Mỹ kiểm soát ngành công nghiệp sản xuất chip

Mặc dù ngành công nghiệp bán dẫn có tính chất toàn cầu, nền tảng của nó lại dựa rất nhiều vào Mỹ, cụ thể là Thung lũng Silicon.

Các công ty hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế chip đều là các công ty của Mỹ, gồm Cadence Design Systems, Synopsys và Ansys. Mentor Graphics, nhà cung cấp công cụ thiết kế chip lớn thứ ba thế giới, dù được mua lại bởi Siemens của Đức vào năm 2016, vẫn có các hoạt động lớn ở Mỹ. Bốn công ty này cùng nhau kiểm soát khoảng 90% thị trường thiết kế chip trên thế giới. Và bởi vì họ sở hữu nhiều tài sản trí tuệ cho việc thiết kế chip, nên vai trò của họ rất khó thay thế trong tương lai gần.

Khi việc sản xuất chip ngày càng trở nên phức tạp, chỉ còn Cadence và Synopsys đủ khả năng cung cấp các giải pháp toàn diện cho việc sản xuất chip tiên tiến. Huawei, mặc dù vẫn còn các công cụ thiết kế chip phiên bản cũ, nếu không có bản cập nhật và hỗ trợ từ các công ty Mỹ, sẽ rất khó giải quyết các vấn đề kỹ thuật phát sinh.

Hãng thiết kế chip ARM của Anh cung cấp cấu trúc thiết kế cho hơn 90% chip di động trên thế giới. Mặc dù có trụ sở chính tại Cambridge, ARM lại có trung tâm R&D tại Mỹ, do đó phải tuân theo các quy tắc xuất khẩu của Mỹ. “Rất nhiều tài sản sở hữu trí tuệ của ARM được đăng ký bản quyền trên đất Mỹ. Hơn nữa, bản thân ARM cũng đang phải dùng công cụ của các công ty Mỹ, như Cadence, trong quá trình hoàn thiện cấu trúc chip”, Geoff Blaber, Phó giám đốc bộ phận nghiên cứu tại công ty CCS Insight, giải thích.

Mọi công ty sản xuất chip trên thế giới đều phải dựa vào công cụ và bản quyền sở hữu trí tuệ của nhóm doanh nghiệp trên, từ Apple, Huawei, Sony, Samsung, SK Hynix, Kioxia, NXP, Qualcomm đến Nvidia, MediaTek, Broadcom và STMicroelectronics. Hiện tại chưa từng có ngoại lệ.

Ngày 17/8, Bộ Thương mại Mỹ đã cấm Huawei mua chip và các thành phần điện tử khác được phát triển hoặc sản xuất bằng công nghệ của Mỹ. Theo đó, các hãng trên thiết kế chip bán dẫn trên đều phải có giấy phép đặc biệt của Mỹ thì mới được hợp tác với Huawei.

Thật không may cho Huawei khi phần mềm, tài sản trí tuệ, công cụ và vật liệu thiết kế chip của Mỹ đều được sử dụng bởi các hãng, từ Qualcomm đến Samsung, MediaTek, Sony.

Thiết kế chỉ là một công đoạn trong chuỗi cung ứng chip do Mỹ kiểm soát. Sau khi các kỹ sư thiết kế ra một con chip, họ sẽ phải thuê một công ty khác gia công sản phẩm cuối cùng. Cũng giống giai đoạn thiết kế chip, bước chế tạo chip chủ yếu dựa vào thiết bị do Mỹ sản xuất.

Ba công ty Mỹ – Applied Materials, Lam Research và KLA-Tencor – cùng ASML của châu Âu và Tokyo Electron của Nhật Bản là 5 công ty đang thống trị ngành chế tạo chất bán dẫn tiên tiến.

ASML có trụ sở chính tại Hà Lan, nhưng máy móc của hãng được lắp ráp theo công nghệ Mỹ và một số thành phần quan trọng của máy EUV được chế tạo trên đất Mỹ. Công ty này đang bị kẹt giữa căng thẳng Mỹ – Trung khi không thể vận chuyển đơn hàng cho nhà sản xuất chip SMIC hàng đầu của Trung Quốc. Tokyo Electron cũng chẳng phải ngoại lệ khi phải dựa vào công nghệ của Mỹ để chế tạo máy của mình.

Mỹ cũng là quốc gia đi đầu trong ngành khoa học vật liệu và hóa chất, với các công ty như Dow DuPont, 3M, Corning. Mỗi hãng đều nắm giữ vị trí độc tôn trong quá trình sản xuất chip và màn hình điện thoại thông minh. Theo các chuyên gia pháp lý, phạm vi áp dụng của lệnh cấm mới với Huawei đã mở rộng ra ngoài lĩnh vực thiết bị bán dẫn, tới cả các thành phần điện tử quan trọng như tấm nền màn hình. Hầu hết việc sản xuất màn hình smartphone vẫn sử dụng vật liệu và máy móc được cung cấp bởi các công ty Mỹ, như Corning, 3M hay Applied Materials.

Theo Su Tze-yun, Giám đốc Viện Quốc phòng và Nghiên cứu An ninh Đài Loan, dù các đối thủ châu Á đã có thể cạnh tranh sòng phẳng trong thiết kế và chế tạo chip với các công ty Mỹ, họ vẫn chưa thể nắm được các công cụ cơ bản cũng như bằng sáng chế mà ngành công nghiệp bán dẫn này dựa vào. “Cuối cùng, Mỹ vẫn nằm quyền kiểm soát các phần mềm nền tảng, khoa học vật liệu, hóa chất và kim loại, cũng như các thiết bị cơ bản trong sản xuất chip và linh kiện điện tử”, ông Su nhấn mạnh. Hiện tại, TSMC là công ty gia công chip lớn nhất thế giới tính theo thị phần, còn Samsung là nhà sản xuất chip nhớ lớn nhất thế giới. Cả hai chỉ có thể sản xuất ra các chip cao cấp khi có trang thiết bị sản xuất tiên tiến của Mỹ.

Quá trình sản xuất chip càng hiện đại, càng khó thay thế trang thiết bị, bởi mỗi phần trong chuỗi sản xuất đó đều đã được thiết kế cẩn thận để đảm bảo hiệu quả và hiệu năng cao nhất cho sản phẩm. Do đó, Huawei và các công ty Trung Quốc sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm nguồn chip thay thế. Chiến lược “rũ bỏ sự phụ thuộc vào Mỹ” của chuỗi cung ứng công nghệ Trung Quốc đang đối mặt với cản trở quá lớn.

Trung Quốc đang đầu tư mạnh vào công nghiệp bán dẫn

Thời gian qua, Trung Quốc đã đầu tư mạnh vào ngành phát triển chip và đạt được một số thành công. SMIC và Yangtze Memory Technologies được kỳ vọng sẽ có thể cạnh tranh với Samsung và Micron. Tuy nhiên, các công ty này vẫn phụ thuộc vào nguồn cung thiết bị và vật liệu từ Mỹ.

Để hiện thực hóa tham vọng sản xuất chip, Trung Quốc đã “rót” hơn 340 tỷ nhân dân tệ (9 tỷ USD) vào quỹ Big Fund. Nước này năm ngoái đã thành lập sàn giao dịch chứng khoán công nghệ Shanghai STAR, một phiên bản tương tự sàn Nasdaq của Mỹ.

Roger Sheng, một chuyên gia phân tích của Gartner, cho biết: “Quyết định mở cửa sàn chứng khoán công nghệ STAR chứng tỏ sự ủng hộ rất lớn từ phía chính quyền Trung Quốc đối với các hãng sản xuất vật liệu bán dẫn. Nhờ vào hệ số giá trên lợi nhuận cao, những công ty bán dẫn của Trung Quốc không phải lo về ngân sách nghiên cứu lâu dài. Tuy nhiên, để có được thành quả thì vẫn phải chờ đợi”.