ASML. În bătălia chipurilor, Europa are un as23 min read

Europa a pierdut multe trenuri tehnologice, dar are o companie fără de care inovarea s-ar desfășura mult mai lent.

În 1984, corporațiile olandeze Phillips și ASM au creat un joint venture, compania Advanced Semicondcutor Materials Lithography (ASML), cu sediul în Veldhoven, Țările de Jos, pentru a investi în unul din domeniile tehnologice care începea să ia avânt: aparate care pot fabrica semiconductori, adică cipurile din majoritatea dispozitivelor electronice.

În doar cinci ani, noua compania devenise deja furnizorul principal al lui Micron, cel mai mare producător de memorii și hard-diskuri al vremii, iar în 2002, după achiziția unui competitor american, era cel mai mare producător de aparate pentru cipuri de pe piață.//„How ASML took over the chipmaking chessboard”, technologyreview.com //

Mai bine de patru decenii mai târziu, ASML este nu doar cea mai valoroasă companie tech din Europa, dar este și cea mai importantă monedă pe care Uniunea Europeană o are într-un peisaj economic global tot mai beligerant. Ceea ce e mai important este că această companie are un rol cheie în cursa tehnologică dintre Statele Unite și China.

Mașină de fotolitografie EUV asamblată la o facilitate ASML.

O rotiță cheie pentru deviceurile moderne

Deși ocupă un segment crucial în zona semiconductorilor, ASML nu produce direct semiconductorii. Compania olandeză construiește mașinării care sunt esențiale în producția acestora – mașinile de fotolitografie.

La bază, un cip este format //„How microchips are made”, asml.com // din bucăți foarte subțiri de silicon, numite „wafere”, pe care sunt inserate circuitele cu miliarde de tranzistori folosiți în procesoarele, memoriile sau sistemele integrate moderne.

Legea lui Moore, invocată des când se vorbește despre avansul tehnologiei electronice, spune că numărul de tranzistori folosiți în circuite se dublează odată la fiecare doi ani. Iar mai mulți tranzistori înseamnă o putere de procesare mai mare.

Însă, pentru a nu crește enorm costurile de fabricație și cerințele de putere electrică, în loc să fie produse cipuri de dimensiuni mai mari, se poate mări densitatea tranzistorilor pe wafere. Pentru a îndesa cât mai mulți tranzistori pe un wafer, trebuie imprimate pe ele modele cât mai mici și mai precise ale circuitelor.

Asta fac mașinile de fotolitografie: ele pun pe wafere modelele pe care, ulterior, prin diverse tehnici, sunt gravate circuitele cu tranzistori.

Metoda folosește un material numit fotorezist, care este extrem de sensibil la lumina ultravioletă. Waferele sunt trecute prin fotorezist, iar apoi mașinile de fotolitografie concentrează lumină UV asupra lor, prin matrițe care au forma circuitelor dorite. Zeci sau sute de straturi de wafere sunt adăugate pentru a crea cipul final.

Wafer ajuns în faza de gravare. TSMC

Cu răbdarea faci și monopolul

Chit că există mai multe etape necesare pentru producerea semiconductorilor, cea de fotolitografiere este crucială pentru crearea unor cipuri cât mai performante și eficiente.

Mașinile de fotolitografie trebuie să concentreze, prin matriță, lumină UV de mare intensitate cu lungimi de undă cât mai mici. Cu cât mai mică este lungimea de undă a luminii aplicate, cu atât e mai mare rezoluția matrițelor, ceea ce permite imprimarea unor circuite mai complexe, cu  tranzistori mai mici.

Aici, ASML are un avantaj-cheie. Este singura companie din lume care a reușit să dezvolte tehnica de litografie cu raze ultraviolete extreme (EUV),//„EUV lithography systems”, asml.com // pe care o folosește încă din 2018. Asta îi permite să concentreze, pe matrițe, lumină cu o lungime de undă de doar 13,5 nanometri.

Spre comparație, metoda anterioară de fotolitografie, cea cu raze ultraviolete adânci (DUV), are o lungime de undă minimă de 193 de nanometri – și doar în cele mai performante mașini de acest tip.

E drept, diferența dintre cele două standarde nu este chiar de peste zece ori mai mare în ceea ce privește acuratețea. Iar unele din procesele de fabricare cu EUV pot fi recreate, în continuare și pe mașini DUV – dar costurile sunt mai mari.// De exemplu, pentru a trece peste limitele de rezoluție a tehnologiei, același wafer poate fi litografiat de mai multe ori, semiengineering.com // În fapt, multe linii de producție integrează un sistem hibrid între cele două tipuri de mașinării, iar DUV-ul este preferat, în continuare, pentru cipurile cu necesități mai mici de performanță (precum cele din electronicele auto).

La vârf însă, pe baza tehnologiei EUV,  marii producători de cipuri – Intel, Samsung și TSMC –  cresc densitatea tranzistorilor, de la un an la altul, într-un ritm ce pare a respecta legea lui Moore.//„ The State of the Transistor in 3 Charts”, ieee.org //

ASML

De ce așa de greu să ai competiție?

Controlul EUV nu e singurul atu al ASML. Compania are și cele mai multe linii de producție ale mașinilor de tip DUV, ceea ce-i dă o cotă de piață de peste 80%//„ Is ASML Stock Poised to Outperform the Market?”, nasdaq.com // în industria mai largă a litografiei – practic, ASML e un cvasimonopol. Și e un monopol extrem de dificil de stricat.

Mașinile de fotolitografie EUV sunt prin cele mai complexe mașinării de pe planetă. Ele sunt alcătuite din peste 100.000 de piese separate și cântăresc între câteva zeci și sute de tone – mai mult decât greutatea unui avion de linie. Fiecare mașinărie EUV costă peste 100 de milioane de euro.

Unul dintre atuurile  ASML este fiabilitatea; în 2022, compania susținea că 96% din toate mașinile de fotolitografie pe care le-a vândut în ultimele trei decenii sunt în continuare în uz.//„ASML is the only company making the $200 million machines needed to print every advanced microchip. Here’s an inside look”,  cnbc.com //

Chiar și atunci când o astfel de mașină se strică, durata de viață este prelungită semnificativ cu piese de schimb, asigurate, bineînțeles, tot de ASML, care deține uzine unde recondiționează sau reciclează piese din mașinile uzate. //„Revitalization through refurbishment”, asml.com //

Dezvoltarea și cercetarea unor dispozitive atât de complexe nu este deloc ușoară. Tehnologia EUV a fost dezvoltată pe parcursul a 17 ani și a „mâncat” în jur de 9 miliarde de dolari (spre comparație, întreg proiectul telescopului spațial James Webb a costat 10 miliarde de dolari). Cu atâtea resurse băgate în partea de cercetare, ASML își apară investițiile și cu un număr mare de patente – în jur de 15.000 pentru o varietate de tehnologii, multe dintre ele legate sau adiacente fotolitografiei.//„EUV Lithography in Semiconductor Manufacturing”, wiot-group.com //

Iar ASML continuă să-și păstreze avantajul în domeniu, prin dezvoltarea unor variante tot mai precise ale mașinilor sale. Cele mai recente sunt mașinile EUV cu apertură numerică ridicată, sau High NA EUV, //„ This Machine Could Keep Moore’s Law on Track”, ieee.org // care pot litografia elemente de până la 8 nm și cresc numărul de wafere care pot fi procesate pe oră, față de versiunile anterioare, de la 170 până la 220.

Anul trecut, Intel, în încercarea de a recupera din decalajul față de TSMC și Samsung, a cumpărat toate mașinile de acest tip produse de compania olandeză.

Mașină de litografie DUV. ASML

Triunghiul SUA-China-Țările de Jos

Poziția dominantă a celor de la ASML într-un domeniu critic n-are cum să nu atragă compania în disputele geopolitice globale în care tehnologia joacă un rol tot mai pronunțat.

Din cauza faptului că face parte din lanțul de producție al unor tehnologii sensibile – cele mai avansate cipuri produse cu mașinăriile ASML sunt folosite și în aplicații militare – compania olandeză are nevoie de licențe de export din partea guvernului de la Haga pentru a le vinde în state care nu sunt aliate Țărilor de Jos.

În 2018, atunci când ASML a început să comercializeze mașinile EUV, guvernul Țărilor de Jos nu a oferit licență pentru exportul acestora în China, la presiunea administrației Trump – care tocmai începuse războiul comercial cu Beijingul. Ulterior, s-a aflat că administrația Trump a făcut presiuni serioase pentru o interdicție totală a exporturilor ASML către China.//„Trump administration pressed Dutch hard to cancel China chip-equipment sale – sources”, reuters.com //

De atunci, guvernul olandez a retras licențele chiar și pentru unele dintre aparatele mai avansate pe bază de DUV,//„ASML shares dip after Netherlands pulls licence for some China exports”, reuters.com // pentru a se alinia restricțiilor impuse Chinei de Statele Unite.

Asta a însemnat însă pierderi financiare, deoarece China este principala piață pentru ASML. Majoritatea aparatelor DUV pe care le produce compania olandeză nu au restricții export, iar, mai ales după pandemie, vânzările către China au crescut exponențial – în 2024, de exemplu acestea aduceau aproape jumătate din încasările totale ale companiei olandeze.//„ASML expects growth in 2026, US-China row to continue, CEO says”, reuters.com //

Motivul principal al restricțiilor este că astfel de mașinării pot fi folosite de China pentru a produce cipuri pentru tehnologii militare, dar există și temerea că unele dintre exporturile companiei ar putea ajuta efortul Beijingului de a-și crea propriile tehnologii de fotolitografie.

Asta pentru că ASML vinde o cantitate importantă de instrumente și softuri adiacente procesului de gravare al cipurilor, precum instrumente de măsurare și validare extrem de precisă a materialelor semiconductoare. În decembrie 2024, Statele Unite a trecut astfel de produse pe lista restricțiilor anti-China.//„ASML not changing guidance after new US crackdown on China chip exports”, reuters.com //

Temerile americane au fost puse sub semnul întrebării de oficialii ASML, precum noul CEO Christophe Fouquet, care spunea, într-un interviu din decembrie 2024 pentru Handesblatt,//„China hinkt bei den Chips zehn Jahre hinterher”,  handesblatt.com // că Beijingul are în continuare un decalaj de 10-15 ani în materie de tehnologii de fabricare al cipurilor, față de Statele Unite.

Iar compania a anunțat că recent, în ciuda restricțiilor, își va continua planul de a deschide un centru de recondiționare al pieselor de la mașinării uzate, în Beijing, anul acesta.//ASML will open Beijing facility despite US sanctions on China”, theregister.com //

Asta nu înseamnă că ASML nu a avut probleme cu spionajul industrial chinezesc. În 2023, un fost angajat din China a furat date tehnice confidențiale, după care ar fi fost cooptat de Huawei. //„Ex-ASML Staff Accused of Theft Went to Work for Huawei, NRC Says”, bloomberg.com //

Tot în același an, compania chineză a lansat un nou model de telefon, Pura 70, despre care  o firmă de cercetare independentă a anunțat că folosea un procesul de 7 nm,//„ What Does Huawei’s Homemade Chip Really Mean for China’s Semiconductor Industry?”, thediplomat.com // mult mai evoluat față de capabilitățile cunoscute ale producătorilor chinezi de semiconductori de la acea vreme.

Anul acesta, au apărut chiar și informații care susțin că o echipă de cercetare de la Institutul de Tehnologie Harbin ar fi creat un prototip de mașină EUV,//„How China’s award-winning EUV breakthrough sidesteps US chip ban”, scmp.com // cu o tehnologie complet diferită față de cea patentată de ASML, ce poate concentra lumina UV la 13,5 nm. E adevărat, fără o inspecție independentă, este imposibil de spus cât adevăr se află în spatele anunțului – sau dacă prototipul poate fi scalat pentru producție în masă.

Și revenirea la putere a lui Donald Trump în Statele Unite a complicat lucrurile. Fostul președinte Joe Biden a fost un susținător aprig al legii CHIPS, prin care se investeau zeci de miliarde de dolari în  linii de producție de semiconductori, în Statele Unite. Care ar fi necesitat, evident, mașini de litografiere de la ASML.

Trump, în schimb, a atacat de nenumărate ori această lege și pune presiune pe Congresul SUA să o abroge, pe motiv că necesită investiții masive.//„Trump’s Call to Scrap ‘Horrible’ Chip Program Spreads Panic”, nytimes.com // Noul președinte american preferă să folosească arma sa preferată, tarifele. El a amenințat, în ianuarie, că va pune chiar și tarife de 100% pe semiconductorii din Taiwan, pentru a forța marii producători de acolo să-și deschidă facilități în Statele Unite.

ASML

Dans în nanometri

În ciuda eforturilor cele mai aprige a actualei administrații SUA de a-și antagoniza toți aliații care îi erau apropiați acum patru luni, ASML încă nu a intrat în vizorul lui Trump sau al aghiotanților săi de la Casa Albă.

E drept, nici Uniunea Europeană nu s-a grăbit, încă, să arunce ASML în discuțiile despre represalii la un eventual război al tarifelor.

Este ASML păstrată ca piesă de negociere pentru cele mai tensionate dispute cu Casa Albă? Sau, poate, chiar ca backup pentru o posibilă apropiere de China, în scenariul negru al înghețării relațiilor transatlantice?

Probabil singurul lucru clar, atât la Washington, cât și la Beijing, Bruxelles și Veldhoven, e că posibilitatea de a alege cine poate produce cea mai avansată tehnologie electronică poate schimba tot peisajul tehnologic și militar din viitorul apropiat.