forte dans le DUV et la métrologie, générant des revenus supplémentaires qui contribuent à financer son budget de R&D.
Outre la qualité de l'entreprise, la dernière question que les investisseurs devront se poser est celle de sa valorisation. Compte tenu de sa position de monopole et de la croissance globale du secteur, l'action ASML intègre une forte croissance future.
Cela semble raisonnable, mais cela signifie également que la valorisation est loin d'être bon marché : le ratio cours/bénéfice d'ASML varie d'un « bas » 20 à un maximum de 54.
Actualités et développements récents concernant l'action ASML (ASML)
