Nhân viên lắp ráp máy quang khắc ASML NXT1970Ci tại nhà máy ASML Holding NV ở Veldhoven, Hà Lan.
Với giá trị thị trường khoảng 350 tỷ đô la, ASML có trụ sở chính tại Hà Lan là một công ty khai thác công nghệ ít được biết đến, nhưng hiện nay lại đang được thiết lập để tiếp tục phát triển theo nhu cầu không giới hạn về chất bán dẫn.
Công ty 37 tuổi, có hơn 31.000 nhân viên, là công ty duy nhất trên thế giới có khả năng chế tạo những máy móc rất phức tạp cần thiết để sản xuất những con chip tiên tiến nhất.
Những chiếc máy này, có giá khoảng 140 triệu đô la mỗi chiếc, chiếu những chùm ánh sáng đặc biệt hẹp lên các tấm silicon đã được xử lý bằng hóa chất “cản quang”. Các hoa văn phức tạp được tạo ra trên tấm wafer nơi ánh sáng tiếp xúc với các chất hóa học, được trang trí cẩn thận trước đó.
Quá trình này, dẫn đến sự hình thành của các bóng bán dẫn quan trọng nhất, được gọi là kỹ thuật in thạch bản. Bản thân các máy này được gọi là máy in thạch bản cực tím, hoặc máy EUV.
Không phải mọi hệ thống in thạch bản mà ASML tạo ra đều có khả năng in thạch bản cực tím (EUV). EUV là công nghệ mới nhất của công ty đã giới thiệu cho sản xuất số lượng lớn cách đây vài năm. DUV (tia cực tím sâu) hiện vẫn là "cỗ máy chính" của ngành công nghiệp.
ASML bán các máy EUV tương đối hiếm cho một số gã khổng lồ sản xuất chip bao gồm TSMC, Samsung và Intel. Theo báo cáo, mỗi chiếc máy có hơn 100.000 thành phần và cần 40 container hàng hóa hoặc 4 máy bay phản lực jumbo để vận chuyển. Năm ngoái, ASML chỉ bán được 31 thiết bị khổng lồ này, theo báo cáo tài chính của công ty. ASML đã bán được tổng cộng hơn 100 chiếc.
Chính quyền Trump thậm chí còn gây áp lực buộc chính phủ Hà Lan ngừng bán máy cho khách hàng Trung Quốc, Reuters đưa tin vào năm ngoái. Do đó, các nhà sản xuất chip Trung Quốc đã không thể tạo ra những con chip tiên tiến nhất. Chính quyền Biden không có dấu hiệu đảo ngược lập trường của Trump.
Chris Miller, trợ lý giáo sư tại Trường Luật và Ngoại giao Fletcher thuộc Đại học Tufts, nói rằng các nhà sản xuất chip muốn sử dụng bước sóng ánh sáng hẹp nhất có thể trong kỹ thuật in thạch bản để họ có thể lắp nhiều bóng bán dẫn hơn vào mỗi miếng silicon.
Bóng bán dẫn là một trong những thành phần cơ bản của thiết bị điện tử hiện đại và chúng cho phép dòng điện chạy quanh mạch. Nói chung, bạn càng lắp được nhiều bóng bán dẫn vào chip thì chip đó càng mạnh và hiệu quả.
Miller, người đang trong quá trình viết sách về lịch sử ngành công nghiệp bán dẫn cho biết: “Ánh sáng EUV mà các công cụ tiên tiến nhất của ASML sử dụng có bước sóng 13,5 nanomet, cho phép bạn chạm khắc các hình dạng cực nhỏ trên tấm silicon.
Miller cho biết thêm, chip của TSMC trong những chiếc iPhone mới nhất của Apple, được tạo ra từ các máy EUV của ASML, có khoảng 10 tỷ bóng bán dẫn.
Ngoài in thạch bản, có một số quy trình sản xuất khác phải được hoàn thành trước khi một con chip sẵn sàng để xuất xưởng. Miller cho biết: “Cuối cùng những gì bạn đang cố gắng làm là xây dựng các cấu trúc trên silicon bằng cách sử dụng hỗn hợp các vật dụng khắc và lắng đọng các chất hóa học mới vào nó.
Gương và tia laze
Do không ai khác có thể tạo ra các máy EUV phù hợp để sản xuất hàng loạt, ASML có vị trí độc quyền trong phân khúc này và không có dấu hiệu cho thấy bất kỳ ai sẽ bắt kịp.
Peter Hanbury, một nhà phân tích chất bán dẫn tại Bain & Co, cho biết: “ASML đóng vai trò hết sức quan trọng đối với toàn bộ hệ sinh thái bán dẫn". Và, “Theo một số cách, nó cũng quan trọng như TSMC.”
Ông nói thêm: “Những con chip ở ngưỡng có nhu cầu cao, bắt đầu từ 5 nanomet, và có thể sẽ tiếp tục trong một thời gian rất dài, sẽ phụ thuộc nhiều vào thiết bị ASML.”
Các nhà phân tích chất bán dẫn tin rằng sẽ mất khoảng một thập kỷ và hàng tỷ đô la để một công ty khác đạt được giai đoạn mà nó có thể bắt đầu cạnh tranh với ASML.
Miller cho biết: “ASML có khoảng 4.000 nhà cung cấp mà họ biết và các nhà cung cấp của họ cũng có các nhà cung cấp.
Một số thành phần chính trong máy EUV của ASML đặc biệt khó chế tạo. Ví dụ, những tấm gương được sản xuất bởi công ty Zeiss của Đức hợp tác với ASML và chúng là những cấu trúc phẳng nhất mà con người từng tạo ra.
Miller nói: “Bản thân những cấu trúc này là những tuyệt tác của kỹ thuật. So với gương bình thường, chúng phản chiếu tương đối, điều này rất quan trọng vì các nhà sản xuất chip không muốn các photon bị mất đi trước khi chùm ánh sáng tiếp xúc với tấm mỏng của chúng.
Tuy nhiên, phần khó nhất của máy EUV là nguồn sáng, đã trải qua một chặng đường dài trong những năm qua. Miller nói: “Về mặt lịch sử, họ [các nhà sản xuất chip] chỉ sử dụng bóng đèn vào những năm 60 và 70. “Bóng đèn không phát ra ánh sáng cực tím và rất khó để có đủ năng lượng [hoặc] đủ photon được phát ra.”
Nguồn sáng trong máy EUV của ASML phát ra những quả bóng nhỏ bằng thiếc, rộng khoảng 30 micromet, được phát nổ hai lần bởi tia laser carbon dioxide mạnh nhất thế giới. Vụ nổ đầu tiên "chuẩn bị sẵn sàng" và xung thứ hai, mạnh hơn biến nó thành plasma có nhiệt độ 400.000 độ F, Miller nói.
Miller nói: “Nếu bạn muốn, plasma thiếc đã nổ này sẽ phát ra các photon của ánh sáng cực tím. "Quá trình này hoạt động mất 30 năm".
Máy in thạch bản của ASML chủ yếu được sản xuất tại một cơ sở ở Hà Lan, nhưng cũng có một cơ sở ở Connecticut, nơi một số mô-đun được sản xuất. Sau đó, các mô-đun được gửi đến trụ sở chính của ASML ở Veldhoven, một thị trấn của Hà Lan, nơi sinh sống của khoảng 45.000 người và hàng nghìn nhân viên ASML, để lắp ráp hoàn chỉnh.
Miller nói: “Đó là một quá trình điên rồ để vận chuyển chúng. Sau đó, cần một quá trình học hỏi lớn để bắt đầu và vận hành chúng vì máy móc rất phức tạp. Chúng không giống như một cái kệ ngoài giá, cắm vào, bật nó lên và sử dụng. Bạn cần có khả năng đào tạo đội ngũ nhân viên đang vận hành chúng”.
Miller cho biết, bên trong xưởng đúc chip, nơi máy móc được triển khai, các nhân viên của ASML thực hiện giám sát và tinh chỉnh máy móc bất cứ khi nào cần thiết. “Chỉ có vài chục máy này đang hoạt động trên toàn thế giới. Họ vẫn đang tìm hiểu cách chúng thực sự hoạt động. ”
Doanh số bán hàng sắp bùng nổ?
Nhu cầu về máy EUV của ASML và máy DUV do công ty sản xuất đang tăng cao khi các nhà sản xuất chip cố gắng vượt qua cuộc khủng hoảng nguồn cung chip toàn cầu.
Vào tháng 9, ASML cho biết họ dự kiến sẽ bùng nổ doanh số trong thập kỷ tới. Họ tin rằng doanh thu hàng năm sẽ đạt 24-30 tỷ euro vào năm 2025, với tỷ suất lợi nhuận gộp lên đến từ 54% đến 56%. Dự đoán cao hơn đáng kể so với phạm vi 15-24 tỷ euro mà công ty đã dự đoán trước đó.
“Chúng tôi nhìn thấy những cơ hội tăng trưởng đáng kể sau năm 2025”, công ty cho biết. Đồng thời họ dự kiến công ty sẽ đạt được tốc độ tăng trưởng doanh thu hàng năm khoảng 11% trong giai đoạn 2020-2030.
ASML cho biết “xu hướng lớn toàn cầu trong ngành công nghiệp điện tử” cùng với “một hệ sinh thái đổi mới mạnh mẽ và có lợi nhuận cao” được kỳ vọng sẽ tiếp tục thúc đẩy tăng trưởng trên thị trường bán dẫn, vốn đang chống chọi với tình trạng thiếu chip toàn cầu. Họ cho biết thêm rằng sự tăng trưởng trong thị trường chất bán dẫn và “cường độ in thạch bản ngày càng tăng” đang thúc đẩy nhu cầu đối với các sản phẩm và dịch vụ của nó.
Trong 12 tháng qua, giá cổ phiếu của ASML trên sàn giao dịch chứng khoán của Amsterdam đã tăng từ khoảng 350 euro lên 772 euro vào ngày 19 tháng 11. Cổ phiếu được giao dịch ở mức cao nhất mọi thời đại vào thứ Sáu tuần trước.
Cổ phiếu được giao dịch trên Nasdaq của công ty đạt mức cao nhất trong 52 tuần là 895,93 đô la vào tháng 9 và giao dịch lần cuối ở mức 800 đô la.
Vào tháng 10, hai nhà đầu tư công nghệ, Ian Hogarth và Nathan Benaich, đã dự đoán rằng ASML sẽ trở thành công ty trị giá 500 tỷ USD vào cuối năm 2022.
Nhà đầu tư thiên thần Ian Hogarth nói: “Mọi người tìm kiếm alpha khi đầu tư vào xu hướng chất bán dẫn ngày càng quan trọng hơn đối với chuỗi cung ứng toàn cầu, thì [ASML] này có vẻ như là một ứng cử viên sáng giá".
Một trong những người hưởng lợi chính từ thành công tài chính của ASML là Baillie Gifford có trụ sở chính tại Edinburgh, nắm giữ cổ phần đáng kể trong công ty và coi đây là một trong những cá cược chính của mình.
Miller cho biết có rất nhiều lý do để mong đợi doanh số bán hàng của ASML tiếp tục tăng. Ông nói: “Hiện tại, chúng tôi mới chỉ đang ở giai đoạn đầu với EUV”, đồng thời cho biết thêm rằng các máy EUV mới chỉ được sử dụng trong sản xuất số lượng lớn trong một vài năm. Trong thời gian đó, chúng đã được sử dụng để giúp tạo ra hàng trăm triệu chip, nhưng hầu hết các khách hàng chính của ASML chỉ mới bắt đầu triển khai EUV một cách nghiêm túc, theo Miller.
ASML cũng không định ngủ quên trên chiến thắng mãi. Công ty đang có kế hoạch phát hành một máy thế hệ tiếp theo có tên là High-NA, viết tắt của khẩu độ số cao, vào khoảng năm 2025. Miller cho biết: “Nó sẽ cho phép khắc chi tiết hơn trên các chip silicon” và nói thêm rằng Intel đã ký một thỏa thuận độc quyền (và có thể là rất đắt) để có được những chiếc máy High-NA đầu tiên.
Miller nói: “Trừ khi bạn nghĩ rằng nhu cầu về sức mạnh máy tính của chúng ta sẽ trì trệ hoặc giảm sút, điều này có vẻ không phải là một sự đặt cược an toàn, tôi nghĩ rằng doanh thu của ASML sẽ tiếp tục tăng lên”.