ASML’s EUV lithography system is required for printing all the world’s most advanced semiconductors
ASML
Di kota Veldhoven, Belanda selatan, dekat perbatasan dengan Belgia, terdapat satu-satunya pabrik yang mampu merakit mesin revolusioner yang diandalkan oleh pembuat chip terbesar di dunia.
Litografi EUV adalah langkah paling mahal dalam membuat microchip canggih yang menggerakkan pusat data, mobil, dan iPhone. Mesin dibuat oleh hanya satu perusahaan: Litografi Bahan
Semikonduktor Lanjutan.
“ASML memiliki monopoli dalam pembuatan mesin litografi EUV, jenis peralatan litografi paling canggih yang diperlukan untuk membuat setiap chip prosesor canggih yang kita gunakan saat ini,” kata Chris Miller, asisten profesor di Fletcher School di Tufts University. “Mesin yang mereka produksi, masing-masing adalah salah satu perangkat paling rumit yang pernah dibuat.”
EUV adalah singkatan dari ultraviolet ekstrim, panjang gelombang cahaya yang sangat pendek yang dihasilkan ASML dalam jumlah besar untuk mencetak desain kecil dan kompleks pada microchip. Cahaya EUV dibuat dengan ledakan kecil timah cair yang terjadi pada kecepatan ekstrim dan kemudian memantul dari cermin Zeiss unik yang menurut ASML adalah permukaan paling datar di dunia. Sebagian kecil partikel cahaya EUV mencapai permukaan wafer silikon, di mana mereka mencetak desain sangat kecil yang menentukan apa yang akan dilakukan setiap chip.
Permintaan teknologi EUV ASML telah melonjak selama kekurangan chip global yang mengakibatkan pesanan kembali untuk produk mulai dari konsol PlayStation 5 hingga sedan Chevrolet Malibu. Harga saham perusahaan telah meroket lebih dari 340% sejak akhir 2018, membuat ASML lebih berharga daripada beberapa pelanggan utamanya, seperti Intel.
CEO ASML Peter Wennink mengatakan perusahaan telah menurunkan harga semikonduktor sejak didirikan 38 tahun lalu dan akan terus melakukannya "untuk beberapa dekade mendatang."
“Dunia membutuhkan lebih banyak chip,” kata Wennink kepada CNBC. “Jadi kita perlu membuat lebih banyak mesin, yang, omong-omong, akan terus tumbuh dalam harga jual rata-rata selama kita bisa menurunkan biaya per transistor.”
Namun, Wennink mengatakan kekurangan chip global adalah "Catch-22" untuk ASML.
“Kami mendapat banyak pesan dari pemasok kami yang mengatakan, 'Hei, kami mungkin terlambat mengirimkan modul kami kepada kalian karena kami tidak bisa mendapatkan chip.' Dan kami berkata, 'Jika kami tidak bisa mendapatkan chip, kami tidak bisa membuat mesin untuk membuat lebih banyak chip.'”
Wennink mengatakan ASML masih mengelola "tetapi ini adalah perjuangan sehari-hari."
$200 juta mesin
ASML telah menjual total sekitar 140 sistem EUV dalam dekade terakhir, masing-masing sekarang menelan biaya hingga $200 juta, menurut Wennink. Label harga untuk mesin berikutnya, yang disebut NA Tinggi, akan lebih dari $300 juta.
Mesin EUV-nya “sangat mahal sehingga sebagian besar perusahaan tidak mampu membelinya,” kata Joanne Itow, direktur pelaksana manufaktur di Semico Research. “Ini tentu saja telah menghilangkan banyak pemain dari pasar,” termasuk produsen chip GlobalFoundries, yang memutuskan beberapa tahun lalu untuk berhenti mengerjakan chip yang lebih canggih karena biayanya yang tinggi, katanya.
Saat ini, ASML menjual mesin tersebut hanya kepada lima pembuat chip. Tiga terbesar — Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Samsung dan Intel — menguasai hampir 84% bisnisnya pada tahun 2021. TSMC mengatakan bahwa pada tahun 2019 ini adalah yang pertama mengirimkan chip volume tinggi yang dibuat dengan EUV dan tetap terdepan sejak itu, dengan teknologi chip setidaknya satu node di depan Samsung dan Intel.
Dominasi ASML adalah fenomena yang relatif baru. Satu dekade lalu, kemampuan perusahaan untuk meneliti EUV ditentukan oleh investasi besar dari Intel, Samsung, dan TSMC.
“Kami tidak punya uang,” kata Wennink, yang bergabung dengan ASML pada 1999. “Jadi kami keluar dan menemukan mitra, yang sebenarnya merupakan dasar dari cara kami membangun perusahaan. Jadi kami dipaksa menjadi arsitek sistem dan integrator sistem.”
ASML dimulai sebagai anak perusahaan raksasa elektronik Belanda Philips pada tahun 1984. Ini meluncurkan mesin pertamanya untuk litografi semikonduktor — yang telah ditemukan di laboratorium militer AS pada 1950-an — dari gudang bocor di sebelah gedung kantor Philips di Eindhoven, Belanda.
“Alat litografi pertama benar-benar tampak seperti proyektor,” kata Christophe Fouquet, wakil presiden eksekutif EUV ASML. “Pada dasarnya ada reticle, yang menyimpan gambar yang ingin Anda proyeksikan. Lalu ada sistem optik, yang akan mengambil gambar ini dan memproyeksikannya di wafer.”
Pada tahun 1988, ASML memiliki lima kantor AS dengan 84 karyawan dan kantor Belanda baru di Veldhoven yang akhirnya menjadi kantor pusatnya.
CNBC mendapat tur eksklusif fasilitas itu pada bulan Maret.
“Ketika industri bersiap-siap untuk terjun ke tahap awal penelitian EUV, tidak ada perusahaan AS yang siap untuk mengambil risiko pada apa yang akan menjadi proposisi mahal dan berisiko, sedangkan ASML,” kata Miller, penulis buku yang akan datang. buku "Perang Chip: Pertarungan untuk Teknologi Paling Kritis di Dunia." “ASML adalah perusahaan Belanda, tetapi juga perusahaan Belanda yang sangat bergantung pada komponen AS khususnya untuk mesinnya.”
Cina dan rantai pasokan global
Mesin EUV terdiri dari beberapa modul dengan ratusan ribu komponen, dari hampir 800 pemasok global. Setiap modul dibangun di salah satu dari 60 lokasi ASML di seluruh dunia dan kemudian dikirim ke Veldhoven untuk perakitan. Setelah setiap mesin rakitan diuji, mesin tersebut dibongkar untuk dikirim ke pembuat chip.
Pengiriman membutuhkan 20 truk dan tiga Boeing 747 yang terisi penuh.
Satu negara ASML yang tidak akan mengirimkan teknologi EUV-nya adalah China.
“Empat puluh dua negara di seluruh dunia telah sepakat untuk menerapkan langkah-langkah pengendalian ekspor karena ini sangat penting,” kata Wennink. “Jadi itu bukan pilihan kami, ini pilihan pemerintah.”
Sejak 2018, pemerintahan Trump dilaporkan menekan ASML untuk tidak menjual teknologi EUV ke perusahaan China.
“China ingin ikut serta dalam perlombaan itu,” kata Itow, “tetapi ada alasan politis mengapa China tidak memiliki akses” ke teknologi tersebut.
ASML memang berurusan dengan China dalam kapasitas lain. Perusahaan memperbarui sistem litografi yang lebih tua, yang disebut ultraviolet dalam, atau DUV, dan mengirimkan banyak dari mereka ke negara berpenduduk paling banyak di dunia. Wennink mengatakan 96% dari semua mesin ASML yang pernah dijual masih berfungsi.
“Ada banyak perdebatan tentang apakah menjual peralatan DUV tambahan ke China juga merupakan risiko keamanan nasional, dengan membiarkan China meningkatkan kemampuannya untuk memproduksi semikonduktor mutakhir,” kata Miller. “Saya pikir ada kemungkinan bahwa di tahun-tahun mendatang, ada batasan baru yang dikenakan pada kemampuan ASML untuk menjual peralatan DUV ke China juga.
”
Sebelum EUV, pembuat chip dapat membeli mesin litografi DUV dari tiga perusahaan: ASML, Nikon dan Canon. Sementara Nikon, di Jepang, masih menjadi pesaing di pasar itu, ASML adalah satu-satunya pilihan untuk EUV. Para ahli mengatakan bahwa dibutuhkan waktu puluhan tahun bagi perusahaan lain untuk mengejar ketinggalan, baik karena teknologi milik ASML maupun karena dibangun dengan kesepakatan yang kompleks, seringkali eksklusif, dengan ratusan pemasok.
“Kami unik untuk beberapa pelanggan kami, dan beberapa persediaan kami unik bagi kami,” kata Wennink.
"Dan hubungan yang hampir simbiosis itu, kata beberapa orang, lebih buruk daripada menikah karena Anda tidak bisa bercerai."
Salah satu cara ASML melindungi diri dari risiko rantai pasokan adalah dengan membeli beberapa pemasoknya, seperti Cymer di San Diego, tempat sumber cahaya EUV diproduksi. ASML juga membeli Berliner Glas, pada tahun 2020. Meskipun kebakaran terjadi di lokasi Berlin pada bulan Januari, Wennink mengatakan kerusakan tersebut tidak akan berdampak signifikan pada keluaran sistem tahun ini.
ASML memproyeksikan pertumbuhan penjualan 20% pada tahun 2022 dan pertumbuhan pendapatan tahunan sebesar 11% hingga akhir dekade.
