TL;DR
· AMAT a présenté sa feuille de route pour la DRAM et l'encapsulation avancée lors du Masterclass du 25 juin, affirmant que sa part de marché dans les équipements DRAM est devenue la première mondiale.
· La prochaine génération de DRAM, HBM et hybrid bonding nécessite davantage d'étapes de dépôt, gravure et métrologie ; dans le procédé TSV en 19 étapes, AMAT en couvre 15.
· L'augmentation continue de la part de marché dépend toujours des dépenses d'investissement des clients, du rendement de la DRAM 3D et du rythme de production de l'encapsulation au niveau des panneaux.

Applied Materials (AMAT) a présenté sa feuille de route pour les équipements de mémoire et d'encapsulation à l'ère de l'IA lors du Masterclass sur la DRAM et l'encapsulation avancée du 25 juin. Deutsche Bank maintient une recommandation d'achat, arguant que les serveurs IA poussent la DRAM, le HBM et l'encapsulation avancée vers des processus de fabrication plus complexes.

Il ne s'agit pas simplement d'un lancement de nouveaux équipements. Pour les investisseurs, le point clé est que le goulot d'étranglement des serveurs IA ne réside pas seulement dans le GPU lui-même ; la mémoire à large bande passante, l'empilement DRAM, l'interconnexion des puces et le substrat d'encapsulation qui entourent le GPU deviennent également plus difficiles à fabriquer. Plus le processus est complexe, plus l'équipementier peut participer à d'étapes, et plus les dépenses d'investissement sont susceptibles de passer de « l'achat de davantage de capacité de plaquettes » à « l'achat d'équipements d'ingénierie des matériaux plus complexes ».

Le chiffre le plus direct donné par AMAT est le suivant : sa part de marché dans la DRAM est passée de moins de 15 % en 2013 à la première place mondiale aujourd'hui. L'entreprise tente de prouver que la mise à niveau de la mémoire IA n'est pas une demande ponctuelle, mais un changement systémique allant des transistors DRAM, de l'interconnexion, du collage, de l'encapsulation à la métrologie.

Les serveurs IA n'achètent pas seulement des GPU, la fabrication de la mémoire devient également plus difficile

Au cours des deux dernières années, l'attention du marché sur le matériel IA s'est principalement concentrée sur les GPU et les processus avancés. Mais une fois que les déploiements à grande échelle en clusters ont commencé, la bande passante mémoire, la consommation électrique et la densité d'encapsulation sont devenues des facteurs limitants pour les performances globales du système.

Le HBM en est un exemple typique. Il améliore la bande passante en empilant plusieurs couches de DRAM, mais plus l'empilement est élevé, plus la plaquette est fine, et plus les difficultés de fabrication liées au gauchissement, au remplissage des vides, à l'alignement et à la détection des défauts augmentent. Pour les équipementiers, cela signifie que davantage d'étapes de dépôt, gravure, nettoyage, polissage, collage et métrologie entrent sur le marché adressable.

AMAT a souligné cette fois non pas un équipement ponctuel, mais la couverture. Dans le procédé TSV de l'encapsulation HBM, sur les 19 étapes d'ingénierie des matériaux, 15 peuvent être couvertes par ses produits. Le TSV est le processus clé consistant à percer des trous verticaux à travers la plaquette de silicium, puis à les remplir de métal pour réaliser l'interconnexion multicouche, et c'est également l'étape centrale de l'empilement HBM vers un nombre plus élevé de couches.

Parmi les nouveaux équipements, l'Avila 2 CVD répond au problème de gauchissement des plaquettes DRAM HBM plus fines ; le Nokota VMax 2 est utilisé pour le remplissage sans vide des TSV de plus petite taille ; l'OPTA Quad CMP intègre le contrôle en temps réel du processus de polissage mécano-chimique dans l'encapsulation avancée. Ces produits pointent tous vers la même chose : la mise à niveau de la mémoire IA n'entraîne pas l'explosion d'un seul équipement, mais rend simultanément plusieurs étapes du processus plus difficiles.

Les cinq défis technologiques de la DRAM

AMAT résume les évolutions de la prochaine génération de DRAM en cinq directions clés : le patterning EUV, les transistors et le câblage avancés, le collage CMOS en réseau, la DRAM à transistor vertical 4F² et la DRAM 3D.

Derrière ces termes se cachent les problèmes réels auxquels la DRAM est confrontée pour continuer à réduire sa taille et améliorer ses performances. Les structures planaires traditionnelles ont de plus en plus de mal à satisfaire simultanément les exigences de densité, de consommation électrique et de coût. Les fabricants de mémoire doivent introduire un patterning plus complexe, une interconnexion plus fine, des structures à rapport d'aspect plus élevé, ainsi que des méthodes d'empilement et de collage plus proches de celles des puces logiques.

Le patterning EUV augmente les besoins en gravure de haute précision ; les transistors FinFET, l'interconnexion en cuivre et l'épitaxie rendent les étapes de transistor et de câblage plus dépendantes de l'ingénierie des matériaux ; le collage CMOS en réseau consiste à fabriquer séparément le réseau et la logique périphérique avant de les coller ; les transistors verticaux 4F² et la DRAM 3D poussent davantage les difficultés vers les canaux de silicium à rapport d'aspect élevé, la gravure des conducteurs et la métrologie par faisceau d'électrons.

C'est également la raison pour laquelle AMAT insiste sur l'évolution de sa part de marché dans la DRAM. En 2013, la part de marché de l'entreprise dans les équipements DRAM était inférieure à 15 % ; aujourd'hui, elle revendique la première place mondiale. Si la DRAM passe de la miniaturisation 2D à davantage de structures 3D et de structures collées, sa couverture passée en dépôt, gravure, épitaxie et métrologie pourrait continuer à s'étendre.

Cependant, il ne faut pas simplement comprendre cela comme « une mise à niveau technologique de la DRAM équivaut à une augmentation automatique de la part de marché d'AMAT ». Le rythme d'adoption des nouvelles structures par les fabricants de mémoire, la vitesse de montée en rendement, les contraintes de dépenses d'investissement unitaires, ainsi que les réactions des concurrents dans les domaines de la gravure, du dépôt et de la métrologie, détermineront le volume réel des commandes.

L'encapsulation passe de l'interposeur en silicium aux grands panneaux, l'hybrid bonding est mise en avant

Outre la DRAM elle-même, l'encapsulation avancée est l'autre axe principal d'AMAT cette fois-ci.

Les accélérateurs IA et le HBM nécessitent une interconnexion à plus haute densité et plus faible consommation électrique. La solution traditionnelle de l'interposeur en silicium est sous pression en termes de surface et de coût. La direction proposée par AMAT est un substrat de panneau de plus grande taille, passant de 310×310 mm, 510×515 mm, à 600×600 mm.

Plus le panneau est grand, plus l'avantage potentiel est une augmentation de la surface traitée en une seule fois et une réduction du coût d'encapsulation, mais la difficulté de fabrication augmente également considérablement. Le dépôt, la gravure, le placage, la planarisation et le contrôle des défauts sur de grands substrats sont plus difficiles à maintenir en cohérence. AMAT a déjà investi dans la lithographie numérique, le PVD/CVD/gravure sur panneaux, et a complété sa capacité de placage de cuivre sur grande surface via l'acquisition de NEXX.

Le système d'hybrid bonding Kinex a suscité davantage d'attention. Il intègre l'activation plasma, le nettoyage, le collage et la métrologie, et est présenté par AMAT comme le premier système intégré de collage hybride de puce à plaquette au monde. La valeur de l'hybrid bonding réside dans la possibilité de réaliser des interconnexions plus denses, plus courtes et plus économes en énergie entre les puces, ce qui convient à la future feuille de route d'encapsulation où la mémoire à large bande passante et les puces logiques sont plus étroitement intégrées.

Dans le domaine du contrôle des procédés, AMAT a également lancé le VeritySEM 7AP et le SEMVision G7AP, respectivement pour la mesure des dimensions critiques des plots d'hybrid bonding, des TSV et des microbumps, ainsi que pour la classification et la révision des défauts. L'encapsulation avancée passe d'un « simple encapsulage des puces » à un « processus de haute précision similaire à la fabrication frontale », et l'importance de la métrologie et de la détection des défauts augmente parallèlement.

Faut-il acheter ? Cela dépend toujours du CAPEX des clients et des rendements

Le jugement positif de Deutsche Bank repose sur une hypothèse : la demande de l'IA en performance par watt continuera d'augmenter l'intensité capitalistique de la mémoire et de l'encapsulation, et le portefeuille d'AMAT en dépôt, gravure, CMP, collage et métrologie est suffisamment complet.

Cela explique pourquoi le marché est prêt à se concentrer à nouveau sur des équipementiers comme AMAT. Si les investissements dans l'IA se limitent à l'achat de GPU, la chaîne des bénéfices est relativement concentrée ; mais si le HBM, la DRAM et l'encapsulation avancée nécessitent tous de nouveaux procédés et de nouveaux équipements, les équipementiers peuvent voir leur participation s'étendre considérablement.

Cependant, les risques sont tout aussi clairs. Premièrement, les dépenses d'investissement des clients de la mémoire sont cycliques ; une forte demande d'IA ne signifie pas que les fabricants de DRAM augmenteront indéfiniment leur production. Deuxièmement, la DRAM 3D, les transistors verticaux 4F² et l'hybrid bonding nécessitent tous une validation de rendement ; une feuille de route en laboratoire ne signifie pas une production de masse. Troisièmement, bien que l'encapsulation au niveau des panneaux soit attrayante en termes de coûts, la cohérence et le contrôle des défauts sur les grands substrats restent des défis industriels.

AMAT est passé d'un « rattrapeur de parts de marché dans les équipements DRAM » à une « plateforme d'équipements clé pour la mise à niveau de la mémoire IA ». Ce qui soutiendra véritablement ce récit à l'avenir, ce n'est pas le nombre de noms de produits, mais la mesure dans laquelle les clients intègrent de nouveaux procédés dans leurs lignes de production de masse, et si ces procédés génèrent réellement davantage de commandes durables.

Graphique montrant l'historique des recommandations et l'évolution de l'objectif de cours d'AMAT, illustrant la hausse du cours de l'action de 2023 à 2026 et le contexte des révisions de notation.

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