ASML (ASML): Landasan Semikonduktor Modern

Alat Pembuatan Chip

Semikonduktor, terutama chip komputer, telah dengan cepat menjadi salah satu teknologi dan komoditas terpenting di dunia. Dari awal era PC hingga munculnya ponsel pintar, komputasi awan, dan AI, pentingnya chip dan permintaannya terus meningkat.

Sumber: Applied Materials

Ini adalah industri yang menarik, di mana tidak ada pelaku yang terintegrasi secara vertikal; sebaliknya, industri ini terbentuk dari konstelasi perusahaan yang sangat terspesialisasi, yang masing-masing melakukan salah satu dari banyak langkah penting dalam mengubah pasir biasa (silikon) menjadi mesin berpikir.

Perusahaan terbesar di sektor ini adalah perancang chip seperti Nvidia (NVDA + 0.73%), atau “pabrik pengecoran” yang melakukan produksi chip seperti TSMC (TSM -0.73%) (ikuti tautan untuk laporan investasi khusus pada perusahaan-perusahaan ini).

Perusahaan-perusahaan ini sangat bergantung pada pemasok khusus untuk mesin yang dibutuhkan untuk memproduksi chip.

Sumber: ASML

Dan tidak ada yang lebih penting daripada perusahaan yang memonopoli litografi EUV (Extreme UltraViolet), ASML Belanda.

Peran ASML dalam Manufaktur Semikonduktor

Bagaimana Litografi Mendukung Miniaturisasi Chip

ASML adalah spesialis mesin litografi. Litografi (secara harfiah berarti "ukiran batu") adalah proses mengukir "simpul" prosesor pada wafer silikon, mengubahnya menjadi chip komputer.

Sumber: Alam

Semakin canggih chip, semakin kecil node-nya dan semakin kompleks proses litografinya. Miniaturisasi node yang berkelanjutan dan peningkatan litografi inilah yang memungkinkan komputer menjadi semakin canggih dari tahun ke tahun, mengikuti Hukum Moore.

Sumber: Steven Jurvetson

Litografi adalah salah satu langkah dari keseluruhan proses mengubah wafer silikon menjadi chip komputer, biasanya dengan siklus 40-80x untuk membuat chip penuh.

Sumber: ASML

Batasan fisik utama pada litografi adalah bahwa simpul yang diukir tidak boleh lebih besar dari panjang gelombang cahaya kuat yang digunakan untuk melakukannya.

Sumber: ASML

Jadi, seiring dengan makin mengecilnya transistor, makin tinggi pula frekuensi cahaya yang dibutuhkan, yang saat ini semakin memasuki spektrum ultraviolet bagian atas.

Langkah pertama meninggalkan spektrum cahaya tampak adalah dengan I-line, diikuti segera oleh litografi DUV (Ultraviolet Dalam).

Sumber: Saya menjadi kenyataan

Metode-metode inilah yang menjadi andalan industri di era ponsel pintar dan pusat data yang semakin canggih. Namun, untuk peralatan yang paling canggih sekalipun, dibutuhkan teknologi baru: litografi EUV (Ultraviolet Ekstrim).

Apa itu Litografi EUV dan Bagaimana Cara Kerjanya?

EUV memungkinkan penggunaan node ultra-kecil, hingga 7 nm, bahkan 5 nm, 3 nm, dan seterusnya. Tingkat node canggih ini seringkali dianggap penting untuk aplikasi seperti AI, pembelajaran mesin, 5G, AR/VR, dan layanan cloud canggih.

Sementara ASML merupakan pemimpin dalam teknologi DUV, EUV bahkan lebih penting, karena perusahaan tersebut merupakan satu-satunya produsen mesin pembuat chip EUV, meskipun beberapa perusahaan China ingin memasuki sektor tersebut sesegera mungkin (lihat di bawah untuk informasi lebih lanjut tentang topik tersebut).

Teknologi EUV sangat sulit dikuasai, karena serangkaian keterbatasan teknis:

• Proses ini terjadi dalam lingkungan vakum karena hampir semuanya menyerap cahaya EUV.
• Membutuhkan sumber energi yang sangat kuat, berupa laser yang kuat, dengan laser hingga 40 kW yang digunakanPenguat laser jenis ini membutuhkan kabel sepanjang 7.3 kilometer, berat 17 ton, dan berisi lebih dari 450,000 komponen.
• Laser tersebut membangkitkan tetesan timah kecil berdiameter 25 mikron, dengan 50,000 tetesan jatuh per detik.
  • Timah tersebut kemudian diubah menjadi plasma oleh laser, yang memancarkan cahaya EUV.

Sumber: Semi Teknik

Masing-masing langkah ini memerlukan pengukuran, peralatan, kontrol, dan sensor yang sangat canggih, semuanya direkayasa dengan kualitas presisi yang diukur dalam mikrometer dan nanodetik.

Berkat keahlian mendalam yang dibangun selama puluhan tahun dalam membangun mesin litografi, ASML (sejauh ini?) merupakan penguasa teknologi EUV yang tak tertandingi. ASML juga telah membangun jaringan pemasok utama yang solid, misalnya, dengan cermin berdiameter hingga 1 meter, dengan kehalusan permukaan hingga pikometer (sepertriliun meter).

Selain mesin yang sangat presisi, EUV juga membutuhkan perangkat lunak khusus dan berpemilik untuk kalibrasi, diagnostik, evaluasi, dan otomatisasi.

Meskipun EUV tentu saja merupakan masa depan perusahaan, dan merupakan bagian besar dari pendapatannya, chip buatan DUV yang kurang canggih masih mewakili sebagian besar produksi semikonduktor dunia.

Sumber: ASML

ASML

Ikhtisar Perusahaan ASML & Metrik Utama

Perusahaan ini didirikan pada tahun 1984 sebagai usaha patungan antara perusahaan Belanda ASM dan Philips. Saat ini, perusahaan ini mempekerjakan lebih dari 44,000 orang di 60 lokasi. Perusahaan ini telah berkolaborasi dengan TSMC sejak awal, dan telah memasok litografi untuk node 90nm pada tahun 2004.

Pada tahun 2011, perusahaan telah menyediakan mesin litografi untuk node 32 nm, dengan harga rata-rata mesin litografi sebesar €27 juta pada saat itu.

Pada tahun 2022, perusahaan telah menjual 140 mesin EUV, masing-masing seharga $200 juta+, membutuhkan tiga Boeing 747 untuk mengangkut salah satu mesin seberat 180 ton.

Metrik ASML

Pada tahun 2024, ASML menghasilkan pendapatan sebesar €28.3 miliar dari penjualan 583 mesin litografi. Perusahaan ini menikmati margin kotor yang luar biasa, yaitu 51.3%, sehingga memungkinkannya untuk dengan mudah menginvestasikan kembali €4.3 miliar dalam R&D, hampir dua kali lipat dibandingkan dengan level tahun 2020.

Sumber: ASML

Perusahaan mengharapkan pendapatan tumbuh menjadi €44 miliar-€60 miliar pada tahun 2030, dengan margin kotor sebesar 56-60%.

Keberhasilan ASML yang terdepan di industri litografi telah membuahkan hasil besar bagi para pemegang sahamnya. €3 miliar dikembalikan kepada para pemegang saham pada tahun 2024, dan dividen telah meningkat tiga kali lipat sejak tahun 2018.

Sumber: ASML

Perusahaan ini secara besar-besaran mengungguli Nasdaq secara keseluruhan dalam 15 tahun terakhir, bahkan dalam satu dekade yang sangat menguntungkan bagi saham teknologi secara umum, dan sejalan dengan indeks semikonduktor secara keseluruhan.

Sumber: ASML

Perusahaan memperkirakan basis pemasangan mesin litografi akan terus tumbuh hingga tahun 2030, yang akan sangat mendorong peningkatan pendapatan dari pemeliharaan dan peningkatan layanan.

Sumber: ASML

EUV bukanlah mesin yang paling banyak terjual per unit, tetapi mewakili setengah dari pendapatan perusahaan karena harganya yang lebih tinggi.

Sebagian besar penjualan pada akhir tahun 2024 dan awal tahun 2025 ditujukan ke Taiwan, Korea Selatan, Amerika Serikat, dan Tiongkok. Secara umum, penjualan di Taiwan dapat diasumsikan sebagian besar ditujukan ke TSMC, di Korea Selatan ke Samsung, dan di Amerika Serikat ke TSMC (membuka pabrik pengecoran baru di Nevada) dan ke Intel (INTC -0.27%).

Sumber: ASML

Penjualan ke China dulunya jauh lebih besar, tetapi sanksi terhadap China oleh AS dan pembuat chip China yang mencoba beralih ke pemasok lokal telah mengurangi penjualan ASML ke negara tersebut menjadi hanya teknologi litografi lama.

Risiko Pasar Tiongkok dan Dampak Sanksi ASML

Perang Sanksi

Karena China, bersama dengan Taiwan, merupakan salah satu produsen semikonduktor terbesar di dunia, ASML biasa menikmati banyak penjualan di pasar ini.

Namun, ketegangan yang meningkat selama bertahun-tahun dan sanksi yang semakin berat terhadap industri semikonduktor China oleh pemerintahan AS berturut-turut telah mengubah pasar ASML ini secara drastis.

Pada musim panas 2022, AS melarang ekspor mesin EUV ke Tiongkok. Hal ini dimungkinkan karena meskipun ASML adalah perusahaan Belanda, perusahaan ini mengandalkan kekayaan intelektual Amerika yang penting untuk memproduksi mesin litografinya.

Kemudian, bahkan ekspor mesin DUV seperti ASML TWINSCAN NXT:1980Di dibatasi, sehingga Tiongkok hanya mendapatkan akses ke teknologi DUV yang kurang canggih. Putaran sanksi ini sebagian disebabkan oleh keberhasilan Huawei baru-baru ini dalam memproduksi chip canggih tanpa mesin EUV pada September 2023.

Solusi Tiongkok

Huawei bermaksud mengembangkan solusi EUV miliknya sendiri, dengan paten sudah disetorkan pada bulan Desember 2022.

Perusahaan Tiongkok lainnya, SMIC, telah berhasil menggunakan mesin DUV lama untuk memproduksi chip 5nm tanpa EUV.

"Ini melibatkan penumpukan beberapa langkah litografi dan etsa, khususnya menggunakan SAQP, untuk meniru presisi EUV. Metode ini memang lebih lambat, lebih rentan kesalahan, dan mahal, tetapi berhasil."

Baik SMIC maupun Huawei juga tengah menjajaki kemungkinan pembuatan chip 3nm, menggunakan litografi self-aligned quadruple patterning (SAQP). Huawei juga sedang mengembangkan desain chip 3nm yang menggantikan silikon dengan karbon nanotube.

Terakhir, Mesin EUV buatan Tiongkok juga bisa segera hadir di pasaran, awalnya untuk penggunaan dalam negeri. Alternatif lain bisa jadi untuk menghasilkan cahaya EUV bukan dengan plasma timah, tetapi akselerator partikel, sebuah ide yang sudah dibahas pada tahun 2023, berdasarkan publikasi ilmiah tahun 2022.

Risiko untuk ASML?

Secara keseluruhan, kemungkinan besar pasar Tiongkok akan hilang untuk ASML dalam jangka panjang, karena negara tersebut tidak dapat mengandalkan teknologi Barat dan harus membangun kembali dari awal seluruh rantai pasokan semikonduktor paralel.

Saat ini, ini sebagian besar merupakan masalah persaingan strategis antara AS dan China, lebih dari sekadar ancaman bisnis bagi ASML.

Hal ini disebabkan oleh beberapa alasan:

• Penjualan DUV ke China hanyalah sebagian kecil dari total pendapatan ASML.
• Metode yang melewati EUV dengan DUV yang lebih lama secara teknis layak, tetapi kurang dapat diandalkan dan karena itu menghasilkan chip yang lebih mahal.
  • Hal ini menjadikannya layak bagi Huawei dan perusahaan elektronik China lainnya yang tidak memiliki chip canggih, tetapi tidak kompetitif secara ekonomi di pasar internasional.
• Mesin EUV buatan Huawei akan memerlukan banyak perbaikan dan penyempurnaan, dan akan diproduksi dalam jumlah terbatas, hanya mampu memenuhi permintaan domestik China selama bertahun-tahun.
• Generasi EUV berbasis siklotron masih sangat teoritis dan akan memakan waktu bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun untuk menjadi alternatif yang layak bagi teknologi EUV yang digunakan saat ini.

Penjualan Non-EUV

Terlepas dari upaya Tiongkok mengembangkan mesin EUV, penjualan DUV kemungkinan akan tetap stabil. Hal ini karena meskipun EUV telah menjadi standar untuk sebagian besar lapisan penting LOGIC dan DRAM, semua lapisan lainnya menggunakan teknologi DUV.

Jadi posisi ASML yang kuat di DUV menjamin pendapatan yang stabil, termasuk servis dan pemeliharaan taman yang ada, dengan setiap mesin beroperasi selama 20+ tahun.

Hal ini menjadikan pengembangan dan adopsi EUV penting, tetapi tidak vital bagi perspektif jangka pendek perusahaan.

Hal yang sama dapat dikatakan untuk sistem tambahan pada mesin litografi, seperti sensor dan metrologi (pengukuran) produk akhir untuk pengendalian mutu.

Sumber: ASML

Masa Depan Litografi

ASML terus berinovasi dan juga secara aktif melakukan akuisisi teknologi kunci baru, seperti pembuat kaca optik Grup Kaca Berliner pada tahun 2020, memungkinkannya mendorong mesin pembuat chip generasi berikutnya.

Sumber: ASML

Pesaing Tiongkok mungkin akan hadir dengan solusi EUV skala komersial dalam beberapa tahun mendatang. Namun, ASML sudah mengerjakan langkah selanjutnya, yang disebut litografi NA tinggi"NA" mengacu pada aperture numerik, ukuran seberapa banyak cahaya yang dapat dikumpulkan dan difokuskan oleh sistem optik.

ASML maju pesat dalam teknologi ini: inovasi optik terbarunya menetapkan dasar bagi peta jalan EUV menuju stabilitas pikometer (1/200 atom Si) pada cermin asferis.

Optik EUV NA tinggi akan membantu menciptakan platform EUV dengan produktivitas lebih tinggi. Dengan demikian, peningkatan kinerja dan produktivitas EUV dapat terus berlanjut hingga dekade berikutnya (>2030).

Sumber: ASML

Teknologi NA tinggi tidak hanya harus lebih presisi dan cepat, tetapi juga harus lebih hemat energi, sebuah perhatian yang berkembang karena mesin litografi yang semakin kuat kini harus membayar tagihan energi yang signifikan untuk pengoperasiannya.

Kemungkinan besar, EUV NA tinggi akan menjadi metode yang digunakan untuk produksi massal chip node 2 nm dan yang lebih kecil.

Sumber: ASML

Intel telah menjadi pengadopsi awal EUV High-Na di pabrik pengecorannya di Oregon. Hal ini masih banyak diterapkan di pabrik pengecoran, dan teknologi lain seperti etsa juga dapat berperan dalam peningkatan kinerja di masa depan.

Dengan penambahan High NA EUV, Intel akan memiliki perangkat litografi terlengkap di industri, yang memungkinkan perusahaan untuk mendorong kapabilitas proses masa depan melampaui Intel 18A hingga paruh kedua dekade ini.

Tandai Phillips - Intel'nya DDirektur Litografi, Perangkat Keras, dan Solusi untuk Pengembangan Teknologi Logika Intel Foundry.

Harga per mesinnya $400 juta juga mendorong beberapa pabrik pengecoran untuk menunda adopsi setidaknya satu generasi chip.

Meski demikian, EUV NA yang tinggi seharusnya menjadi langkah maju yang relatif mudah bagi ASML, karena ASML memanfaatkan kembali banyak teknologi dan pengalaman yang dikembangkan dalam 20 tahun terakhir untuk memungkinkan EUV "normal".

Mengapa kami memprioritaskan kesamaan dan modularitas di seluruh sistem litografi EUV kami? Karena dengan begitu, semua sistem kami mendapatkan manfaat dari pembelajaran yang dipetik selama 20 tahun pengembangan EUV.

Penggunaan teknologi yang telah teruji mengurangi risiko kesalahan. Modul-modul ini juga menyederhanakan instalasi dan integrasi sistem ke dalam pabrik pelanggan.

Kesimpulan

Melalui dedikasi terhadap presisi setinggi-tingginya dalam keunggulan mesin dan rekayasanya, ASML telah menjadi perusahaan litografi TERBAIK, mendominasi ceruk pasarnya.

Ini adalah monopoli de facto atas EUV, teknologi terpenting untuk produksi semua chip tercanggih yang diperlukan untuk pengembangan teknologi AI, pusat data terdepan, dan generasi terbaru telepon pintar.

Jika bukan karena sanksi AS terhadap China yang melarang ekspor EUV ke negara tersebut, ASML mungkin akan tetap nyaman menjadi satu-satunya pemasok utama teknologi ini selama satu atau dua dekade.

Akibat sanksi dan puluhan miliaran dolar yang digelontorkan untuk apa yang kemudian menjadi kerentanan strategis, produsen Tiongkok mungkin suatu hari nanti akan menjadi pesaing serius ASML. Namun, mereka masih tertinggal, terpaksa menggunakan mesin DUV, hasil yang lebih rendah, dan biaya yang lebih tinggi.

Dan berharap mesin EUV buatan Tiongkok mereka sendiri akan segera menyediakan alternatif yang lebih baik. Kemungkinan besar, saat Huawei dan SMIC telah menguasai teknologi EUV tahun 2025, ASML sudah akan menerapkan EUV High-NA.

Jadi, meskipun meremehkan kemampuan Tiongkok untuk mengejar ketertinggalan dan membangun rantai pasokan domestik bisa berbahaya, hal itu juga tidak boleh dilebih-lebihkan. Saat ini, ASML siap untuk tetap menjadi pemimpin litografi untuk pembuatan cip canggih setidaknya selama 10 tahun ke depan, dan tetap kompetitif lebih lama lagi.

ASML juga memiliki posisi yang sangat kuat dalam DUV dan metrologi, menghasilkan pendapatan tambahan yang membantu mendanai anggaran R&D-nya.

Selain kualitas perusahaan, pertanyaan terakhir yang perlu ditanyakan investor adalah valuasi. Karena posisi monopoli dan pertumbuhan sektor secara keseluruhan, saham ASML memperkirakan pertumbuhan yang signifikan di masa depan.

Hal ini memang tampak masuk akal, tetapi juga berarti valuasinya jauh dari murah: Rasio Harga terhadap Pendapatan ASML berkisar dari yang “rendah” 20 hingga 54.

Berita dan Perkembangan Saham ASML (ASML) Terbaru