ASML bindt TSMC, Samsung en Intel aan zich, China zoekt eigen weg

ASML, de Veldhovense fabrikant van machines om computerchips te maken, heeft een belangrijke slag geslagen. Volgens persbureau Bloomberg hebben TSMC, Samsung en Intel toegezegd over te stappen op de nieuwste generatie EUV-lithografie, de zogeheten High-NA-machines. Intel gebruikt deze apparaten al, Samsung volgt vanaf 2028 en TSMC vanaf 2030. Elke machine kost tot 400 miljoen dollar.

ASML is wereldwijd de enige producent van EUV-lithografiemachines, die met extreem kort licht de allerkleinste circuits op een siliciumschijf kunnen etsen. Deze techniek is onmisbaar voor de productie van de krachtigste AI-chips. Sinds de introductie van de eenvoudigere Low-NA-versie in 2019 werkt ASML met klanten aan de complexere, duurdere High-NA-opvolger.

Grotere maskers moeten productie flink versnellen

De doorbraak zit in een technische verandering die klein klinkt, maar grote gevolgen heeft. De vier bedrijven gaan hun fotomaskers vergroten van de huidige zes inch naar twaalf inch. Zo'n masker werkt als een soort sjabloon: licht schijnt erdoorheen en projecteert het chipontwerp op een siliciumplak. Hoe groter het masker, hoe meer oppervlak in één keer belicht kan worden.

Door de beperking tot zes inch moesten fabrikanten chips vaak verticaal stapelen en ingewikkeld met elkaar verbinden, wat kostbaar en complex is. Volgens technologiedirecteur Marco Pieters van ASML kan de omschakeling naar twaalf inch de productiesnelheid van High-NA-machines met 40 procent verhogen en het ontwerpproces vereenvoudigen. TSMC, tot voor kort terughoudend omdat de kosten niet opwogen tegen de winst, bouwt nu samen met ASML een testlijn en wil rond 2033 op grote schaal produceren. TSMC is goed voor ongeveer 16 procent van de omzet van ASML, dus deze omslag is voor het Nederlandse bedrijf van groot belang.

Huawei jaagt op een Chinees alternatief

Terwijl ASML zijn grip op de topklanten verstevigt, werkt China hard aan een uitweg. Volgens de Financial Times speelt Huawei een sturende rol in pogingen om Amerikaanse en Europese exportbeperkingen te omzeilen. Het bedrijf investeert in de hele productieketen voor lithografie en helpt deals sluiten met chipfabrikanten als SMIC.

China richt zich vooralsnog niet op EUV, maar op de oudere DUV-technologie (Deep Ultraviolet), die met een golflengte van 193 nanometer minder fijne structuren kan maken dan EUV's 13,5 nanometer. Met een techniek genaamd multi-patterning, waarbij een patroon in meerdere stappen wordt opgebouwd, kan DUV toch geavanceerdere chips produceren, al is dat duurder en omslachtiger.

Een sleutelrol is weggelegd voor het Shanghaise bedrijf Yuliangsheng, dat meehielp aan China's eerste geavanceerde DUV-machine en voortkwam uit het aan Huawei gelieerde SiCarrier. De machine wordt getest bij SMIC en op Huaweis eigen productielijnen, vooralsnog voor minder complexe chips. Analist Lin Qingyuan van Bernstein waarschuwt dat een werkend prototype niet genoeg is: er zijn duizenden toeleveranciers en afnemers nodig die goed samenwerken. De grootste knelpunten blijven de lenzen en lichtbronnen, waarvoor Huawei via zijn investeringstak Habo ook Chinese alternatieven voor het Duitse Zeiss probeert op te bouwen.