‘Vijf miljard omzet haalbaar in deze upturn’

15 april 2010

Na een ‘beschamend’ jaar kan ASML toch de rug recht houden: de inlossing van de oude belofte van vijf miljard euro omzet per jaar komt naderbij. Topman Eric Meurice legt uit waar de groei vandaan komt en blikt vooruit op de toekomst. Een gesprek over double patterning en holistische lithografie als omzetgeneratoren, het gekrakeel rondom EUV en de aanstaande veranderingen in het toelevermodel.

Eric Meurice ontvangt in zijn spaarzaam gemeubileerde werkvertrek op de twintigste verdieping van ASML’s kantoortoren, neergezet door voorganger Doug Dunn. Er staat een kast, een bureau en er hangt hier en daar een kunstwerk aan de muur, ter decoratie of als aandenken aan een mijlpaal in de geschiedenis van het bedrijf. Het bescheiden zithoekje is in Engelse stijl. Ook al een erfenis van Dunn, vertelt de in 2004 aangetreden topman.

We treffen de CEO van ’s werelds grootste maker van lithomachines op het moment dat zijn bedrijf het ergste achter de rug heeft. Na een historisch dieptepunt doorwinterd te hebben in de eerste maanden van 2009 vond ASML de tweede helft van het jaar weer de lijn omhoog, mede dankzij een forse bezuinigingsoperatie die duizend meest tijdelijke arbeidsplaatsen deed verdwijnen. Bij de presentatie van de derdekwartaalcijfers in oktober kon Meurice de verlossende woorden spreken: er was weer winst, zij het een bescheiden winst. Voor de eerste drie maanden van 2010 is er zelfs zicht op een ouderwets omzetniveau en een ouderwetse winstmarge. Van de tijdelijke contracten die vervielen, zijn er inmiddels bijna zeshonderd weer ingevuld.

Voor ASML hadden drie kwartalen verlies op rij een extra nare bijsmaak, vertelt Meurice. ‘We hadden publiekelijk aangekondigd dat we groot en robuust genoeg waren geworden om onder alle marktomstandigheden winstgevend te zijn: een beetje op het dieptepunt van een cyclus en zeer winstgevend op het hoogtepunt daarvan’, zegt de van oorsprong ingenieur mechanica en energieopwekking in doordacht Engels, met een Frans accent dat een verblijf in de Verenigde Staten – eerst voor een MBA in Stanford, later in dienst bij onder meer Intel – niet heeft kunnen uitwissen.

Gezien de uitzonderlijke plek in de historie die economen de recente recessie toedichten, lijkt een duik in het rood ondanks eerdere beloften niet iets om zwaar aan te tillen. Wie verwacht er nu van een topman dat hij gebeurtenissen voorziet die zich één keer per eeuw voordoen? Meurice zat er wel degelijk mee in zijn maag. ‘De eerste maanden van 2009 voelden we ons beschaamd, als management. We wisten dat het orderniveau naar tien machines per kwartaal zou kunnen dalen, maar met drie bestellingen per kwartaal hadden we echt geen rekening gehouden. Klanten hadden alleen machines nodig voor R&D aan de volgende generatie chips.’

Hij zag zijn geloofwaardigheid gered toen aan het eind van de zomer de geheugenindustrie weer aanklopte in Veldhoven met een achterstand in capaciteit. ‘Achteraf moesten onze klanten vaststellen dat ze wat al te rigoureus de kraan hadden dichtgedraaid. Het was geen cyclus, maar een volledige blokkering. De banken leken zich rond oktober te herstellen en de macro-economische indicatoren gingen omhoog, maar ook als de economie het maar nét zou redden, moesten ze gaan bestellen om hun achterstand goed te maken.’

‘Daar kwam een tweede herstelgolf bovenop die we eigenlijk al uit ons hoofd hadden gezet: de foundry’s. Die hadden al zeer lange tijd geen machines meer aangeschaft. Deze bestellingen vielen samen met de bevestiging dat de economie inderdaad wat aantrok. Daarop volgde ten slotte een derde golf, toen het besef was ingedaald dat het minder slecht was geweest met de economie dan gevreesd. De verkoop van pc’s, tv’s en zelfs auto’s was in feite goed gebleven, uitgedrukt in eenheden.’

Jury

Het op drie fronten ingezette herstel noopt tot optimisme. Al bij de presentatie van de kwartaalcijfers in januari nam ASML een oude belofte in de mond: een omzet van vijf miljard euro per jaar. Aan een voorspelling wil Meurice zich niet wagen, maar al sinussend zou de huidige stijgende lijn wel eens de vijf miljard kunnen doorkruisen, zegt hij met een slag om de arm. ‘We kunnen de duur van de cyclus niet voorspellen. Hij zou met een jaar of twee kort kunnen zijn of met vier jaar wat langer, maar we voelen ons in ieder geval comfortabeler dan gebruikelijk bij het idee dat we binnen deze cyclus de vijf miljard euro omzet kunnen halen.’

Een belangrijke drijvende kracht achter de groei is double patterning (DP), een afbeeldingstechniek voor structuren die zo dicht op elkaar zitten dat ze in twee belichtingsstappen moeten worden vastgelegd. DP mag niet voor alle lagen in een chip noodzakelijk zijn, toch zouden halfgeleiderfabrikanten er veel voor over hebben gehad het te omzeilen. Want ook al hebben ASML én Nikon de waferdoorvoer in hun meest recente high-end machines verder opgeschroefd naar honderdzeventig tot tweehonderd per uur, een verdubbeling van het aantal processtappen per chiplaag is geen aantrekkelijke gedachte. De industrie heeft echter geen keuze: er heeft zich niet tijdig een opvolger van ‘eenstaps’ immersielithografie aangediend.

Het litho-intensieve DP legt ASML geen windeieren, mits het aartsrivaal Nikon op afstand weet te houden. Op papier zijn de specificaties van de DP-machines van beide toolmakers vergelijkbaar, maar Meurice is vol vertrouwen dat zijn bedrijf een streepje voor heeft. ‘Hoe ASML tegenover Nikon is gepositioneerd? U bedoelt hoe Nikon tegenover ASML is gepositioneerd’, grapt hij. ‘Wij betreden de markt met een mid-range en high-end machine, Nikon alleen met een high-end. Wij hebben een track record in immersie, Nikon niet. En wij hebben onze Twinscan-architectuur, waarin we gelijktijdig meten en scannen. Nikons machine doet dat serieel. Bij dezelfde verwerkingssnelheid zijn onze machines dus productiever.’ Toch erkent hij dat de praktijk nog moet uitwijzen welke machine het meest in de smaak valt bij de IC-industrie. ‘The jury is still out.’

Softwarelicenties

Zelfs met DP beginnen chipmakers al tegen de grenzen van het mogelijke aan te lopen. Bij de krimpslagen die de chipwereld iedere paar jaar maakt, krimpt de fouttolerantie mee. Om levensvatbare chips te produceren, moeten daarom steeds strengere eisen worden gesteld aan kritieke procesparameters, en dus aan scanners. Extra lastig is dat het geen kwestie is van draaien aan knoppen. Omdat procesparameters van elkaar afhangen – ook van processen elders in de fab - is optimalisatie een buitengewoon complex proces.

ASML steekt graag een handje toe. Het heeft als oplossing holistische lithografie ontwikkeld, een term die uitdrukt dat lithografie onderdeel uitmaakt van een groter geheel. De Veldhovenaren bieden holistische lithografie aan als een pakket opties op hun machines. Met de simulatiesoftware, grotendeels ontwikkeld door de in 2007 aangekochte Brion-dochter, en modules die voornamelijk een metrologische functie hebben, kunnen klanten zo het uiterste uit ASML-tools halen.

‘We dachten aanvankelijk het pakket als luxe aan te bieden, maar het is een noodzaak aan het worden. Halfgeleiderfabrikanten kunnen hun agressieve doelstellingen ten aanzien van opbrengst, krimp of procescontrole niet realiseren zonder onze suite. Dat vertaalt zich in extra omzet voor ons, verdeeld over softwarelicenties en een hogere verkoopprijs’, aldus Meurice.

Rel

Na waterdruppels, DP en de holistische benadering is de koek op. Tenzij IC-makers serieus zouden overwegen drie of meer stappen per chiplaag te accepteren dan wel hun kostenreductie op andere manieren dan krimpslagen voor elkaar weten te boksen, komt er ergens in het lopende decennium een eind aan het werkpaard van de chipindustrie. Immersielithografie loopt op zijn laatste benen, in ieder geval aan de cutting edge van de markt.

Extreem-ultravioletlithografie (EUV) moet het stokje overnemen. Omdat de scherpte waarmee een structuur kan worden afgebeeld evenredig is met de golflengte, is reductie van de golflengte een voor de hand liggende oplossing. De overstap van 193- naar 13-nanometerlicht is echter een monsteropgave. EUV-straling duldt geen atmosfeer in de machine en moet worden gefocusseerd met spiegels waarin bijna ieder atoom in het gelid ligt. De optische elementen absorberen bovendien de toch al moeilijk op te wekken EUV-golven en warmen daardoor zonder tegenmaatregelen gevaarlijk op. En dat is nog maar een greep uit de uitdagingen.

Nadat de chipindustrie vorige eeuw een R&D-traject voor EUV had ingezet, wierp ASML zich op als belangrijkste trekker van het project, waarin inmiddels miljarden onderzoeksdollars zijn gestoken. Meermalen moest de introductie van de technologie worden uitgesteld; oorspronkelijk was de inzet dat er 45-nanometerchips (half pitch, HP) mee geproduceerd zouden worden. Nu bestaat er  brede consensus dat de HP van met EUV gemaakte geheugen-chips met een één zal beginnen, tien tot negentien nanometer dus, al heeft ASML de hoop op 22 nm nog niet opgegeven. Voor DRam- en Nand-geheugens komt de HP goed overeen met de generatieaanduiding. Voor processoren is de relatie tussen de twee getallen minder rechttoe rechtaan. Ruwweg geldt dat een processorgeneratie (bijvoorbeeld 16 nanometer) de dubbele HP heeft (32 nanometer). De HP van met EUV gemaakte processoren zou dus best met een twee kunnen beginnen.

Het doorschuiven van EUV op de roadmaps is koren op de molens van sceptici, tegenstanders en andere betrokken vanuit de IC-industrie. In de vakpers en op conferenties blijven zij luidkeels twijfelen aan de technische haalbaarheid of aan de economische levensvatbaarheid van de technologie. Volgens de meer gematigde geluiden die de groep laat horen, is de voortgang te traag en wedden op één paard gevaarlijk. Tot de meer controversiële claims behoren de beweringen dat er een kerncentrale nodig zou zijn om een fab met EUV-scanners van stroom te voorzien en dat de opgegeven specificaties van de machines bewust worden overdreven. De meest recente rel draait om een gebrek aan EUV-metrologietools, waarvoor nog geen financiering is gevonden.

Goedkoop

‘Ik heb me altijd hogelijk verbaasd over dat soort vreemde berichten’, zegt Meurice. Zijn bedrijf heeft zich zelden laten verleiden om publiekelijk te reageren op de aantijgingen. In plaats daarvan houdt het vast aan zijn eigen roadmap en de commitment die klanten hebben gegeven. Beginnend rond het einde van het derde kwartaal verscheept ASML zijn eerste apparaten naar chipmakers. Eerder installeerden het Leuvense Imec en Sematech/CNSE in Albany al een bètatool, die de onderzoekinstituten gebruiken om de eerste ervaringen met EUV op te doen en de resultaten daarvan te delen met aangesloten partners. Met de zes apparaten die later dit jaar op de post gaan, kunnen chipmakers voor het eerst zelf aan de slag.

‘Er zijn twee belangrijke feiten waarom wij volledig buiten deze verder overbodige discussie staan. Ten eerste hebben wij nooit anders beweerd dan dat EUV-technologie alleen aanvaard zou worden als zij kosteneffectief is. Klanten kopen EUV-machines niet omdat ze geen keuzes hebben – die hebben ze altijd. Ze kunnen een technologietransitie uitstellen, minder agressief krimpen of 3D-chiptechnologie toepassen. De industrie is er inmiddels wel van overtuigd dat EUV veel kosteneffectiever is dan immersielithografie, dus als we erin slagen  de beloofde tool te ontwikkelen, dan verwachten we daar onmiddellijk klanten voor te vinden.’

‘Ten tweede is ASML marktleider in immersie. Het maakt daarom niet uit als EUV een paar jaar wordt uitgesteld. Als we het niet doen, zullen we er niet minder rijk om worden. We vinden dat we het moeten doen omdat we een verantwoordelijkheid hebben als marktleider. Onze klanten betonen ons vandaag de dag veel respect. Ze zeggen: gelukkig heeft ASML de grootte en kunde om een optie te ontwikkelen die op termijn verzilverd zal worden. Zoiets is erg belangrijk voor ons.’

Maar waar komen al die sceptische geluiden dan vandaan? ‘De industrie heeft dit soort drama nodig. Er moet een gevoel van urgentie worden gekweekt en een groot aantal partners moet worden gemotiveerd R&D op te starten. Al die berichten destijds dat EUV-fabricage zou moeten aanvangen in 2006...’, Meurice onderbreekt zijn zin met een harde lach, ‘komen doordat veel mensen willen dat anderen nu aan het ontwikkelen slaan.’

‘Er zijn andere krachten aan het werk die zo ongeveer het tegenovergestelde willen. Zij proberen met rookgordijnen hun businessmodel te managen. Nikon weet dat het niet genoeg in EUV heeft geïnvesteerd. Waarom laat ik even in het midden. Maar vanuit die situatie gaat Nikon niet beweren dat EUV op korte termijn geïntroduceerd gaat worden.’

‘Ten slotte is er nog de journalistiek, die haar stukken graag zwart-wit houdt. Dat creëert ruis. We konden laatst lezen dat een klant tot elf nanometer vooruit denkt te kunnen met immersie. De journalist trok de conclusie dat EUV alleen voor elf nanometer en kleiner geschikt is. Zoiets is correct, maar toch ook weer niet.’ De klant in kwestie is Intel, wiens keuzes niet noodzakelijkerwijs die van bijvoorbeeld geheugenmakers weerspiegelen. Ook zouden 11-nanometerchips van Intel een HP van rond de 22 nanometer hebben, en dat is precies waar immersielitho tegen zijn grenzen aan begint te lopen.

Meurice maakt zich geen zorgen dat de aanpalende infrastructuur, zoals maskers en metrologie, niet op tijd klaar zijn, wel dat de ASML-machine niet tijdig gereed is. ‘Als er om een of andere vreemde reden geen maskers zouden zijn – wat echt vreemd zou zijn omdat er al DRam-maskers zijn, dus als je een beetje pusht, heb je er voor logic - dan zorgen onze klanten wel dat die er komen. Als zij EUV als goedkoop zien, lossen ze de problemen wel op. De enige echte kwestie die speelt in EUV is dat ASML zijn doelstellingen op tijd haalt. Dat is hard werken, maar volledig onder onze controle.’

Meurice houdt een scenario aan waarin ASML eind 2012 machines voor volumeproductie begint te verschepen. Hij verwacht dan tien tools voor eerst prototyping en later productie te mogen leveren boven op de reeds bestelde zes R&D-systemen. DRam-fabrikanten bijten waarschijnlijk het spits af, omdat 18 nanometer HP DRam-chips ‘heel moeilijk’ met immersie zijn te produceren. Daarna volgt Nand, dat volgens Meurice bij 15 à 16 nanometer HP echt aan de EUV moet. Logic-makers zullen bij 22 nanometer HP zowel op immersie als EUV inzetten. Als EUV bevalt, kan daarop worden overgeschakeld voordat de productie maximale capaciteit heeft bereikt.

Conservatief

Voor het beroemde netwerk van ASML-toeleveranciers houdt de productie van EUV-machines waarschijnlijk een belangrijke verandering in. De Veldhovenaren overwegen te gaan sleutelen aan hun toeleveringsmodel, waar ze een aardig deel van hun succes aan danken. Het idee is dat ASML meer geïntegreerd gaat inkopen, zoals het bijvoorbeeld al bij Zeiss doet. De Duitsers leveren kant-en-klare optische systemen en doen daar grotendeels zelf de R&D voor. Al enige jaren is er sprake van dat deze werkwijze navolging zou krijgen voor andere leveranciers.

‘We zijn inderdaad bezig om te analyseren hoe we de taakverdeling bij de productie van EUV- en nieuwe generatie immersiemachines efficiënter kunnen partitioneren over het ecosysteem’, bevestigt Meurice. ‘We overwegen om op een hoger geïntegreerd niveau in te kopen, maar ook of we gaan verlangen of, en in welke mate, we R&D gaan vragen van de leveranciers. Dicht bij een beslissing daarover zijn we nog niet. Key suppliers kunnen echter voor het einde van het jaar een voorstel verwachten.’

‘Ik geef toe, we stellen ons wat conservatief op, maar we willen natuurlijk geen verrassingen. ASML vindt dit belangrijk en het gaat gebeuren. De leveranciers krijgen meer invloed en meer te doen.’

Paul van Gerven

Terug naar overzicht