ASML 剛剛舉辦了一年一度的投資者日。當天有許多關于商業、技術和半導體行業的聲明。在本文章中,我們將按細分市場討論半導體行業的增長,包括智能手機、個人電腦、消費電子產品、有線/無線、數據中心、汽車和工業電子產品。(半導體招聘網站)
此外,我們將深入探討各種工藝技術和行業的晶圓產能增加情況。我們還將深入探討高級邏輯 (<28nm)、DRAM、NAND 和成熟邏輯 (>28nm) 的產能增加。討論將包括半導體資本密集度、地緣政治競爭和半導體供應鏈的區域化。我們還討論了設計和die尺寸的繁榮。
最重要的討論之一是圍繞整個晶圓制造設備市場和過去十年的光刻強度,包括過渡到環柵晶體管和 3D DRAM 的可能影響。
在本報告中,我們在 ASML 提供的第一方信息中發現了一些漏洞。一如既往,第一方設備信息充滿了信息和假設,如果不是直接錯誤的話,這些信息和假設是非常有利的。
大多數投資者社區的賣方(Redburn 除外)剛剛插入 ASML 的 2025 年和 2030 年指導,考慮回購,并表示其估值合理。我們想換個角度,從第一原則出發審視 ASML。
首先,有趣的是看到 ASML 站在摩爾定律將繼續生效這一邊,盡管許多其他人急于稱它已死,最著名的是 Nvidia 首席執行官黃仁勛。
ASML 首席執行官 Peter Wennink說:“但這是摩爾定律的價值,它基本上是降低推動我們業務發展的每項功能的成本,我們將為增長和解決人類面臨的一些最大挑戰創造這些基石。我們堅信這一點。”
ASML 表示,他們認為從 2020 年到 2030 年,半導體終端市場將以每年約 9% 的速度增長。對于那些保持跟蹤的人來說,這意味著 2025 年的半導體銷售額將超過 7000億美元,到 2030 年將達到約 1.1 萬億!將此與 Tech Insights 的 1T 美元、McKinsey 的 1.1T 美元和 Semi 的 1.3T 美元進行比較。ASML月的亮點是晶圓產能以 6.5% 的復合年增長率增長,那就意味著每月增加 78 萬片晶圓(WPM)。
這意味著晶圓價格在整個十年內持續上漲,這是預期的,因為前沿和存儲晶圓價格將繼續上漲,而密度增加相對減少。ASML 希望到 2025 年將產能提高到 600 個 DUV 工具和 90 個 EUV 工具。ASML 還計劃到 2027/2028 年增加 20 個 High-NA EUV 工具。需
要明確的是,這是產能目標;令人懷疑的是 ASML 是否能夠提供這么多工具,或者是否存在需求。
ASML 還分享了這張幻燈片,其中包含按年細分的 CAGR 數據。我們將該數據轉換為下表。我們計算了 2022 年到 2030 年的復合年增長率,并將其與 2026 年到 2030 年的復合年增長率進行了比較。可以解析的有趣細節是,ASML 認為這些細分市場中的大部分在本世紀后半期加速增長,個人計算和汽車除外,因為他們認為這兩個領域的增長將放緩。
ASML 繼續對所有大趨勢、云計算、人工智能、綠色能源和向可再生能源的轉型大加吹噓,但該部分沒有太多新的或有趣的內容,但有一些軼事。
ASML 首席執行官 Peter Wennink說:“我們從Shell的一些客戶和其他一些公司那里獲得的一些數據。據估計,1 兆瓦的風力發電將需要價值 3,000 歐元的半導體和 4,000 歐元的太陽能。現在的問題。2019年全球需要多少電?大約是 24,000 太瓦時。現在你可以計算這個并取風能和太陽能的平均值。世界上你需要的所有電力,當然,情況不會是這樣,但這將是風能和太陽能。你來了很多。現在 24,000 是 3 年前的 21,000,是 2019 年的 24,000。”
這是一個令人難以置信的高數字......
24,000TWh 一年 = 24,000,000,000MWh 一年
1000 GW 的面板每年產生大約 1000 TWh 的電力——您總共需要 24,000 GW (24,000,000MW) 的面板
24,000,000MWh * 3,000 歐元 = 72,000,000,000 歐元
24,000,000,000 * 4,000 歐元 = 96,000,000,000 歐元
1000億歐元!這是假設太陽能或風能的最大發電量。這些數字包括平均發電量與峰值不匹配之間的差異。如果我們疊加電池存儲,這個數字將繼續飆升甚至更高。有人可以幫助檢查這些數字嗎,因為這太荒謬了。約 10.7% 的世界電力來自太陽能和風能,而且增長速度與上述數字相去甚遠。
接下來是工藝技術組每月的晶圓啟動。我們直接轉置了 ASML 的數據,并添加了給定的實際 CAGR。
使用 ASML 的數據,我們得到了這條晶圓啟動曲線,每個月按年計算。考慮到我們只是直線應用 ASML 的 CAGR,因此此表中的晶圓起點是不正確的。實際數字會更加龐大。
需要明確的是,ASML 的想法與我們相同,盡管程度與我們不同。此外,ASML 認為 2023 年光刻工具將嚴重短缺,因此行業疲軟只會對他們造成一點影響。雖然 KrF、i-line、ArF、ArFi 和 EUV 工具存在一些短缺,但這些市場將在 2023 年得到滿足。
ASML 認為,其全部業務都建立在半導體上的前 50 家科技公司的息稅前利潤為6880億美元。這些企業可以讓出一些利潤給半導體行業,并最終讓出支持大規模產能擴建的工具公司。
日益加劇的全球緊張局勢意味著各國將提供補貼并建設大量能力。他們必須這樣做,別無其他選擇。
我們的分析表明,到 2026 年,CHIPS 法案只會將美國占全球半導體制造價值的比例從目前的 10.5% 提高到 13% 至 14%。這就是蘋果將部分生產轉移到亞利桑那州臺積電和AMD 的 Lisa Su 告訴我們相同情況的原因. 同時,在同一時間段內,中國將輕松超過全球半導體制造的 20%。
在岸生產是 ASML 產能愿望的重要組成部分。ASML認為,為了技術主權和地域競爭,每年會額外增加10%的產能。
這 10% 的產能是由于區域化與集中式半導體制造市場固有的低效率造成的。這 10% 的低效產能代表每年每月增加 15 萬片晶圓。
但在我們看來,區域化的第一個影響是,將會出現從大型千兆晶圓廠轉向小型晶圓廠的趨勢。Giga-fab 是指月產能超過 100,000 片晶圓的工廠。我們可以從臺積電目前在日本、美國和中國的投資中看到這一點。這些晶圓廠比臺灣的Giga-fab 小,這可能意味著它們的效率較低。由于涉及工具位置、周期時間、每個工具的吞吐量、工具之間的時間差異、在整個晶圓廠內運輸晶圓的晶圓高速公路等極其復雜的多變量計算的性質,大型晶圓廠的運行效率高于許多小型晶圓廠更多的。更大的晶圓廠能夠更好地平衡這些因素,因此從每個工具中提取更多的吞吐量。這些多個小型晶圓廠可能擁有同樣多的工具,但他們的產量會更低。區域化對晶圓廠的資本密集度有直接影響(衡量收入與建造晶圓廠支出的比值)。
第二個含義是,效率較低的運營商將獲得獎勵。英特爾、三星、德州儀器、STMicroelectronics、英飛凌和 NXP 等集成設計制造商通常被認為在通過晶圓廠生產晶圓和最大限度地利用其工具方面與代工廠相比效率較低。因此,整個行業的資本密集度將繼續上升。英特爾表示,他們的長期資本密集度約為 30%,凈資本密集度為 25% 。由于持續大量回購而成為華爾街寵兒的德州儀器 (Texas Instruments) 表示,他們的長期資本密集度正在從 6% 上升到 10%。
根據記錄,WFE 強度在 2021/2022 年人為偏高,隨著十年的推進,強度會略有下降,但會高于 2010 年代后期。此外,這種由于區域化導致的產能過剩模式也意味著利用率會下降。地理上分散的競爭晶圓廠將不得不在價格上展開競爭,以填補超額建設的晶圓廠。多種因素的結合導致制造利潤率下降。
ASML 分享的最令人興奮的數據之一是 >28nm 上的光罩組數量增加了 40%。這個數字低于eBeam Initiative 的調查顯示的 48%。無論如何,您可以將其視為在每個后緣節點上增加 40% 以上的設計。不僅僅是更舊的芯片。它是基于成熟工藝技術的新設計。
隨著摩爾定律的放緩,芯片尺寸正在膨脹。在大多數情況下,忽略空閑功率和泄漏問題,更大、更昂貴的設計在更低的時鐘下將產生更高的每瓦性能。大多數架構師會告訴您,更多區域是實現功耗和性能目標的最簡單解決方案。這意味著微架構對行業經濟的影響越來越大。我們可以在任何地方看到這種區域權衡,從 S8G1+ 和 S8G2 中配備 Adreno GPU 的智能手機芯片到AMD Genoa 和 Intel Sapphire Rapids 等數據中心服務器 CPU,再到 Nvidia、Intel、Marvell、Cisco 和 Broadcom 的網絡芯片。
一個有趣的注意事項是,ASML 在 2022 年和 2023 年仍有服務器單元。
另一件值得注意的事情是,他們增加了對 VR/AR 的預測,主要是因為 Meta 補貼了 Quest 2 的廢話。Quest Pro 是一個失敗者,我們聽說 Quest 3 不會得到幾乎同樣多的補貼. 即將推出的 Apple 設備價格昂貴,因此我們懷疑它會移動數百萬臺來彌補 Meta。
有一天,AR 會像智能手機行業一樣大,我們迫不及待地想讓世界的信息直接投射到我們的眼球中,但那個世界不會很快到來。
這張來自 ASML 的圖表需要澄清一下,因為他們隨意地計算晶圓廠。
SemiAnalysis 追蹤每一個項目,目前追蹤超過 130 個半導體制造基地. 臺積電在臺灣的 1000億美元是多年的多站點資本支出。這應該被打破。三星的數字毫無意義。在韓國,P3已經完成,P4即將開始,但沒有S7和V2。那么第二個晶圓廠來自哪里?鑒于西安已完工并處于維護/穩定升級模式,中國的三星工廠也令人困惑。對于英特爾,愛爾蘭是130億歐元,而不是200億美元;Oregon D1X Mod 3 比他們在那里列出的要大。
總的來說,我們給它 4 分(滿分 10 分)。他們應該剛剛列出每個站點的總投資規模,以使投資者更加興奮。在那種情況下,將有多個1000億美元站點,這對投資者來說更令人瞠目結舌。
最后,我們想討論一下 ASML 如何將其匯總到他們的容量數據中。與 2020 年相比,他們正在考慮單位數量 * 生產率的提高,以達到 DUV 的總光刻產能增加 3 倍,EUV 的總光刻產能增加 5 倍。EUV 方面的生產率提高非常顯著。源功率增加,光刻膠(如 MOR 和干式抗蝕劑)的改進正在推動生產率的提高。
ASML 預計到 2030 年其收入將達到 440億美元至600億美元。這意味著整個晶圓制造設備市場更像是1500億美元至2800億美元。這是一個巨大的增長。考慮到服務也包含在這些數字中,范圍相當大,而且這里可能更大。(芯片求職)
公平地說。這里的主要討論點甚至不是 WFE 市場的規模,而是未來節點的光刻強度。IMEC 工藝可用于估計 3nm、2nm 和 1.4nm 光刻強度。
我們相信 ASML 對它們的強度有點希望,尤其是在未來的 gate-all-around 納米片節點上。此外,他們完全不考慮 3D DRAM,三星和 SK 海力士在某種程度上都在以驚人的速度推進研發階段。