‍

‍

Kun käytät älypuhelinta, istut modernissa autossa tai käyt lääkärissä, on lähes takuuvarmaa, että olet kosketuksissa teknologian kanssa, joka on suunniteltu Synopsyksen ohjelmistoilla.

Syyskuussa HCP Focuksessa tapahtui useita yhtiövaihdoksia. Fiverr Internationalin ja Match Groupin tilalle salkkuun hankittiin Synopsys sekä ultraluksusta edustavat Ferrari ja Hermès International. Lokakuussa salkunhoitajamme Pasi Havia esitteli uudet luksusyhtiöt Sijoituskästin jaksossa sekä blogitekstissään.

Synopsys on yhdysvaltalainen maailman johtava elektroninen suunnitteluautomaatioyhtiö (EDA) ja sen tuotteet ovat keskeisessä asemassa puolijohdeteollisuuden kasvussa. Synopsyksen tietokoneavusteiset suunnitteluohjelmat ovat kriittisiä tietotekniikkasirujen, eli chippien, suunnittelussa, optimoinnissa ja testauksessa, kattaen koko tuotantoprosessin logiikan suunnittelusta ohjelmistojen turvallisuuden ja tehokkuuden varmistamiseen. Yhtiön tuotteet ovat kriittisiä tuotannontekijöitä puolijohdeteollisuudessa, kuten myös viime syksynä HCP Focuksen salkkuun hankittu ASML Holding (linkki esittelytekstiin). Tietokoneavusteinen suunnittelu mahdollistaa uusien, jatkuvasti kehittyvien chippien valmistamisen, joita ihmisen olisi käytännössä mahdoton suunnitella yhtä hyvin itse.
‍

Lähde: https://www.thebusinessresearchcompany.com/report/electronic-design-automation-eda-global-market-report

Markkinajohtaja triopolistisilla markkinoilla

Synopsys on markkinajohtaja elektronisessa suunnitteluautomaatiossa (EDA), jossa sillä on määritelmästä ja lähteestä riippuen noin 33-45% hallitseva markkinaosuus. Alan on ennustettu kasvavan 9.5% vuositahtia vuoteen 2028 asti. EDA-markkina on triopolistinen eli siellä toimii kolme vallitsevaa toimijaa, jotka ovat Synopsys, Cadence Design Systems ja Siemens EDA. Vähäinen kilpailu ja korkea teknologinen kynnys synnyttää korkeat markkinoille tulon kustannukset, mikä tarkoittaa, että täysin uusien toimijoiden on erittäin vaikea murtautua markkinoille. Näistä kolmesta toimijasta Synopsys on myös uranuurtaja tekoälyn käytössä EDA-suunnittelussa.
‍

Lähde: https://seekingalpha.com/article/4595613-synopsys-eda-market-dominance

Chippien ollessa yhä monimutkaisempia ja pienempiä, ihmisen kyky suunnitella tai edes ymmärtää niiden rakennetta on hyvin alkeellinen. Siksi suunnittelussa luotetaan huipputeknisiin ohjelmistoihin. Sovelluksen avulla piiriä on mahdollista kehittää merkittävästi pienemmäksi (vähemmän loogisia portteja) ja huomattavasti nopeammaksi (lyhyempi kriittinen polku piirin läpi). Ohjelmisto simuloi chippien toimintaa lämpö- ja sähköfysiikan perusteella lähes atomitasolla mahdollistaen huipputarkan testaamis- ja optimointiprosessin.

‍

Yksi Synopsyksen keskeisistä vahvuuksista on nykyisten asiakkaiden korkeat vaihtamiskustannukset. Kun sirujen suunnittelijat ja valmistajat ottavat käyttöön Synopsyksen ohjelmistoja, siirtyminen toiseen palveluntarjoajaan on kallista ja aikaavievää. Tämä tekee Synopsyksestä asiakkailleen pitkäaikaisen kumppanin, minkä vuoksi asiakasuskollisuus on erittäin vahvaa. Yhtiön tuotteet ovat niin syvällä sirujen suunnitteluprosessissa, että niitä on käytännössä mahdoton korvata ilman tuntuvia liiketoimintahäiriöitä. Synopsyksen tuotteita käyttävät muun muassa maailman isoin siruvalmistaja TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturng Co) sekä maailman isoin yhtiö NVIDIA, joka on tekoälymurroksen merkittävä taustavoima.

Suunnitteluautomaatio-ohjelmistot on Synopsyksen päätuote, joka vastaa noin 65% yhtiön liikevaihdosta. Toiseksi tärkein tulonlähde ovat patenttitulot, jotka muodostavat 25% yrityksen liikevaihdosta. Patenttitulot koostuvat tekijänoikeusmaksuista Synopsyksen suunnittelemista uudelleenkäytettävistä chippidesigneista, joita asiakkaat voivat hyödyntää tuotteissaan. Tällaisia voivat olla esimerkiksi erilaiset Synopsyksen muistikomponenttidesignit.

Puolijohdeteollisuuden tuotantoketju:

Piin matka alkuaineesta älypuhelimeen on monivaiheista ja mikroskooppisen tarkkaa työtä. HCP Focuksen salkusta löytyy omistuksia puolijohdeteollisuuden alku-, keski- ja loppuvaiheesta. Synopsys edustaa tuotantoketjun alkupäätä tarjoamalla suunnittelutyökaluja, ASML hoitaa varsinaisen valmistusvaiheen teknologian, ja NVIDIA toimii merkittävänä loppuasiakkaana. Tuotantoketjun varrelta löytyy runsaasti muitakin yhtiöitä, mutta oman analyysimme mukaan nämä kolme yhtiötä ovat pitkällä tähtäimellä kaikista houkuttelevimpia (muun muassa dominoivan markkina-aseman vuoksi).

Voidaan myös ajatella, että HCP Focuksen alustayhtiöt, kuten Meta Platforms (Facebook, WhatsApp ja Instagram) tai Airbnb ovat puolijohdeteollisuuden asiakkaita, koska ne hyödyntävät toiminnoissaan pilvilaskentatehoa. Myös molempien yhtiöiden asiakkaiden päätelaitteet ovat tietokoneita tai puhelimia. Mainittakoon myös Llama, joka on Metan itse kehittämä tekoälymalli. Seuraavassa osiossa käyn pääpiirteittäin läpi puolijohdeteollisuuden tuotantoketjun piikiekosta kuluttajaan.

1. Suunnitteluvaihe

Kauimpana valmiista tuotteesta ovat Synopsyksen kaltaisten yhtiöiden tuottamat suunnitteluautomaatio-ohjelmistot. Tässä vaiheessa tuottajalla on vaihtoehto suunnitella chippi itse, kuten esimerkiksi NVIDIA tekee, tai hyödyntää tuottajan valmistamaa uudelleenkäytettävää patenttia. Ohjelmisto auttaa suunnittelussa, optimoinnissa sekä toimivuuden testaamisessa ennen varsinaisen chipin valmistusta. Ohjelmistot hyödyntävät tekoälyä monimutkaisten piirioptimointien taustalla. Eri lähteiden arvioiden mukaan piiritason optimoinnit ovat tehostaneet digitaalista laskentatehoa yli tuhat- tai jopa miljoonakertaisesti.

‍

Matka Foundrylta loppuasiakkaalle
Suunnittelun jälkeen siirrytään valmistusvaiheeseen, jossa chipin valmistus aloitetaan piikiekosta tai käyttöolosuhteista riippuen lasikiekosta. Japanilaiset Shin-Etsu Chemicals ja Sumco valmistavat suurimman osan puhtaasta esiprosessoidusta piistä valmistetuista piikiekoista. Merkittäviä chippien tuotantolaitoksia, eli foundryja tai fabeja, ovat muun muassa maailman suurin puolijohdevalmistaja TSMC sekä Samsung ja Intel.

‍

2. Kasvatusvaihe

Kasvatusvaiheessa piikiekko päällystetään eli siihen muodostetaan määrätty atomitason rakenne. Tämä rakenne seuraavaksi “tulostetaan” piikiekon pinnalle litografiaprosessin avulla. Tämä vaihe voidaan laitteen toivottujen ominaisuuksien mukaan tehdä erilaisilla kemiallisilla menetelmillä, kuten kemiallisella höyrystyskasvatuksella (CVD) tai sen erityismuodolla, atomikerroskasvatuksella (ALD). Tärkeimpiä yhtiöitä kasvatuslaitteistojen valmistuksessa ovat muun muassa Lam Research ja Applied Materials.

3. Litografiavaihe

Chippien valmistamisessa tarvitaan huipputeknisia litografialaitteita. Litografia on prosessi, jossa piikiekon pinnalle muodostetaan haluttu piiri. Valo (tai ultraviolettivalo EUV-laitteistossa) kulkee maskin läpi valolle herkän resistikerroksen päälle muodostaen halutun piirikuvion. Valotuksen jälkeen resistikerros altistetaan pesulle: valotetut kohdat joko irtoavat tai jäävät paikoilleen, riippuen resistin tyypistä. Pesun jälkeen resistiä jää vain niihin kohtiin, joiden ei haluta syöpyvän. ASML:n valmistamat huipputekniset Extreme Ultaviolet -laitteet (EUV) ovat tällä hetkellä ainoita laitteita maailmassa, jotka pystyvät pian piirtämään jopa kolmen nanometrin kokoista piiriä. ASML:n laitteet ovat myös kategoriassaan markkinajohtaja.

4. Etsausvaihe

Litografiavaiheen jälkeen ei-toivottu materiaali poistetaan tai syövytetään piikiekosta etsauslaitteiston avulla. Märkäetsauksessa materiaali poistetaan hapolla syövyttämällä tai kuivaetsauksessa plasmalla tai kaasulla. Tämä kasvatus-litografia-etsaus -vaihe toistetaan uudestaan lukemattoman monta kertaa, kunnes piikiekon nanometritason rakenne ja logiikka ovat valmiita. Rakenne koostu vuorotellen eriste-, puolijohde-, ja johdetasoista, jotta chippiin saadaan haluttu toiminnallisuus. Piikiekkoja voidaan myös kasata päällekkäin täytekakun lailla saadakseen vielä monimutkaisempia rakenteita. Muun muassa Lam Research, Tokyo Electron ja Applied Materials valmistavat etsauksessa käytettävää teknologiaa.

5. Testaaminen

Viimeisenä osana tuotantoketjua chippien mekaaninen sekä sähköinen toimivuus testataan. Tähän voi sisältyä muun muassa kuumentamista, kylmentämistä ja yksittäisten sirujen elektronisen toimivuuden testausta mikroskooppisilla neuloilla. Tämän jälkeen kiekot sahataan yksittäisiksi komponenteiksi. Matka tästä eteenpäin tuotantoketjussa on usein moniportainen ja osa käy usean eri kokoonpanijan ja välitoimittajan kautta ennen päätymistä kuluttajalle tai teollisuuteen.

Lopputuotteet päätyvät monenlaiseen eri käyttöön elektroniikkateollisuudessa, sillä mikropiirejä löytyy lähes kaikesta modernista elektroniikasta. Chippien käyttökohteet vaihtelevat laajasti: suurikokoiset prosessorit tarjoavat laskentatehoa tietokoneille ja palvelimille, kun taas pienikokoiset ASIC-piirit suorittavat tiettyjä tehtäviä optimoidusti ja energiatehokkaasti. Mikropiirejä löytyy myös edistyneistä sensorijärjestelmistä, kuten luistonestojärjestelmistä tai sydämentahdistimista, jotka vaativat nopeaa mittausdatan esiprosessointia. Jonkinasteista digitaalista laskentaa tapahtuu lähes kaikissa elektroniikkalaitteissa, olipa kyseessä älypuhelin, kodinkone tai ajoneuvo. Arkinen esimerkki lopputuotteesta voi olla esimerkiksi Applen iPhone-puhelimet. Iso loppukäyttäjä on myös esimerkiksi NVIDIA:n näytönohjaimet, joiden tehoa käytetään valtavissa määrin nykyisten kaupallisten ja teollisten tekoälymallien, kuten esimerkiksi ChatGPT:n taustalla.

Kasvunäkymät

Synopsyksen kasvunäkymät ovat vahvasti sidoksissa puolijohdeteollisuuden jatkuvaan kehitykseen ja digitalisaation laajenemiseen eri teollisuudenaloilla. Teknologinen kehitys vaatii jatkuvasti monimutkaisempaa ja pienempää piirisuunnittelua ja tarkempaa simulointia. Elektroniikkavalmistajat pyrkivät tuotteissaan energiatehokkuuteen ja ekologisuuteen, mihin tehokkaammat piirit ovat ratkaisu. Teknologiset ajurit, kuten tekoäly, 6G-verkot sekä autoteollisuuden kehitys ovat osa kasvavaa asiakaskuntaa entistä kehittyneimmille puolijohteille. Synopsys harjoittaa myös aktiivista yritysostostrategiaa, kuten esimerkiksi markkinoita johtavan piirisimulaatioyhtiön Ansyksen hankinta tänä vuonna.

Keskeisimmät uhkat

Isoimpana uhkana näemme lähimpien kilpailijoiden, kuten Cadence Design Systemsin ja Siemens EDA:n yllättävät voitot markkinaosuudessa. Pidämme tätä kuitenkin epätodennäköisenä Synopsyksen merkittävän koon, markkinaosuuden, vaihtamiskustannusten ja uskollisten suuryhtiöasiakkaiden vuoksi. Mahdollisen tekoälykuplan myötä volatiliteettia on varmasti lähivuosina odotettavissa, mutta näemme, että tekoäly on vain yksi osa Synopsyksen laajaa asiakaskuntaa, chippikysynnän ollen kuitenkin kasvuradalla seuraavina vuosikymmeninä.

Yhteenveto

Synopsyksessä yhdistyvät melkein kaikki Focus-yhtiölle ihanteelliset piirteet: lähes monopolimainen asema, houkutteleva ja sitova liiketoimintamalli, korkeat alalle tulemisen esteet ja erinomaiset tulevaisuudennäkymät. Näemme, että vihreä siirtymä, tekoäly ja digitalisaatio ovat merkittävimmät megatrendit Synopsyksen kaltaisten yhtiöiden taustalla. Liiketoiminta ei sido suurta määrää pääomaa fyysisten tehtaiden ja laitteiston ylläpitoon sekä numeerisesti EVA:n (Economic Value Added) kautta näemme yhtiön tuottavan edelleen merkittävää lisäarvoa ja ollen samalla kohtuullisesti hinnoiteltu pitkän aikavälin kasvupotentiaaliin nähden.

Teemu Pakarinen
HCP Focus -salkunhoitotiimin jäsen

Lue lisää HCP Focuksen sijoitusfilosofiasta blogikirjoituksistamme.
‍

Ehdit vielä mukaan joulukuun merkintäpäivään 30.12 mennessä. Tee merkintä osoittessa hcp.fi/tee-merkinta.

Tämä kirjoitus on tarkoitettu esittelemään Synopsys yleisluonteisesti HCP Focus-rahaston asiakkaille. Kyseessä ei ole syväluotaava analyysi, eikä sitä ole sellaiseksi tarkoitettu. Olemme HCP:llä tuottaneet erikseen sisäiseen käyttöön yhtiöistä analyysejä sijoituspäätöksen tueksi.