Autore: Andrea Viliotti
Un Colosso Tecnologico Olandese al Centro dell'Innovazione Globale
L'Europa brilla nella tecnologia avanzata con ASML, azienda olandese leader nella litografia per semiconduttori. Il loro innovativo sistema EUV High-NA è cruciale nella produzione di microchip, con Intel già cliente. Il successo di ASML, valutata 260 miliardi di euro, si deve anche a una rete unica di fornitori e un modello di business che integra hardware, software e dati. Le loro macchine, estremamente sofisticate, svolgono un ruolo vitale nella miniaturizzazione dei chip. ASML domina il mercato dei sistemi EUV, sfidando rivali come Nikon e Canon, e si evolve integrando AI e analisi dati nei suoi sistemi. Tuttavia, sfide fisiche, economiche e geopolitiche potrebbero influenzare il suo futuro dominio.
L'Europa si afferma come leader nel campo della tecnologia avanzata, con un ruolo chiave svolto da ASML, impresa olandese pioniera nella fabbricazione di sistemi di litografia per semiconduttori. Il loro ultimo innovativo sviluppo, un sistema di litografia EUV High-NA (alta apertura numerica), rappresenta un salto qualitativo nel settore, offrendo una risoluzione nettamente superiore rispetto ai sistemi EUV convenzionali. Questa innovazione è cruciale per l'avanzamento nella produzione di microchip. Intel, gigante americano nel settore dei semiconduttori, ha già acquistato il loro primo scanner Twinscan EXE:5000 High-NA per il proprio impianto in Oregon. Intel intende utilizzare questa tecnologia all'avanguardia per creare chip con dimensioni geometriche sempre più minime, puntando a consolidare la propria leadership nel mercato dei semiconduttori. L'obiettivo è di implementare processi produttivi per nodi tecnologici prossimi ai 3nm entro il 2025-2026. La macchina High-NA EUV di ASML è un esempio eccellente di precisione ingegneristica, indispensabile per operare con precisione atomica e guidare l'evoluzione dei chip verso dimensioni sempre più ridotte.
ASML: Il Colosso Tecnologico
In un arco temporale di soli cinque anni, il valore di mercato di ASML, azienda leader nel settore tecnologico, è aumentato di quattro volte, raggiungendo i 260 miliardi di euro (circa 285 miliardi di dollari). Questo incredibile traguardo la pone come la più grande impresa tecnologica europea. Tra il 2012 e il 2022, i suoi ricavi e il reddito netto hanno registrato una crescita quadruplicata, attestandosi rispettivamente sui 21 miliardi e 6 miliardi di euro. Sorprendentemente, la sua redditività operativa ha superato il 34%, superando persino quella di colossi come Apple, leader mondiale nel settore dell'elettronica di consumo.
ASML si distingue per il suo ruolo monopolistico in un segmento cruciale della catena di approvvigionamento globale: i suoi strumenti sono essenziali per la produzione di processori per computer all'avanguardia. Con le previsioni che indicano un raddoppio del valore delle vendite globali di semiconduttori, raggiungendo 1,3 trilioni di dollari entro il 2032, la domanda per le attrezzature ASML è in costante aumento da parte dei principali paesi e produttori di chip. La rilevanza strategica di ASML è emersa chiaramente all'inizio dell'anno, quando l'amministrazione del presidente Joe Biden ha esercitato pressioni per bloccare la consegna delle sue macchine più vecchie alla Cina, sottolineando il suo ruolo nel confronto tecnologico cino-americano.
Il successo di ASML non si limita tuttavia a questi aspetti visibili. La società ha costruito una robusta rete di fornitori e partner tecnologici, paragonabile alla Silicon Valley, e ha saputo integrare magistralmente hardware, software e dati nel proprio modello di business. Questi aspetti meno noti della sua ascesa sfidano la percezione che l'Europa non possa sviluppare piattaforme digitali di successo.
La Semplice Funzione delle Macchine Complesse di ASML
Le macchine prodotte da ASML, benché complesse, hanno un compito fondamentale: trasferire i design dei chip per computer su wafer di silicio fotosensibili. Dal 1986, anno di consegna del loro primo modello, quando i transistor avevano dimensioni misurabili in micrometri e il loro apparecchio era paragonabile a una versione avanzata di un fotocopiatore, ASML ha fatto progressi notevoli. Oggi, con i transistor ridotti a dimensioni nanometriche, le attrezzature per la litografia di ASML rappresentano alcune delle macchine più sofisticate disponibili sul mercato.
In un lavoro che sembra tratto da un romanzo di fantascienza, ASML e i suoi partner hanno perfezionato un metodo rivoluzionario per miniaturizzare i circuiti integrati. Il processo impiega laser ad alta potenza per vaporizzare minuscole gocce di stagno fuso, più sottili di un quinto del diametro di un capello umano, che viaggiano a velocità superiori ai 250 km/h. Questo crea luce ultravioletta estrema (EUV) con una lunghezza d'onda molto breve. La luce EUV è poi diretta attraverso una serie di specchi estremamente levigati, con imperfezioni sulla loro superficie più piccole di quanto l'erba cresca in un millisecondo. Per rendere questa tecnologia economicamente sostenibile, considerando che l'ultima versione di queste macchine può costare oltre 300 milioni di dollari, il sistema che manovra i wafer di silicio, chiamato "tavola", deve muoversi con una velocità e precisione straordinarie, analoghe a quelle di un razzo, e fermarsi con estrema precisione.
Per comprendere la complessità di costruzione di tali dispositivi, si può prendere come esempio la fabbrica di ASML a Neukölln, un quartiere di Berlino, dove vengono prodotti componenti cruciali per i sistemi di litografia EUV. Tra questi, vi sono le strutture di supporto per gli specchi, realizzate con un materiale ceramico avanzato, noto per la sua resistenza e stabilità termica. Con uno spessore di circa 8 cm e dimensioni di 50 cm per lato, queste strutture garantiscono la precisione e l'affidabilità necessarie nel posizionamento degli specchi. Altri componenti, come blocchi specchio ed elementi ottici, subiscono un processo di finitura prolungato e accurato. Questo processo comprende lucidatura, misurazione, pulizia e ulteriori controlli, ripetuti per quasi un anno, per garantire che ogni componente rispetti le esatte specifiche richieste. Durante la produzione, si considera anche la leggera variazione dimensionale, nell'ordine di alcuni nanometri, che i componenti subiranno una volta installati nel sistema di litografia.
Una Rete di Fornitori Inusuale
La fabbrica di ASML a Berlino rappresenta un eccellente esempio della loro esclusiva rete di fornitori. Berliner Glas, acquisita da ASML nel 2020, funziona in modo distintivo: pur facendo parte del conglomerato ASML, conserva una certa autonomia operativa, fungendo da intermediario tra un'entità indipendente e una divisione interna di ASML. Questa modalità operativa si rispecchia in circa 800 aziende, prevalentemente europee, che collaborano nella realizzazione delle macchine ASML. Nonostante ASML detenga una partecipazione diretta in solo alcune di queste, l'intensa collaborazione tra le aziende genera una sinergia lavorativa, quasi come se fossero un unico organismo.
ASML delega oltre il 90% della produzione dei suoi dispositivi ingegneristici e impiega direttamente meno della metà delle circa 100.000 persone necessarie per queste operazioni. Questa scelta deriva dalla storia dell'azienda: quando ASML è stata scorporata da Philips nel 1984, non disponeva di una linea di produzione propria e si affidava a fornitori specializzati, molti dei quali erano ex unità Philips, come VDL, un produttore su commessa.
L'outsourcing è anche una necessità dettata dalla natura avanzata della tecnologia impiegata. Le componenti di una macchina per la litografia sono talmente innovative che un'azienda singola potrebbe trovarsi sopraffatta nel gestirle tutte. "Bisogna decidere dove si aggiunge maggior valore e lasciare agli altri il compito di completare il resto", afferma un ex addetto di ASML. Inoltre, l'industria dei semiconduttori è soggetta a cicli di espansione e contrazione, con variazioni rapide della domanda di chip che superano la capacità dei produttori di adeguarsi con la stessa velocità. I prezzi fluttuano a seconda che le carenze si trasformino in eccessi. I produttori di attrezzature per i semiconduttori affrontano gli stessi cicli, rendendo rischioso mantenere tutti gli asset internamente; è quindi preferibile trasferire parte di questo rischio ai fornitori, i quali possono mitigarlo servendo clienti con cicli di business diversi.
Specializzazione Iper-focalizzata e Co-dipendenza
La necessità di una specializzazione estremamente focalizzata rende impraticabile per ASML adottare una strategia multi-fornitore per lo stesso componente, una tattica diffusa in altre industrie per ridurre i rischi. Dato l'elevato grado di complessità tecnica e i limitati volumi di produzione (317 macchine spedite nel 2022), sarebbe economicamente svantaggioso gestire più fornitori per una singola parte, ammesso che fossero disponibili. Questo è particolarmente vero per componenti essenziali come i laser e gli specchi, forniti rispettivamente da Trumpf e Zeiss, due aziende tedesche. Wayne Allan, responsabile degli acquisti nel consiglio di amministrazione di ASML, descrive la situazione come una "co-dipendenza".
Di conseguenza, ASML si assume prevalentemente il ruolo di architetto del sistema. Determina le responsabilità, definisce le interfacce tra i componenti fondamentali delle sue macchine, denominati "moduli", e guida la ricerca e lo sviluppo. Tale approccio agevola il controllo qualità e il trasporto delle macchine (ad esempio, la spedizione dell'ultimo modello a Intel ha richiesto l'uso di 250 casse e 13 container). Questo dà anche ai fornitori maggiore autonomia, inclusa la libertà di esplorare nuove tecnologie.
Il successo di questa strategia è dovuto alla cultura di fiducia e trasparenza che ASML ha saputo coltivare, mantenendo al contempo un certo livello di competizione. I fornitori non vengono oppressi economicamente; anzi, come afferma il signor Allan, "È essenziale che rimangano economicamente solidi". Vi è un ampio scambio di informazioni all'interno della rete, specialmente tra ASML, Trumpf e Zeiss. I team di ingegneria di differenti aziende collaborano strettamente, condividendo brevetti, alcuni dati finanziari e talvolta anche i profitti. "Durante le riunioni, è spesso difficile capire a quale azienda appartengano i partecipanti", osserva un ex dirigente Zeiss.
Al contempo, molti fornitori si trovano in una competizione indiretta, fornendo componenti simili per diverse generazioni di macchine ASML. In caso di difficoltà di un fornitore, ASML è pronta a intervenire rapidamente, anche quando l'assistenza non è esplicitamente richiesta. Come ultima opzione, ASML può arrivare ad acquisire un fornitore in difficoltà, come nel caso di Berliner Glas.
ASML Supera i Concorrenti Verticalmente Integrati
Willy Shih, della Harvard Business School, attribuisce la superiorità di ASML nel settore della litografia alla sua struttura diversificata, un fattore che le conferisce un vantaggio rispetto ai concorrenti più verticalmente integrati. Nonostante la concorrenza di aziende rinomate come Nikon e Canon, ASML domina il mercato dei sistemi EUV (Extreme Ultraviolet), essendo l'unico produttore di questa tecnologia cruciale per la realizzazione di circuiti integrati avanzati. Canon tenta di rientrare in gioco con la sua tecnologia di nanoimprint litografia (NIL), ottenuta dall'acquisto di Molecular Imprints Inc., che offre un'alternativa economica alla litografia ottica tradizionale attraverso una tecnica di stampa fisica su wafer. Tuttavia, l'efficacia e la praticabilità della NIL in contesti produttivi su larga scala rimangono da dimostrare.
ASML sta rafforzando la sua posizione di leader nel mercato attraverso l'integrazione di software avanzati e analisi dei dati nei suoi sistemi hardware. Questo processo è paragonabile al perfezionamento della messa a fuoco in fotografia: le macchine di ASML, mediante analisi continue dei dati e l'applicazione di tecniche di apprendimento automatico, una sottocategoria dell'intelligenza artificiale, affinano e correggono autonomamente le loro prestazioni, migliorando così la precisione nel tempo.
Il processo di assemblaggio della nuova macchina di Intel richiederà circa due settimane. Tuttavia, adattarla al nuovo ambiente comporterà diversi mesi, a causa delle variazioni dovute al trasporto, alle differenze di gravità e alle interferenze ambientali. Durante i test verranno raccolti numerosi dati che innescheranno ulteriori regolazioni. "Disponiamo di migliaia di regolazioni per ottimizzare la macchina al meglio", spiega Jos Benschop, responsabile della tecnologia di ASML.
ASML utilizza i dati raccolti da una macchina per migliorare le impostazioni delle altre. Delle circa 5.500 macchine vendute in 39 anni, il 95% è ancora in funzione, con molte che inviano dati alla sede centrale. Questo flusso continuo di informazioni migliora costantemente i prodotti di ASML, creando un ciclo virtuoso di aumentata produzione di chip e raccolta dati, analogo al modello di 'volano' tipico dei servizi digitali come la ricerca su internet. Pierre Ferragu di New Street Research sostiene che, anche se Canon, Nikon o un nuovo concorrente cinese dovessero sviluppare macchine EUV alla pari di quelle di ASML, non sarebbero comunque in grado di competere con la vasta esperienza e le competenze accumulate da ASML, grazie ai dati raccolti dalla sua estesa base installata.
Sfide e Ostacoli Futuri per ASML
Quali sfide potrebbero intaccare la posizione dominante di ASML nel settore? Un primo limite è costituito dalla fisica stessa: la miniaturizzazione dei transistor, nonostante i progressi dell'intelligenza artificiale, incontra limiti pratici e commerciali. Oltre una certa soglia, le esigenze tecnologiche diventano impraticabili, potenzialmente compromettendo la rete di fornitori di ASML. Dal punto di vista economico, sorge un'altra sfida: i produttori di chip potrebbero opporsi alla crescente dipendenza dai dati di ASML, che si estende anche ad altri dispositivi nelle loro fabbriche. Già emergono segnali di resistenza all'espansione digitale dell'azienda.
Sul piano geopolitico, la situazione è complessa. Preoccupazioni non sorgono tanto dalla fluttuazione nel valore delle azioni di ASML, come visto dopo la sospensione delle consegne in Cina, quanto dalle possibili conseguenze a lungo termine. Il timore è che rigide restrizioni all'esportazione possano spingere la Cina a sviluppare indipendentemente la sua industria di attrezzature per semiconduttori. Questo sviluppo potrebbe avere un impatto significativo sul mercato globale, minacciando la posizione centrale di ASML in tale contesto. Nonostante queste potenziali sfide, al momento la solidità della rete aziendale e il suo impatto sembrano indiscussi. In definitiva, ASML dimostra che l'Europa può eccellere nel campo tecnologico.
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