De wereldwijde honger naar chips stuwt de vraag naar complexe machines om chips te maken. Daardoor kunnen bouwers van zulke machines brutomarges tot ruim boven de 40 procent realiseren. Bovendien is de productie van chipmachines niet extreem kapitaalintensief. De meeste waarde zit in de patenten en onderzoek en ontwikkeling, niet in grote fabrieken en voorraden. Chipmachinefabrikanten halen daardoor vaak een rendement op het geïnvesteerde kapitaal dat hoger ligt dan 30 procent. Die trend wordt versterkt door reshoring. Steeds meer landen willen voor de productie van chips niet meer afhankelijk zijn van het buitenland.
Vorige week stelden we drie Nederlandse chipmachinebouwers voor. Dit zijn drie dominante Amerikaanse spelers in deeldomeinen van de sector.
1/ Applied Materials: leider in waferlaagjes
Om een chip te produceren, worden eerst laagjes aangebracht op de wafer, bijvoorbeeld een laagje van metaal. Zo’n laagje lijkt op een leeg canvas, waarin een patroon kan worden geschreven. Dat patroon bevat een deel van het chipontwerp. Dat proces wordt heel vaak herhaald, want een moderne chip kan uit wel honderd van zulke laagjes bestaan. Er zijn een heleboel manieren om nieuwe laagjes op een wafer aan te brengen. Een daarvan is oxideren. Er groeit dan een laagje van siliciumdioxide op de wafer, net zoals roest ontstaat op ijzer. Daarvoor wordt de wafer in een oven verhit tot wel 1.200 graden. Vervolgens wordt waterstof of zuurstof toegevoegd, die reageren op het oppervlak van de wafer, waardoor een laagje ontstaat. Daarnaast kunnen ook laagjes op een wafer worden geplakt. Daarvoor zijn verschillende technieken.
In deze activiteit, die bekendstaat als ‘depositie’, is het Amerikaanse Applied Materials de marktleider. Van deze drie chipmachinebouwers heeft Applied Materials de laagste koers-winstverhouding (23 keer), maar ook de geringste potentiële winstgroei.
2/ Lam Research: leider in etsen van wafers
Bij lithografie wordt een patroon op de fotoresist aangebracht, maar dat patroon moet ook nog op de wafer zelf terecht komen. Dat gebeurt door de wafer te etsen. Daarbij worden de delen van de wafer die zijn blootgesteld onder de fotoresist weggehaald, terwijl de delen die nog beschermd zijn onder de fotoresist blijven zitten. De resist is dus een soort van stencil. Er zijn twee soorten manieren van etsen: nat en droog. De droge manier is het nauwkeurigst. Daarmee wordt elektrisch geladen gas afgevuurd op de wafer. Dat gas haalt dan de onbeschermde delen van de wafer weg. De wereldwijde marktleider daarin is het Amerikaanse Lam Research.
De wereldwijde honger naar chips stuwt de vraag naar complexe machines om chips te maken.
Na het etsen staat de structuur van de chiplaag klaar, maar werkt de chip nog niet. De wafer is nog niet actief. Om ervoor te zorgen dat een transistor goed kan schakelen, moet die eerst de juiste elektrische eigenschappen krijgen. Daarvoor worden met ion-implementatie onzuiverheden in een wafer geschoten, die de transistoren een positieve of een negatieve lading geven. Ook in dat domein is Applied Materials een van de belangrijke spelers.
De aandelenkoers van Lam Research is onlangs gecorrigeerd. Daarom is het onze favoriet onder de drie chipmachinebouwers door de laagste waardering de koers-winstverhouding versus de winstgroei (PEG-ratio).
3/ KLA Corporation: leider in kwaliteitscontroles
De wafer wordt gebombardeerd met ionen van een bepaald materiaal. Die knallen in de wafer en blijven onder het oppervlak zitten. Als dat is gebeurd, is de chip een heel eind in zijn productieproces gevorderd. Maar er is eerst nog een reparatiestap nodig. Het bombardement met ionen is een vrij heftig proces, dat de wafer beschadigt. Om dat op te lossen wordt de wafer nog eens verhit tot ruim 1.000 graden, om de schade te herstellen.
Het hele proces wordt nog heel vaak herhaald. Laagje voor laagje ontstaat zo de chip, eerst de transistors en daarna de metaallaagjes die de transistors met elkaar verbinden. Doordat een moderne chip uit honderd laagjes kan bestaan, kan het tot drie maanden duren voor een wafer vol chips uit de fabriek rolt. Vervolgens worden de chips nog losgesneden uit de wafer, en wordt getest of ze goed functioneren. Er kunnen foutjes ontstaan tijdens het maken van een chip. Misschien zat er wel een stofdeeltje in een machine, of kwam ergens te weinig licht op de fotoresist.
De marktleider in kwaliteitscontroles onder de chipmachinebouwers is KLA Corporation. Chips die niet goed werken, kunnen voor een deel worden uitgeschakeld en worden dan gebruikt in goedkopere producten. Van de drie besproken bedrijven heeft KLA Corporation de hoogste PEG-ratio. Het aandeel is pas koopwaardig na een correctie. z
Beleggen in chips
De halfgeleiderindustrie draait op volle toeren en de vooruitzichten op middellange termijn zijn rooskleurig. In een driedelige reeks doen we uit de doeken wat de sector te bieden heeft. In dit tweede artikel stellen we drie Amerikaanse spelers in deeldomeinen voor.
Lees hiet het artikel over de Nederlandse chipbouwers.
