Прикладні матеріали (AMAT): ланцюг поставок напівпровідників, виготовлений у США

Чому напівпровідники – це нова «нафта» цифрової економіки

Майже кожен електронний пристрій сьогодні використовує якісь напівпровідникові компоненти. Від пральних машин до автомобілів, комп'ютерів і телефонів, практично кожен виготовлений пристрій або машина містить певний чіп або електронну плату.

Це робить напівпровідники одним із найважливіших постачальників у сучасній економіці. І стратегічною проблемою для великих держав. Ринок напівпровідників зростав послідовними хвилями, спочатку завдяки комп'ютерам, потім Інтернету, потім хмарним технологіям та смартфонам, а тепер штучному інтелекту та Інтернету речей (IoT).

джерело: Applied Materials

Один зі способів інвестувати в напівпровідникову промисловість – це співпрацювати з компаніями, що виробляють чіпи, такими як TSMC (TSM ) or Intel (INTC ) (перейдіть за посиланнями, щоб отримати детальний звіт про кожну з цих компаній).

Інший спосіб – інвестувати в компанію, яка постачає обладнання, матеріали та машини для ливарних заводів напівпровідників, які покладаються на спеціалізованих постачальників, здатних забезпечити найкраще та найнадійніше обладнання для виробництва мікросхем та інших напівпровідників у великих масштабах.

Оскільки виробництво напівпровідників є настільки точною наукою, виробники мікросхем хочуть використовувати лише найкращі доступні інструменти. А оскільки це таке складне завдання, цього може досягти лише кілька дуже спеціалізованих постачальників.

В результаті виникла складна екосистема, де кожне завдання в процесі створення чіпа виконується ультраспеціалізованими компаніями.

джерело: Генеративна цінність

Це дає цим постачальникам велику цінову силу та вагомий економічний рів. Такі компанії, як TSMC, будуть дотримуватися своїх постійних постачальників або ризикують порушити їхню діяльність.

Це також створює позитивний маховик, коли існуючі продажі генерують гроші для подальших досліджень і розробок, що, у свою чергу, гарантує, що будь-який потенційний новий конкурент буде мати труднощі з досягненням тих самих технічних результатів.

Отже, оскільки напівпровідники стають стратегічним активом, може бути доцільно інвестувати в постачальників обладнання, оскільки вони отримають вигоду від нарощування потужностей заводів з виробництва мікросхем, незалежно від того, який виробник мікросхем (TSMC, Nvidia, Intel тощо) зрештою отримає найбільшу вигоду від зростання попиту на напівпровідники.

Серед найбільших компаній з виробництва напівпровідникового обладнання є ASML (ASML ), з її монополією на літографію в ультрафіолетовому випромінюванні (EUV), та ще одна компанія, чиє обладнання присутнє на багатьох інших етапах виробництва мікросхем та інших напівпровідників: Applied Materials.

джерело: Технічна інформація

Огляд прикладних матеріалів (AMAT)

Компанія Applied Materials перебуває в центрі інновацій у виробництві напівпровідників з моменту свого заснування в 1967 році та публічного лістингу в 1971 році.

Його штаб-квартира досі знаходиться в Кремнієвій долині, і компанія є найбільшим виробником напівпровідникового обладнання в США, що є завидною позицією, оскільки країна прагне перенести свій ланцюг поставок напівпровідників на внутрішній ринок. Щоб задовольнити цей зростаючий попит, за останні 600 років компанія інвестувала до 5 мільйонів доларів у нові потужності в США.

джерело: Applied Materials

Applied Materials була однією з перших американських напівпровідникових компаній, яка вийшла на міжнародний ринок, зокрема, відкривши технологічний центр у Японії в 1984 році та будучи першою компанією, яка відкрила технологічний центр у Китаї.

У компанії працює близько 35,700 24 осіб у 207 країнах та 27.18 містах. Виручка компанії склала 7.18 млрд доларів, а чистий прибуток за GAAP — ~XNUMX млрд доларів.

Він володіє не менше ніж 22,000 3.2 патентами, що є результатом інвестицій у дослідження та розробки на суму понад 2024 мільярда доларів лише у XNUMX році.

Основна спеціалізація Applied Materials полягає в модифікації матеріалів на атомному рівні та в промисловому масштабі з незмінною якістю, що ілюструється девізом компанії:

Будуємо краще майбутнє — атом за атомом

Спочатку компанія продавала хімікати молодій напівпровідниковій промисловості, а потім поступово додавала до своєї пропозиції все більше й більше досконалого та складного обладнання, починаючи з 1987 року з машини хімічного осадження з парової фази (CVD) під назвою Precision 5000.

Сучасний модельний ряд обладнання Applied Materials включає безліч продуктів, що підтримують виробництво напівпровідників.

Більшість із них буде важко повністю зрозуміти людям, які не є інженерами, наприклад, «Металеві та оксидні бар’єрні плівки», «Плівки зі зміною кольору та голографічні плівки» або «Внутрікамерні металеві шари з малюнком«Але вони є вирішальними інструментами для фахівців з виробництва напівпровідників, причому багато з них мають мало або взагалі не мають серйозної конкуренції (принаймні, поки що див. розділ нижче про ланцюг поставок напівпровідників у Китаї).

джерело: Applied Materials

Бізнес-модель прикладних матеріалів

Хоча продаж машин та інструментів є основою компанії, значна частина її доходів насправді є періодичними, близько 60% від загального доходу.

Це пояснюється тим, що ці дуже точні машини потребують багато технічного обслуговування, витратних матеріалів, ремонту тощо. В середньому ці контракти діють 2.6 роки та поновлюються у понад 90% випадків, що відображає стабільність продажів компанії після виграшу контракту.

«Applied Materials» також надаватиме послуги та допомогу у створенні нових напівпровідникових ливарних заводів або модернізації існуючих. Таким чином, як експерт-довідник, компанія може мати значний вплив на остаточний проект ливарного заводу.

Це також дає компанії унікальну перевагу з точки зору досліджень і розробок і продажів, оскільки забезпечує їй глибоке знання технічних проблем, потреб і довгострокових стратегічних цілей своїх клієнтів.

Сегменти прикладних матеріалів

Компанія розділила свою діяльність на 3 сегменти: напівпровідникові системи, глобальні послуги та дисплеї. Найважливішим сегментом є напівпровідникові системи, які забезпечують основну частину доходів компанії.

джерело: Applied Materials

Проведіть пальцем, щоб прокрутити →

Напівпровідникові системи

Інструменти Applied Materials присутні майже на кожному кроці, починаючи від створення кремнієвої пластини та перетворюючи її на десятки передових мікросхем, пам'ятей тощо.

джерело: Applied Materials

Ці кроки включають:

• Осадження матеріалустворення тонких плівок дуже чистих матеріалів, таких як нітрид кремнію, провідників, таких як мідь і вольфрам, та сполук, таких як феромагнітний матеріал.
  • Ці матеріали-попередники осаджуються точно шляхом контролю таких змінних, як температура, тиск, електричні та магнітні поля, плазма, швидкість потоку та час.
• Видалення матеріалуСелективне видалення цільових атомів має бути точним, щоб не пошкодити напівпровідникову пластину. Воно використовує хімічні реакції на основі радикалів для видалення цільового матеріалу без пошкодження навколишніх матеріалів і може працювати навіть за відсутності прямої видимості.
• Матеріальні модифікаціїТепер матеріал, що має правильну форму, все ще потребує повної функціональності. Він може вимагати нагрівання, охолодження, іонного бомбардування та інжекції, хімічної обробки та іонної імплантації (також званої легуванням).
• АналізПісля того, як напівпровідникова деталь виготовлена ​​відповідно до встановленого протоколу, важливо перевірити, чи все пройшло за планом. Тому важливо сканувати пластини на високій швидкості, щоб виявити потенційні частинки, дефекти візерунка та інші проблеми.
• Зв'язкиПісля того, як мікросхеми виготовлені та підтверджено їхню працездатність, їх потрібно «упакувати». Це з’єднує мікросхему з рештою системи, допомагає розсіювати тепло та захищає її від фізичних пошкоджень і впливу навколишнього середовища, включаючи вологу, сирість та радіацію.

джерело: Applied Materials

PPCAt

Поточний фокус прикладних матеріалів у виробництві напівпровідників зосереджений на так званому «PPACt PlayBook«(Потужність, Продуктивність, Площа, Вартість, Час виходу на ринок).»

Основна ідея полягає в тому закон Мура, ідея про те, що ємність чіпів подвоюється кожні 2 роки, сповільнюється.

джерело: The Economist

Отже, галузі потрібні нові способи підвищення продуктивності чіпів. Крім того, підвищення продуктивності чіпів при одночасному зниженні енергоспоживання є зростаючим викликом, оскільки виробництво енергії стає такою ж важливою проблемою, як і передові чіпи для новітніх застосувань штучного інтелекту.

«Природним обмеженням ШІ є електрика, а не чіпи. Тільки США можуть потребувати додаткових 92 гігават потужності для підтримки своїх амбіцій у сфері ШІ — це потреба, еквівалентна будівництву 92 атомних електростанцій».

Для порівняння, за останні три десятиліття в США було побудовано лише два таких заводи.

Ерік Шмідт – колишній генеральний директор Google

Тож важливим фактором є управління як підвищенням продуктивності, так і споживання енергії.

«Площа» та «Вартість» – це два інші важливі технічні фактори, причому фізичний простір для розміщення всіх необхідних транзисторів, датчиків та джерела живлення стає проблемою на нанорівні, принаймні економічно ефективним способом, щоб виробництво можна було масштабувати та зробити прибутковим.

Зрештою, важлива також здатність швидко впроваджувати ці нові рішення (час виходу на ринок). Швидше налаштування нових виробничих ліній та впровадження нових і більш досконалих конструкцій може коштувати клієнтам Applied Materials мільярди доларів.

Зрештою, зменшення впливу виробництва напівпровідників на навколишнє середовище також є важливим і створює додатковий аргумент для компанії на користь збуту.

Усі нові деталі розроблені для кращої ремонтопридатності, і ми використовуємо відновлені деталі, коли це можливо, для ремонту та відновлення, що сприяє сталому розвитку та економічній ефективності.

Глобальні послуги

У цьому сегменті використовується Actionable Insight Accelerator (AI) від Applied^x) надавати своїм клієнтам передові рішення для оптимізації передачі технологій, нарощування виробництва та продуктивності пристроїв.

По суті, Applied Materials працює тут як консультант та експерт, консультуючи напівпровідникові ливарні підприємства щодо найкращого способу досягнення їхньої мети.

Цей сегмент також включає «рішення ланцюга поставок«, які постачають сертифіковані та очищені деталі для технічного обслуговування та мінімізують час простою обладнання, розміщуючи деталі поблизу заводів клієнтів.

Цей консалтинг можна інтегрувати з рішення компанії для розумної фабрики, завдяки автоматизації на базі штучного інтелекту, передовим технологіям планування, що підвищує продуктивність майже за всіма показниками: врожайність, ризики, дефекти, час простою обладнання, вища пропускна здатність, покращений час циклу тощо.

джерело: Applied Materials

дисплеї

Applied Materials також постачає машину для виробництва OLED (органічних світлодіодних) дисплеїв (екранів, телевізорів тощо). Рішення MAX OLED.

джерело: Applied Materials

Завдяки впровадженню технології OLED на більші екрани телевізорів, планшетів та ПК, кінцевий результат перевершує інші технології відображення.

Цей запатентований метод виробництва забезпечує чудову точність розміщення пікселів, збільшуючи коефіцієнт діафрагми більш ніж удвічі. Результатом є більші дисплеї з до 3 разів вищою яскравістю та роздільною здатністю до 2,000 пікселів на квадратний дюйм.

Рішення MAX OLED також зменшує споживання енергії дисплеєм до 30% та забезпечує до 5-кратного збільшення терміну служби дисплея.

Дослідження та розробки та Центр EPIC

Успіх Applied Materials ґрунтується на технічній досконалості та досвіді, що підживлюються десятиліттями досліджень і розробок, спрямованих на подальший розвиток можливостей виробництва електроніки.

Значним фактором, що сприятиме розвитку науково-дослідних та розробницьких зусиль у майбутньому, стане новий Центр EPIC (інновації та комерціалізація обладнання та процесів), який, як очікується, розпочне свою роботу навесні 2026 року.

джерело: Applied Materials

Це буде найбільший і найсучасніший у світі центр для спільних досліджень і розробок у сфері напівпровідникових технологій та виробничого обладнання, розташований у кампусі Applied у Кремнієвій долині.

Багатомільярдний об'єкт розроблений для забезпечення унікального спектру та масштабу можливостей з понад 180,000 XNUMX квадратних футів сучасного чистого приміщення для спільної інновації з виробниками мікросхем, університетами та партнерами екосистеми.

Мета полягає в тому, щоб радикально пришвидшити перехід від академічних відкриттів до промислового впровадження нових технологій, скоротивши цей процес на кілька років.

Прикладне підприємство

Окрім власних досліджень та розробок, Applied Materials також інвестує в перспективні стартапи та технології через його бренд Applied Venture.

Цей сегмент венчурного капіталу інвестує близько 100 мільйонів доларів на рік і на сьогоднішній день надав фінансування понад 90 компаніям у 19 країнах, з яких понад 10 вже провели IPO.

Основна увага інвестицій приділяється передовому виробництву (3D-друк, робототехніка, автоматизація), передовим матеріалам, штучному інтелекту та великим даним, енергетичним технологіям (батареї, сонячна енергія, термоелектрика, вода), наукам про життя, напівпровідниковим технологіям та дисплеям.

Геополітика, експортний контроль та китайський ризик

Для всіх виробників напівпровідникового ливарного обладнання та обладнання геополітична напруженість між Китаєм та США є загрозою.

Безпосереднім наслідком є ​​неможливість продажу Китаю найсучаснішого обладнання, оскільки США зазвичай блокують експорт цих машин, що містять американські інтелектуальні власності, своєму запеклому конкуренту, намагаючись підірвати місцеву напівпровідникову промисловість та дослідження штучного інтелекту.

Це також означає, що Китай вкладає сотні мільярдів доларів у вигляді субсидій, пільгових закупівель та інших видів підтримки у свою вітчизняну промисловість. Це включає ливарні заводи з виробництва мікросхем, але ще більше — створення альтернатив таким компаніям, як ASML, Applied Materials або Lam Research, чиє обладнання є основою виробництва напівпровідників.

У довгостроковій перспективі (5-10 років) ці зусилля можуть становити загрозу для компанії, якщо вони будуть успішними:

• Бізнес, втрачений з китайськими ливарними заводами, ймовірно, втрачено назавжди.
• Чіпи з нових ливарних заводів, що використовують вітчизняні технології, можуть конкурувати з міжнародними/західними ливарними заводами, що зменшить попит на обладнання Applied Materials.
• Країни, що є союзниками Китаю (наприклад, Росія) або нейтральними (більша частина Південно-Східної Азії), можуть розгорнути китайські машини для нанесення тонких плівок або інше обладнання замість машин Applied Research на своїх майбутніх нових ливарних заводах.

Хоча цей ризик і є серйозним, його не слід переоцінювати.

По-перше, зусилля щодо дублювання всього технологічного стеку, інтелектуальної власності та технічної експертизи напівпровідникової галузі, що очолюється Заходом, є колосальним починанням. Тож, хоча це, ймовірно, певною мірою досягне успіху, все одно знадобиться час, щоб наздогнати екосистему, на створення якої знадобилося понад 60 років і яка досі швидко впроваджує інновації.

По-друге, широта спектру діяльності Applied Materials є ще одним захистом. Тож, хоча прорив у сфері EUV може створити проблеми для монотехнологічної компанії, такої як ASML, Applied Materials, ймовірно, все ще буде лідером у багатьох технологіях через 10-20 років, що робить її найкращим вибором для всіх ливарних заводів у нейтральних країнах.

Зрештою, масштаб встановленої бази Applied Materials означає більший грошовий потік для досліджень і розробок і перемогу в остаточній ціновій війні з китайськими конкурентами. Тож навіть якщо технологія компанії більше не є унікальною, далеко не факт, що її давня комерційна перевага не виявиться достатньою перевагою для ливарних заводів з Китаю.

Фінанси: Зростання, Маржа, Дохідність капіталу

Зростання доходів Applied Materials здебільшого зумовлене сегментом напівпровідників, хоча в довгостроковій перспективі це може призвести до зростання і в сегменті послуг.

Операційна рентабельність загалом була стабільною в основних сегментах і зростала в сегменті дисплеїв.

джерело: Applied Materials

Протягом багатьох років компанія постійно збільшувала свої дивіденди, з чистим прискоренням у 2018 році, а дивіденди за 2024 рік майже у 5 разів перевищили рівень 2017 року.

джерело: Applied Materials

Компанія також викуповує акції, зменшивши кількість акцій, що перебувають в обігу, з 2014 року.

джерело: Applied Materials

Висновок

Applied Materials — це компанія, що займає важливе місце в глобальній екосистемі напівпровідників, ключове обладнання якої присутнє на кожному етапі процесу перетворення піску (кремнію) на складне гравіювання на нанорівні, що утворює передові комп'ютерні чіпи.

Компанія отримає вигоду від кількох довгострокових тенденцій, таких як переміщення виробництва напівпровідників у США, зростання попиту з боку штучного інтелекту та Інтернету речей, а також глобальна тенденція до посилення цифровізації та електрифікації.

Зрештою, вона також має хороші можливості для подолання конкурентних загроз, зокрема з боку нових китайських конкурентів, підтриманих субсидіями та національними стратегічними інтересами Китаю.

Останні новини та події щодо акцій Applied Materials (AMAT)