ASML har arbeidet med EUV, nestegenerasjons fotolitografi, i mange år. Hvorvidt Moores lov fortsetter å gjelde i årene framover, er avhengig av at ASML får skikk på EUV-fotolitografi for silisiumskiver med en diameter på 450 millimeter. Intels milliardinvestering i ASML tar sikte på å framskynde utviklingen med to år i forhold til dagens tidsplan, fra 2020 til 2018. (Bilde: ASML)

Her er Intels framtid

Tilfører nederlandske ASML milliarder av dollar for å utvikle sin teknologi.

Intel har kunngjort at de er klare til å investere opptil 4,1 milliarder dollar i nederlandske ASML. Samtidig forteller ASML at de har tilbudt to av Intels fremste konkurrenter innen brikkeproduksjon, Samsung og taiwanske TSMC, å gjøre tilsvarende investeringer.

Hva er det med ASML som får verdens største halvlederprodusenter til å stille opp med milliarder av dollar?

Svaret er helt enkelt: ASML utgjør halvlederprodusentenes framtid, og følgelig hele IKT-bransjens framtid.

Helt siden midten av 1960-tallet har IKT-bransjen vært drevet av en helt ekstraordinær dynamikk innen utviklingen av grunnleggende elektronikk: Over tid øker brikkenes ytelse eksponentielt, med en dobling hvert halvannet til to år.

Utviklingen er kjent som «Moores lov», etter medgründer Gordon Moore i Intel. Det er imidlertid ingen naturlov. Det er en utvikling drevet fram av intens forskning og utvikling. Det uttrykkes jevnlig bekymring for at perioden på halvannet til to år ikke vil kunne opprettholdes. Tekniske nyvinninger innen både halvlederproduksjon og prosessorkonstruksjon har bidratt til å opprettholde takten, mot mange odds.

En avgjørende utvikling de siste årene er at man jevnlig har greid å øke tettheten til kretsene som utgjør prosessorer og minne, med en reduksjon av minimumsavstanden mellom kretselementer fra 500 nanometer tidlig på 1990-tallet, til 22 nanometer i dag.

Problemet nå er at en ytterlig vesentlig reduksjon av denne minimumsavstanden krever en ny metode for å etse ut kretselementene i halvledermaterialet.

De to fremste leverandørene av utstyr for å gjøre dette, ASML og Nikon, har utviklet dagens teknologi for fotolitografi med dyp ultrafiolett lys (DUV) fra såkalte excimer-lasere omtrent så langt det lar seg gjøre. Disse laserne gir lys med en bølgelengde på 193 nanometer, altså mange ganger større enn avstanden mellom kretselementene. Nå er det ingen vei utenom: Bølgelengden til laserne brukt i fotolitografi må ned.

Både ASML og Nikon har satset på fotolitografi med ekstrem ultrafiolett lys (EUV). Her er bølgelengden redusert helt ned til 13,5 nanometer. Teoretisk sett, skulle det vorde for å kunne pakke kretselementer langt tettere sammen enn dagens 22 nanometer.

All utvikling hos ASML foregår i sterile omgivelser.
All utvikling hos ASML foregår i sterile omgivelser. Bilde: ASML

EUV er en ekstremt vanskelig teknologi å få til å virke. ASML har hatt en demomaskin siden 2006. Først i 2009 var det mulig å bruke den til å framstille minneceller, da i 22 nanometer. De første serieproduserte EUV-maskinene ble levert til ASML-kunder i fjor, men det er ennå langt igjen før de kan settes til å produsere kommersielle prosessorer og minne med kretselementavstander godt under 22 nanometer.

Analytikeruttalelser til Wall Street Journal, Bloomberg og Financial Times går ut på at ASML har flere års forsprang på konkurrenten Nikon.

Samtidig vil det etter dagens takt ta mange år før ASMLs EUV-teknologi vil være i stand til virkelig å innfri.

Intels investering i ASML har som mål å gjøre det mulig for ASML å framskynde utviklingen av EUV-fotolitografi, samtidig som man også innfrir en annen milepæl: Mens dagens prosessorer og minne lages med utgangspunkt i silisiumskiver («wafer») med en diameter på 300 millimeter, skal diameteren nå økes til 450 millimeter, for å få ned prisen på hver brikke.

Øker man diameteren med 50 prosent, øker man, som kjent, skivens areal med 125 prosent, og får plass til tilsvarende flere komponenter. Prisen per komponent senkes, og produksjonen går vesentlig fortere.

Intel, Samsung og TSMC er ASMLs største kunder: Til sammen står de for i overkant av 40 prosent av selskapets årsomsetning som i år ligger an til å nå 4,8 milliarder euro.

Toppsjef i ASML, Eric Meurice, har funnet en ny måte å finansieree selskapets utviklingsarbeid, ved å gjøre de største kundene til medeiere.
Toppsjef i ASML, Eric Meurice, har funnet en ny måte å finansieree selskapets utviklingsarbeid, ved å gjøre de største kundene til medeiere.

I samtaler med disse tre har ASML-sjef Eric Meurice sagt at hvis ASML kan tilføres opptil 1,4 milliarder euro i ekstra midler til forskning og utvikling de kommende fem årene, vil EUV-maskiner for silisiumskiver på 450 millimeter kunne leveres i 2018 i stedet for i 2020.

Som motytelse for denne gaven, skal kundene få kjøpe til sammen opptil 25 prosent av aksjene i selskapet, til markedspris. Aksjene som kjøpes skal ikke gi stemmerett. En annen betingelse er at det ikke følger med fordeler framfor ASMLs øvrige kunder.

Etter dagens kurs – ASML-aksjen spratt 8,6 prosent opp da avtalen med Intel ble kjent – tilsvarer 25 prosent av aksjene i ASML en verdi på 4,2 milliarder euro.

Dersom de tre store kundene ikke kjøper kvoten på 25 prosent, vil ASML tilby aksjer til andre av sine kunder, på tilsvarende vilkår.

Intel har forpliktet seg til å kjøpe opp til 10 prosent av aksjene i ASML på disse vilkårene, og sier de står klar til å kjøpe ytterligere 5 prosent. Intel har samtidig lovet rundt en milliard dollar til forskning og utvikling i ASML. Totalt sett omfatter Intels forpliktelse over ASML – 15 prosent av aksjene samt en milliard dollar til forskning – 4,1 milliarder dollar, tilsvarende 2,7 milliarder euro.

Dagens produkter fra ASML koster mellom 20 og 25 millioner euro per stykk. Framtidens EUV-maskiner for 450 millimeter silisiumskiver ventes kan nå et prisnivå rundt 100 millioner euro per stykk, ifølge analytikere.
Dagens produkter fra ASML koster mellom 20 og 25 millioner euro per stykk. Framtidens EUV-maskiner for 450 millimeter silisiumskiver ventes kan nå et prisnivå rundt 100 millioner euro per stykk, ifølge analytikere. Bilde: ASML

Samsung og TSMC har 45 dager på seg til å ta stilling til om de vil dekke resten av tilbudet fra ASML, det vil si 10 prosent av aksjene, tilsvarende 1,7 milliarder euro, og opp mot 740 millioner euro i direkte bidrag til forskning og utvikling.

Teknisk sett dreier det seg om to års framskyndet utvikling av EUV-fotolitografi for 450 millimeter skiver. Det kan høres lite ut.

I virkeligheten dreier det seg om å holde oppe den grunnleggende dynamikken i en teknologisk utvikling som har båret verdens økonomi framover i mange ti år. En pause på to år vil antakelig være svært kostbar, med ringvirkninger langt ut over IKT-bransjen.

Intel har åpenbart konkludert med at de ikke har råd til å ta denne pausen, og Samsung og TSMC har et stort press på seg for å trekke samme slutning.

Til toppen