Niederlande, nicht nur ASML

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 Niederlande, nicht nur ASML

ASML, der Overlord vonLIthographieMMaschinen,Stands Aus

Als Juwel der niederländischen Halbleiterindustrie nimmt ASML eine Schlüsselposition im Bereich der globalen Herstellung von Halbleiterausrüstung ein. ASML ist der größte Exporteur der Niederlande, der größte Technologiearbeitgeber der Niederlande und der weltweit größte Hersteller von Chipausrüstung. Dies liegt vor allem an den Lithografiemaschinen von ASML. Am 24. September 2024 hatte ASML eine Marktkapitalisierung von 322,9 Milliarden US-Dollar. Im Jahr 2023 erreichte ASML im Gesamtjahr einen Nettoumsatz von 27,6 Milliarden Euro, mit einer Bruttomarge von 51,3 % und einem Nettogewinn von 7,8 Milliarden Euro.

Die Lithographie ist ein unverzichtbarer Schlüsselschritt in der heutigen Chipindustrie, und fortschrittliche Lithographiemaschinen gelten als „Kronjuwel“ in der Industrie zur Herstellung von Geräten für integrierte Schaltkreise. Die Lithographiemaschine ist hauptsächlich dafür verantwortlich, das Layout des integrierten Schaltkreises genau auf den Wafer zu projizieren. Die Lithografiemaschine ist ein System, das Präzisionsoptik, Präzisionsmechanik, Automatisierungssteuerung und Softwareentwicklung integriert und nicht nur eine extrem hohe Belichtungsauflösung erreichen muss, sondern auch eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit und Positionierungsgenauigkeit aufweist.

Die Lithographie ist ein unverzichtbarer Schlüsselschritt in der heutigen Chipindustrie, und fortschrittliche Lithographiemaschinen gelten als „Kronjuwel“ in der Industrie zur Herstellung von Geräten für integrierte Schaltkreise. Die Lithografiemaschine ist hauptsächlich für die genaue Projektion des integrierten Schaltkreislayouts verantwortlich. Vor mehr als 30 Jahren wurde der gesamte Lithografiemaschinenmarkt von Nikon, dem US-amerikanischen GCA und Japan, monopolisiert. Heute, 30 Jahre später, gibt es in den USA fast keine Lithografiemaschinen mehr, und Nikon hinkt hinterher, aber die Lithografiemaschinen von ASML sind unschlagbar. Von fast nichts im Jahr 1984 bis zum unangefochtenen Marktführer bei Lithografiemaschinen hat ASML viele unerzählte Geschichten hinter sich.

In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts hatte ASML einen schwierigen Start. 1984 gründeten der Elektronikriese Philips und der Chipmaschinenhersteller Advanced Semiconductor Materials International (ASMI) ASM Lithography in einem undichten Schuppen neben dem Philips-Büro in Eindhoven, Niederlande. Im selben Jahr stellte ASML sein erstes System vor, den PAS 2000 Stepper. 1985 beschäftigte ASML 100 Mitarbeiter und bezog ein neues Büro und eine neue Fabrik in Feldhofen. 1986 stellte ASML den Stepper PAS 2500 vor und gründete im selben Jahr eine Partnerschaft mit ZEISS. Im Jahr 1988 begann Philips mit der Gründung einer Joint-Venture-Fabrik in Taiwan den Eintritt in den asiatischen Markt. Allerdings hatte ASML nur wenige Kunden und war nicht in der Lage, sich selbst zu ernähren, und was die Sache noch schlimmer machte, war sein Aktionär ASMI nicht in der Lage, ein hohes Investitionsniveau aufrechtzuerhalten und beschloss, sich zurückzuziehen. Die Situation in der globalen Elektronikindustrie hat sich verschlechtert, und Philips hat ebenfalls ein massives Kostensenkungsprogramm angekündigt. ASML steht auf dem Spiel. Schließlich überredete Philips-Vorstandsmitglied Henk Bodt seine Kollegen, eine letzte helfende Hand zu reichen.

In den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts war ASML auf dem richtigen Weg und ging offiziell an die Börse. In diesem Jahrzehnt stellte ASML die bahnbrechende Plattform PAS 5500 vor, die auch das „langlebigste“ Lithografiesystem von ASML ist. ASML stellt fest, dass mehr als 90 % der PAS 5500 immer noch in Produktionslinien in verschiedenen Segmenten aktiv sind und ihre Lebensdauer bis mindestens 2035 verlängert wird. PAS5500 war für ASML von Bedeutung, da es dazu beitrug, einen Großkunden von IBM zu gewinnen, der sich katapultierte Von einem Start-up, das weniger als ein Jahrzehnt alt war, bis hin zum Zweitplatzierten auf dem Markt in den 90er Jahren. Im Jahr 1995 wurde ASML eine völlig unabhängige Aktiengesellschaft, die an den Börsen von Amsterdam und New York notiert ist. Philips verkaufte beim Börsengang die Hälfte seiner Anteile und verkaufte die restlichen Anteile in den Folgejahren.

Frühe Werbung für das PAS 5500-System

(Quelle: ASML-offizieller WeChat)

In den 2000er Jahren entwickelten sich Immersionssysteme stark. ASML steigerte die Auflösung des Systems mit der Immersionstechnologie drastisch und steigerte die Produktivität mit der revolutionären zweistufigen TWINSCAN-Technologie erheblich. Im Jahr 2003 wurde die erste Tauchmaschine der Branche, der TWINSCAN AT:1150i, vorgestellt, gefolgt vom TWINSCAN XT:1250i, XT:1400i und im Jahr 2006 die erste Produktionsmaschine für Immersion, der XT:1700i. Im Jahr 2007 stellte ASML das Immersionssystem TWINSCAN XT:1900i vor, das mit 1,35 die höchste numerische Apertur der Branche aufweist.

Ab den 2010er Jahren führte ASML die EUV-Lithographietechnologie ein, die das Gesicht der Halbleiterindustrie erneut veränderte. Im Jahr 2010 wurde die erste EUV-Lithographiemaschine, der TWINSCAN NXE:3100, an eine Forschungseinrichtung eines asiatischen Chipherstellers geliefert. Im Jahr 2013 wurde das EUV-System NXE:3300 der zweiten Generation und im Jahr 2015 das EUV-System NXE:3350 der dritten Generation eingeführt. Im Jahr 2016 erreichte die EUV-Lithographie einen Wendepunkt, als Kunden begannen, Massenbestellungen für das erste serienreife System von ASML, das NXE: 3400, aufzugeben. Das NXT1970Ci und das NXT1980Di wurden zu den tragenden Säulen der Chipindustrie.

Quelle: Offizielle ASML-Website

Zu Beginn der 2020er Jahre konnte niemand vorhersagen, vor welchen Herausforderungen die Welt zu Beginn des neuen Jahrzehnts stehen würde. Aber ASML schreitet weiterhin furchtlos voran. Anfang 2020 trat EUV in die Massenproduktion ein und ASML lieferte 100 EUV-Systeme aus. Im Dezember 2023 lieferte ASML die ersten Module des ersten High-NA EUV-Lithographiesystems, des TWINSCAN EXE:5000, an Intel, was einen bedeutenden Fortschritt in der hochmodernen Chipherstellung darstellen wird.

Dieses Jahr markiert den 40. Jahrestag von ASML, das stets auf Innovation bestand, ständig technische Engpässe überwindet und seit 40 Jahren herausragende Beiträge zur Entwicklung der globalen Halbleiterindustrie leistet. Derzeit arbeitet ASML aktiv an der Strategie der „Panoramalithographie“, um den immer komplexeren Anforderungen der Chipherstellung gerecht zu werden.

Der ALD-Ausrüstungsriese ASMI hat eine längere Geschichte

Tatsächlich gibt es in den Niederlanden vor ASML ein altes Halbleiterausrüstungsunternehmen, ASM International NV (Abkürzung: ASM), die Muttergesellschaft von ASML, die wir oben erwähnt haben, und Philips.

ASM wurde 1968 gegründet und blickt auf eine 55-jährige Geschichte zurück. ASM war zunächst auf dem Ofenbeschichtungsmarkt tätig und begann Anfang der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts mit der Produktion dieser Geräte in den Niederlanden.

Seitdem ist ASM weltweit weiter gewachsen. Mitte des 20. Jahrhunderts wurde ASMPT in Hongkong gegründet und entwickelte sich zum Marktführer für Back-End-Halbleitermontage- und Verpackungsausrüstung. ASM hat seine Mehrheitsbeteiligung an ASMPT im Jahr 2013 veräußert, behält aber bis heute eine Minderheitsbeteiligung. ASM United States wurde ebenfalls in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts gegründet und stellt heute hauptsächlich Epitaxiegeräte her. In den frühen 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde ASM Japan gegründet und legte den Grundstein für die heutigen Plasma-CVD-Produkte. Anschließend gründete ASM Mitte des 20. Jahrhunderts ein Joint Venture mit Philips zur Entwicklung der Lithografietechnologie, das heute ASML heißt. ASM verkaufte 1988 seinen Anteil an ASML.

ASM ist in 16 Ländern vertreten, sodass ASM gewissermaßen bereits ein globales Unternehmen ist.

Der Schwerpunkt von ASM liegt auf ALD (Atomic Layer Deposition) und Epitaxie. Das ALD-Geschäft ist der Trumpf von ASM. Mit einem Weltmarktanteil von über 55 % ist ASM absoluter Marktführer im ALD-Bereich. ALD ist die fortschrittlichste Abscheidungsmethode auf dem Markt zur Herstellung ultradünner Filme mit hervorragender Materialqualität, Gleichmäßigkeit und konformer Beibehaltung. ALD ist auch eines der am schnellsten wachsenden Segmente des Fab-Equipment-Marktes, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10 bis 14 % zwischen 2022 und 2027.

Die Siliziumepitaxie ist die zweitgrößte Produktlinie von ASM, und das Geschäft mit der Siliziumepitaxie (Si Epi) wächst stetig, wobei ASM bis 2025 einen Marktanteil von mindestens 30 % anstrebt. In den letzten Jahren hat ASM durch Fusionen und Übernahmen auch eine besetzt relativer Nischenmarkt im Bereich Vertikalöfen und PECVD.

Quelle: Finanzbericht von ASM

ASM profitiert auch von der Entwicklung fortschrittlicher Prozessknoten. In den letzten Jahren ist der Umsatz von ASM kontinuierlich gewachsen, von 1.284 Millionen Euro im Jahr 2019 auf 2.634 Millionen Euro im Jahr 2023. 84 % des Umsatzes entfielen auf den Verkauf von Geräten, 16 % auf Ersatzteile und Dienstleistungen.

In der zweiten Hälfte des Jahres 2023 erhielt ASM bedeutende Aufträge für die ersten GAA-Pilotlinienaktivitäten, und das Unternehmen ist davon überzeugt, dass GAA einen wichtigen Wendepunkt für das Unternehmen darstellt, da die komplexeren Gerätearchitekturen von GAA den Bedarf an ALD erhöhen werden, wie z. B. mehr Dipol- und Austrittsarbeitsschichten im Vergleich zu früheren Technologieknoten. Siliziumepitaxie (Si Epi) ist auch eine Schlüsseltechnologie für GAA, mit der Nanoblätter hergestellt werden, die den Kern eines Transistors bilden.

ASM geht davon aus, dass die Einführung von 2 nm/GAA in der Großserienfertigung (HVM) das Umsatzwachstum im Logik-/Foundry-Umsatz im Jahr 2025 deutlich vorantreiben wird. Die GAA 2 nm-Technologie wird voraussichtlich bis 2025 in der Hochserienfertigung Einzug halten und ein wesentlicher Treiber für ASM sein. Es wird erwartet, dass bis 2027 die Logik-/Foundry-Ausgaben für GAA-Knoten mehr als 40 % des gesamten WFE-Marktes ausmachen werden. Und ASM ist in einer stärkeren Position als je zuvor.

Neu ist die Misch- und Klebetechnik: BESI

BE Semiconductor Industries NV (Besi) wurde im Mai 1995 gegründet und ist ein Unternehmen für Halbleiterverpackungsausrüstung mit Hauptsitz in Duevenn, Niederlande. Der niederländische Gerätehersteller hat die Aufmerksamkeit des Marktes und der Investoren durch seine Hybrid-Bonding-Geräte erregt, die auf KI basieren. Im Laufe des Jahres 2023 ist der Aktienkurs von Besi um 141 % gestiegen (von 56,56 € im Jahr 2022 auf 136,45 € Ende 2023), was Besi zu einem der am höchsten bewerteten Unternehmen im europäischen Technologiesektor macht.

Eine Momentaufnahme der Aktienkursbewegungen von BESI

Seit Jahresbeginn ist der Aktienkurs von BESI jedoch um weitere 27 % gefallen. Ein großer Teil davon ist auf eine neue Verordnung zurückzuführen: „JEDEC, die Standardisierungsorganisation, die den HBM4-Standard entwickelt hat, diskutiert ihre Absicht, die Gehäusedicke von HBM4 von 720 Mikrometer auf 775 Mikrometer zu lockern.“ „Wenn dieser Dickenstandard eingehalten wird, gibt es Branchenquellen, die besagen, dass die 16-Schicht HBM4 vollständig mit der vorhandenen Verbindungstechnologie realisiert werden kann. Dies bedeutet, dass keine Hybrid-Verbindungstechnologie erforderlich ist. Einzelheiten finden Sie unter „Ausrüstungsunternehmen“. „Eingeschüchtert“ von einer Neuigkeit“.

Nach dem aktuellen Entwicklungsfortschritt ist Hybridbonden weiterhin die zukünftige Entwicklungsrichtung der Branche. Dies ist im Auftragsbestand von Besi für Hybrid-Bonding-Geräte für das Jahr 2024 ersichtlich.

Am 9. Mai 2024 gab Besi bekannt, dass es von einem führenden Hersteller von Halbleiterlogik einen Auftrag über 26 Hybrid-Bondingsysteme erhalten hat. Bei dem Auftrag handelt es sich um die neueste Systemgeneration von Besi mit einer Positionierungsgenauigkeit von 100 nm. Die Auslieferung ist für das vierte Quartal 2024 und das erste Quartal 2025 geplant.

Richard W. Blickman, Präsident und CEO von Besi, kommentierte: „Der Gewinn dieses wichtigen Auftrags unterstreicht das Engagement des zweitgrößten Logikherstellers, die Hybrid-Bonding-Montagetechnologie für seine hochmodernen Rechenzentrumsanwendungen einzuführen. Dies trägt auch zur Bestätigung bei.“ die guten langfristigen Aussichten und die Roadmap für BESIs Hybrid-Bonding-Systeme für KI-bezogene Logik-, Speicher- und verbraucherbezogene Computeranwendungen im nächsten Jahrzehnt.

Der Umsatz von Besi belief sich im ersten Quartal 2{21}}24 auf 146,3 Millionen Euro und lag damit über der mittleren Schätzung. Der Rückgang um 8,3 % im Vergleich zum vierten Quartal 2023 war in erster Linie auf geringere Auslieferungen in den Endverbrauchermärkten High-Performance Computing und Automotive zurückzuführen, teilweise ausgeglichen durch höhere Auslieferungen von mobilen High-End-Anwendungen. Der Umsatz von Besi belief sich im zweiten Quartal auf 151,2 Millionen Euro, was einem Rückgang von 7 % gegenüber dem Vorjahr und einem Anstieg von 3,3 % gegenüber dem Vorquartal entspricht, was hauptsächlich auf höhere Lieferungen von Photonik- und 2,5D-Montageanwendungen zurückzuführen ist. Der Auftragseingang belief sich im zweiten Quartal auf 185,2 Millionen Euro, ein Anstieg um 45,0 Prozent gegenüber dem Vorquartal und um 64,5 Prozent gegenüber dem Vorjahr, was hauptsächlich auf das deutliche Wachstum bei 2,5D-Montagelösungen für Hybrid-Bonding-, Photonik- und Künstliche-Intelligenz-Anwendungen zurückzuführen ist, das teilweise durch die anhaltende Schwäche ausgeglichen wurde im Automobil-Endmarkt.

Ein AFM-Sondenunternehmen mit einem Wert von 1 Milliarde US-Dollar ist auf dem Vormarsch

Neben ASML, ASM und BESI ist Nearfield Instruments (kurz Nearfield) ein weiterer potenzieller Hersteller von Halbleiterausrüstung in den Niederlanden und wird von ausländischen Medien als Unternehmen mit einem künftigen Wert von 1 Milliarde US-Dollar gepriesen. Was sind also die Wettbewerbsvorteile von Nearfield?

Nearfield wurde im Januar 2016 gegründet und ist ein Unternehmen, das Mess- und Prozesskontrollgeräte für moderne Halbleiterfertigungsanlagen bereitstellt. Das Unternehmen hat ein automatisiertes 3D-Rastersonden-Messgerät mit hohem Durchsatz entwickelt. Es beinhaltet die Rasterkraftmikroskopie (AFM)-Technologie, die derzeit die genaueste und zerstörungsfreieste verfügbare Methode zur Optimierung und Überwachung anspruchsvoller CMP- und Ätzprozessschritte ist.

Im Dezember 2020 gab Nearfield die Auslieferung des ersten Quadra bekannt, eines Hochdurchsatz-Rastersondenmesssystems der ersten Generation für den 5-nm-Knoten und darunter. Entwickelt für die zerstörungsfreie dreidimensionale (3D) Inline-Messtechnik im Gerät. Das System ist von entscheidender Bedeutung für die Beschleunigung der Ausbeute in modernen Halbleiterfabriken und die Optimierung der Ausbeute bei der Großserienfertigung (HVM).

Automatisierte 3D-Rastersonden-Messgeräte mit hohem Durchsatz

(Quelle:Nearfield-Website)

Allerdings ist AFM-Sondenausrüstung ein ausgereifter und dominanter Markt. Bruker in den USA und Park Systems in Korea machen jeweils 20 % des AFM-Sondenmarktes aus. Seit der Einführung des ersten kommerziellen Systems in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts ist Bruker führend bei der Erweiterung der Möglichkeiten der Rasterkraftmikroskopie. AFM-Sonden sind jedoch ein Markt mit gutem Potenzial, und der weltweite AFM-Markt wird laut dem Branchenforschungsunternehmen MarketsandMarkets voraussichtlich von 540 Millionen US-Dollar im Jahr 2023 auf 631 Millionen US-Dollar im Jahr 2026 wachsen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,2 %. Einer der wichtigsten Trends, die sich auf den AFM-Sondenmarkt auswirken, ist die kontinuierliche Weiterentwicklung der Nanotechnologie. Da der Halbleiterherstellungsprozess immer ausgefeilter wird, wird mehr AFM-Sondenausrüstung erforderlich sein.

Im ausgereiften Markt der AFM-Sonden ist der Durchbruch nicht einfach, und es reicht nicht aus, sich auf „Nachahmungsmaschinen“ zu verlassen, man muss einen starken Wettbewerbsvorteil haben. Das könnten gute Nachrichten für Nearfield sein.

Laut Nearfield bietet die einzigartige Architektur des Quadra einen parallelen, unabhängigen Mehrkopfbetrieb und die Möglichkeit, extrem schnell und präzise zu positionieren und auszurichten. Quadras 100-fache Steigerung des Durchsatzes im Vergleich zu anderen automatisierten Einzelsonden-AFM-Messgeräten für Inline-Messanwendungen. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Abtastrate von Quadra den Kunden die Durchführung einer Inline-Prozessüberwachung und die Identifizierung von Chargen-zu-Chargen-, Wafer-zu-Wafer- und Intra-Wafer-Prozessvariationen. Quadra verfügt außerdem über einen einzigartigen neuen Bildgebungsmodus namens Feedforward Trajectory PlannerTM (FFTP), der es Quadra ermöglicht, zerstörungsfreie On-Board-Messungen von dichten Strukturen mit hohem Seitenverhältnis im Speicher (1z und höher) und in Logikgeräten (3 nm und höher) durchzuführen ).

Nearfield hat in den letzten Jahren sicherlich an Dynamik gewonnen. Im Juli gab Nearfield bekannt, dass es eine Serie-C-Investition in Höhe von 135 Millionen Euro erhalten hat. Außerdem wurde die Leistung des Messsystems von Quadra erheblich gesteigert, und das Unternehmen gab kürzlich bekannt, dass es Bestellungen für mehrere Maschinen von „einem asiatischen Kunden“ erhalten habe. Laut Hamed Sadeghian, CEO von Nearfield Instruments, gibt es in der Branche Spekulationen, dass es sich bei dem asiatischen Kunden wahrscheinlich um Samsung handeln könnte.

„Wir freuen uns, einen Auftrag von einer der weltweit führenden modernen Fabriken in Asien zu erhalten, die ihre Kapazitäten weiterhin aggressiv ausbaut, um der wachsenden Nachfrage nach fortschrittlicher Ausrüstung wie HBM zur Unterstützung von KI-Anwendungen gerecht zu werden“, sagte er. Nearfield hat seinen Hauptsitz in Rotterdam und verfügt über Niederlassungen in Eindhoven (Niederlande) und Pyeongtaek (Korea).

Tatsächlich entspricht dies weitgehend den Anforderungen von Samsung. Samsung steht vor großen Problemen bei der Produktion von High-Bandwidth-Memory (HBM) und muss dringend mit SK Hynix mithalten. Laut Vishal Saroha von der Yole Group investiert Samsung derzeit mehr als SK Hynix in Hybrid-Bonding-Ausrüstung von Besi. Dies erklärt auch den Bedarf an AFM-Sonden. Hybridbonden erfordert sehr saubere Oberflächen und präzise dimensionierte Kupferkontakte. Infinitesima, Nearfield und Branchenkenner weisen darauf hin, dass Nachätzen und Nach-CMP (chemisch-mechanisches Polieren) die Hauptanwendungsbereiche für AFM-Sonden sind, was sie ideal für Hybridbonden in der HBM-Herstellung macht.

Wie ASML Mitte der {0}}er Jahre erlebte, war Samsung ein sehr anspruchsvoller Kunde. Einerseits liefert eine solche Beziehung viele Informationen, andererseits nimmt sie aber auch die ganze Aufmerksamkeit in Anspruch. Nearfield wird vor der Herausforderung stehen, Samsungs unvermeidlichen Bedarf an Individualisierung in Wettbewerbsfähigkeit umzuwandeln.

Wie ASML Mitte der {0}}er Jahre erlebte, war Samsung ein sehr anspruchsvoller Kunde. Einerseits bedeutet eine solche Beziehung, dass es für Nearfield möglicherweise nicht einfach ist, in ein paar Jahren die Höhe einer Bewertung von 1 Milliarde US-Dollar zu erreichen, und es reicht nicht aus, einen einzigen Kunden zu haben, und um diese Größenordnung zu erreichen, muss es sein Etwa die Hälfte der High-End-Käufer (wie TSMC, Samsung, Intel, SK Hynix und Micron) verfügen über eine installierte Basis.