ASML - 'mảnh ghép' độc nhất ngành công nghiệp AI

Khi nói về trung tâm của nền kinh tế kỹ thuật số, nhiều người sẽ nghĩ đến Thung lũng Silicon, nơi có những “gã khổng lồ” công nghệ Apple, Google, Facebook và hệ sinh thái đa dạng các công ty khởi nghiệp. Một số khác có thể nghĩ tới khu vực xung quanh Seattle, nơi đặt trụ sở của Amazon và Microsoft. Số khác nữa lại nhớ tới Thâm Quyến, trung tâm công nghệ của Trung Quốc. Tuy nhiên, không mấy ai nghĩ tới vùng ngoại ô của Eindhoven, thành phố lớn thứ 5 của Hà Lan.

Eindhoven sẽ không phải là một địa điểm quá đặc biệt, nếu như đây không phải quê hương của ASML Holding - nhà cung cấp hàng đầu thế giới về thiết bị quang khắc cho ngành công nghiệp bán dẫn, đang đóng một vai trò khó có thể thay thế trong sự bùng nổ trí tuệ nhân tạo.

“Mảnh ghép” độc nhất trong chuỗi cung ứng chip

Công ty bắt đầu hoạt động vào năm 1984 với tư cách là một liên doanh giữa Philips, một gã khổng lồ về điện tử của Hà Lan và ASM International, công ty sản xuất thiết bị bán dẫn. Ban đầu, ASML chỉ sở hữu vài túp lều gỗ trong khuôn viên tại Eindhoven, Hà Lan. Ông Philips. Jos Benschop, Giám đốc công nghệ của ASML, thẳng thắn chia sẻ rằng những sản phẩm đầu tiên của họ đã lỗi thời ngay khi chúng được tung ra thị trường và công ty phải vật lộn để tìm kiếm khách hàng, đối mặt với những khó khăn tài chính và tồn tại nhờ các khoản trợ cấp từ Chính phủ Hà Lan.

Năm 1995, ASML niêm yết cổ phiếu ở New York (Mỹ) và Amsterdam (Hà Lan). Ngay sau đó, công ty đã xác định kỹ thuật in thạch bản cực tím (EUV) sẽ là tương lai của ngành sản xuất chip, và đây là một trong những quyết định sáng suốt nhất của công ty này cho tới nay.

Trước đó, ASML không phải là nhà sản xuất máy quang khắc duy nhất sử dụng ánh sáng để khắc các mạch tích hợp lên tấm silicon. Công ty này cạnh tranh với Canon và Nikon của Nhật Bản. Nhưng thị phần của công ty Hà Lan đã tăng gần gấp đôi, lên 62%, kể từ năm 2005 nhờ khai thác được ánh sáng cực tím (EUV), với bước sóng chỉ 13,5 nanomet (một phần tỷ mét).

Nhìn chung, công nghệ in tia cực tím (EUV) là một bước sóng ánh sáng cực ngắn mà ASML tạo ra với số lượng lớn để in các thiết kế nhỏ, phức tạp trên vi mạch. Ánh sáng EUV được tạo ra với những vụ nổ nhỏ thiếc nóng chảy xảy ra với tốc độ cực lớn và sau đó phản xạ lại những tấm gương Zeiss độc đáo mà ASML cho biết là “bề mặt phẳng nhất trên thế giới”. Một tỷ lệ phần trăm nhỏ các hạt ánh sáng EUV chạm tới bề mặt của tấm silicon, nơi chúng in ra các thiết kế nhỏ xác định chức năng của con chip.

Cụ thể hơn, bên trong một cỗ máy EUV tiên tiến, 50.000 giọt thiếc nóng chảy rơi qua buồng ở đế mỗi giây. Một cặp tia laser bắn vào từng giọt, tạo ra plasma phát ra ánh sáng có bước sóng mong muốn. Những tấm gương dẫn hướng ánh sáng này, được làm từ các lớp silicon và molypden kẹp chặt (Zeiss), được mài chính xác đến mức không có vết lồi lõm nào lớn hơn 1mm.

Vì ánh sáng cực tím bị hầu hết mọi thứ hấp thụ, kể cả không khí, nên quá trình này phải diễn ra trong chân không. Các hạt ánh sáng cực tím được dẫn hướng tới bề mặt tấm silicon, khắc ra những chi tiết của con chip. Nhờ sử dụng bước sóng ngắn hơn, các máy in EUV cho phép khắc các thành phần nhỏ hơn lên chip, tối ưu về kích thước và công năng của các con chip, tạo nên vị thế đặc biệt của ASML trong ngành và thu hút các khách hàng lớn như TSMC, Samsung.

Máy móc của ASML cực kỳ phức tạp và là sản phẩm của hàng thập kỷ đầu tư. Chúng có thể mất 18 tháng để lắp ghép và chứa hàng trăm nghìn bộ phận riêng lẻ được cung cấp bởi một chuỗi cung ứng tích hợp.

Người dùng máy cần được đào tạo chuyên sâu, thường sẽ là chuyên gia do ASML cung cấp. Phần cứng được hỗ trợ bởi phần mềm và dữ liệu có độ phức tạp cao giúp ASML tiếp tục phát triển và cải tiến hệ thống của mình. Những cỗ máy nặng 180 tấn và có kích thước bằng một chiếc xe buýt hai tầng này chính là minh chứng cho chuỗi cung ứng rối rắm của ngành công nghiệp điện tử, đồng thời cũng là đại diện cho vị thế quan trọng mà ASML nắm giữ trong thời kỳ bùng nổ trí tuệ nhân tạo.

Giám đốc điều hành của ASML, Peter Wennink, đã nhấn mạnh vai trò quan trọng của các máy đúc chip tiên tiến của ASML trong việc thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo. Do các ứng dụng AI đòi hỏi sức mạnh tính toán chưa từng có và khả năng lưu trữ dữ liệu khổng lồ, ông Wennink đã khẳng định dứt khoát rằng: “Nếu không có công nghệ ASML, sự tăng trưởng bùng nổ đó sẽ không xảy ra”.

Hưởng lợi lớn từ vị thế độc quyền

Là nhà sản xuất công nghệ EUV duy nhất trên thế giới, ASML được hưởng lợi từ lợi thế đi đầu to lớn trong kỷ nguyên kỹ thuật số phụ thuộc nhiều vào những tiến bộ của vi mạch.

Các chip ngày càng phức tạp cần thiết cho quá trình phát triển AI và khối lượng công việc tính toán hiệu năng cao khác đều dựa vào kỹ thuật in thạch bản EUV. Điều này nhấn mạnh cơ hội thị trường quan trọng cho ASML và củng cố vai trò “xương sống” của công ty với các công nghệ thế hệ tiếp theo.

Về mặt nhu cầu, sự độc quyền của ASML trong in thạch bản EUV tận dụng các yêu cầu sản xuất thế hệ tiếp theo từ các nhà máy sản xuất chip quan trọng như TSMC và hưởng lợi từ hàng loạt khoản đầu tư gần đây vào năng lực sản xuất chip mới ngoài châu Á.

Trong khi đó, về mặt giá cả, số lượng nhỏ các hệ thống EUV được triển khai cho đến nay, do quy trình sản xuất phức tạp, cũng đòi hỏi một mức giá đắt đỏ. Hệ thống này có giá hàng trăm triệu USD cho một chiếc máy, chưa kể tới mức phí bảo hiểm cao “ngút trời” mà ASML yêu cầu. Giá máy đi kèm phí bảo hiểm từ đầu năm 2022 là khoảng 150 triệu USD mỗi chiếc máy EUV trên khẩu độ số 0,33 tiêu chuẩn, hay còn gọi là phiên bản “NA”, và có thể lên cao tới 321 triệu USD cho phiên bản khẩu độ 0,55 “High-NA EXE” sắp ra mắt.

Sự phụ thuộc của ngành AI vào máy móc của ASML trở thành động lực mạnh mẽ cho doanh thu của cả ASML và các khách hàng lớn của công ty, bao gồm TSMC, Intel và Samsung.

Mặc dù các thiết bị EUV chỉ chiếm 26 trong số 229 máy in thạch bản mà công ty bán được trong năm 2019, nhưng chúng vẫn chiếm 1/3 doanh số bán hàng theo doanh thu. Giai đoạn 2020-2023, doanh thu công ty tăng đều, từ mức 22 tỷ USD (2020) lên tới 29 tỷ USD (2023). Năm 2023, ASML bán được 421 chiếc máy EUV so với 317 chiếc vào năm 2022. ASML tự tin rằng doanh thu công ty sẽ tăng lên 47-65 tỷ USD vào năm 2030 và nâng tỷ suất lợi nhuận gộp (trước chi phí hoạt động) từ mức 51% của năm 2023 lên từ 56% đến 60%.

Với việc cả Canon và Nikon đều không theo đuổi công nghệ EUV, giới đầu tư kết luận rằng ASML sẽ được hưởng vị thế độc quyền về kích thước nano trong một thời gian dài. Kể từ năm 2010, vốn hóa thị trường của công ty đã tăng gấp 10 lần, lên khoảng 114 tỷ EUR, trong đó, thị giá công ty gần như tăng gấp đôi trong năm 2023 - thời điểm “cuộc chiến” AI trở nên khốc liệt hơn bao giờ hết.

Giá cổ phiếu của công ty đã tăng vọt hơn 340% kể từ cuối năm 2018 và giờ đây, ASML có giá trị hơn Airbus, Siemens hay Volkswagen. Cổ phiếu của công ty được giao dịch ở mức hấp dẫn gấp 32 lần thu nhập dự phóng, gấp đôi hoặc nhiều hơn so với thu nhập của những khách hàng lớn nhất.

Việc tăng cường áp dụng công nghệ EUV để đáp ứng hầu hết các ứng dụng đòi hỏi mức tiêu thụ năng lượng, tốc độ cao hơn để đạt được năng suất tổng thể đang thúc đẩy nhu cầu về những công cụ này và sẽ giúp tăng trưởng doanh thu tổng thể của ASML trong dài hạn.