Trung Quốc tạm dừng nỗ lực về chip tiên tiến

Nỗ lực của Bắc Kinh nhằm bắt kịp các chip tiên tiến đang bị đình trệ khi nước này chuyển sự chú ý sang các “nút trưởng thành” (mature node) – các loại chip sử dụng công nghệ thấp hơn.

South China Morning Post dẫn lời các nhà phân tích và ngành công nghiệp bán dẫn cho biết, Trung Quốc buộc phải thực hiện một sự điều chỉnh trong xu hướng tự lực bán dẫn, tạm ngưng nỗ lực về chip tiên tiến, chuyển tập trung sang thúc đẩy sản xuất các công nghệ trưởng thành trong khi đặt mục tiêu bắt kịp các nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới.

Trung Quốc đang phải đối mặt với thực tế khắc nghiệt rằng cơ hội tự cung tự cấp về chip tiên tiến là tham vọng xa vời

Giảm sự phụ thuộc vào công nghệ Mỹ

Sự thay đổi này đưa ra cảnh báo về nhiệm vụ của Bắc Kinh nhằm cắt giảm sự phụ thuộc vào công nghệ Mỹ. Bất chấp ý chí chính trị mạnh mẽ từ Chủ tịch Trung Quốc Tập Cận Bình, sự hỗ trợ tài chính hào phóng từ chính phủ và sự nhiệt tình của các công ty trong nước, Trung Quốc đang phải đối mặt với một thực tế khắc nghiệt rằng cơ hội tự cung tự cấp về chip tiên tiến là tham vọng xa vời.

Một mặt, Trung Quốc có thể giảm bớt sự thiếu hụt nguồn cung bằng cách thúc đẩy sản xuất chip cấp thấp hơn được sử dụng trong ô tô và thiết bị gia dụng. Nhưng mặt khác, nước này vẫn phải dựa vào tấm wafer của Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC) và Samsung Electronics để sản xuất chip tiên tiến trong những năm tới, nếu không muốn nói là hàng thập niên, ngay cả khi các công ty thiết kế vi mạch của đại lục có thể thiết kế những loại chip cao cấp này.

Hãng sản xuất chất bán dẫn tiên tiến nhất Trung Quốc Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) có thể sản xuất chip nút 14nm và đang xây dựng các nhà máy mới ở Bắc Kinh, Thâm Quyến cho chip công nghệ nút 28nm. Mặc dù nhu cầu về các nút công nghệ trưởng thành hơn rất mạnh, nhưng SMIC vẫn đi sau những người chơi tiên tiến vài thế hệ khi nói đến lợi thế dẫn đầu. Hiện chỉ có ba nhà sản xuất chip trên thế giới là TSMC, Samsung và Intel ở lại trong cuộc đua dưới 10nm. Như vậy, việc các công ty Trung Quốc chuyển sang tập trung nguồn lực vào công nghệ trưởng thành, nơi có thị trường đang sẵn sàng và nhu cầu mạnh mẽ, là điều hoàn toàn hợp lý. SMIC cho biết phần lớn chi tiêu vốn năm sẽ được dành cho tăng cường công suất ở các nút trưởng thành.

“Không có triển vọng thực tế nào về việc Trung Quốc có thể sánh ngang với năng lực của các nhà sản xuất chất bán dẫn hàng đầu thế giới trong vài năm tới”, Tilly Zhang, chuyên gia phân tích của công ty nghiên cứu Gavekal Fathom China, viết trong một báo cáo nghiên cứu.

Nguyên nhân chính cho điều này là Trung Quốc thiếu khả năng tiếp cận với các máy in thạch bản cực tím (EUV), công nghệ do công ty ASML của Hà Lan độc quyền, vốn cần thiết để sản xuất chip 7nm trở xuống.

Các nhà sản xuất chip nội địa, cũng như các nhà máy ở đại lục do các công ty nước ngoài như SK Hynix vận hành, không thể cung cấp thiết bị tinh vi do lệnh trừng phạt từ phía Mỹ. Nhà sản xuất in thạch bản duy nhất của Trung Quốc là Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) được nhà nước hậu thuẫn. Được biết, thiết bị của SMEE chỉ có khả năng tạo ra chip ở nút 90nm. Thị trường máy in thạch bản, in các mẫu mạch rất phức tạp lên tấm wafer silicon, được kiểm soát 99% bởi ASML và các công ty Nhật Bản như Nikon, Canon.

Theo các nhà phân tích, không nên đổ lỗi cho Trung Quốc về những thất bại trong việc tự sản xuất công cụ và linh kiện phức tạp như vậy, vì rất ít quốc gia có thể làm được. Ví dụ, ASML phụ thuộc vào nhiều nhà cung cấp cho các bộ phận được sử dụng trong hệ thống in thạch bản, với các thấu kính quan trọng đến từ hệ thống quang học Carl Zeiss của Đức.

Theo ông Xiang Wensheng, tổng giám đốc Jiangsu Aisen Semiconductor Material, trong những năm gần đây các nhà cung cấp Trung Quốc đã đạt được một số tiến bộ trong việc phát triển chất liệu quang học cao cấp, vật liệu được sử dụng trong quá trình in thạch bản. Mặc dù máy EUV bị hạn chế bán cho Trung Quốc dưới áp lực của Mỹ, nhưng các máy quét tia cực tím sâu (deep ultraviolet – DUV) thế hệ trước thì không. Điều đó có nghĩa là Trung Quốc không phải chịu áp lực tìm máy quét thay thế khi mở rộng công suất. Theo Reuters, ASML tháng trước cho biết nhu cầu đối với máy quét DUV và các thế hệ máy quét cũ vẫn mạnh ở đại lục, lên tới khoảng 2 tỉ euro (khoảng 2,3 tỉ USD) doanh thu vào năm 2021.

Bên cạnh thiết bị sản xuất, Trung Quốc cũng dựa vào sở hữu trí tuệ (intellectual property – IP) và các công cụ thiết kế chip gọi là phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử, một lĩnh vực khác do Mỹ thống trị. Kristine Lau, chuyên gia tại công ty nghiên cứu Third Bridge, cho biết sự phụ thuộc vào phần mềm đã bị bỏ qua giữa lúc tập trung vào các thiết bị sản xuất chip như EUV. Ví dụ, công ty Arm của Anh đã cấp phép IP chip của mình cho hơn 250 công ty Trung Quốc, bao gồm Huawei Technologies và T-Head, đơn vị thiết kế chip của Alibaba Group Holding. Hơn 20 tỉ chip dựa trên kiến ​​trúc Arm đã được các đơn vị cấp phép Trung Quốc tiến hành. “Đối với phần mềm này, bạn thậm chí không biết liệu mình có thể phát triển một phần mềm tương tự hay không vì bạn cần có mối quan hệ chặt chẽ với toàn bộ chuỗi cung ứng”, bà Lau nói.

“Vẫn còn nhiều đất để đi”

Ngay cả khi không có hy vọng làm chủ ngay lập tức các chip tiên tiến, sản lượng ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc vẫn tăng trưởng nhanh chóng trong vài năm qua nhờ tài trợ của chính phủ, thị trường nội địa lành mạnh và sự thèm khát chip của các hãng công nghệ lớn như Huawei. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Trung Quốc, trong giai đoạn 2015 – 2020, ngành công nghiệp vi mạch (integrated circuit – IC) của Trung Quốc, bao gồm thiết kế, sản xuất, đóng gói và thử nghiệm, đã tăng trưởng với tốc độ hằng năm 20%, đạt 128 tỉ USD.

Gokul Hariharan, đồng trưởng bộ phận Nghiên cứu TMT châu Á – Thái Bình Dương tại ngân hàng đầu tư Mỹ J.P. Morgan, cho rằng các công ty Trung Quốc có cơ hội tốt hơn để giành thị phần chip hàng hóa, vốn đang cần số lượng lớn để sử dụng trong ứng dụng điện, vi điều khiển và ô tô, vì chúng có thể được sản xuất với công nghệ đã có tuổi đời từ 10 đến 15 năm.

“Đó là những lĩnh vực mà tôi nghĩ có thể thấy sự cạnh tranh của Trung Quốc xâm nhập và chiếm thị phần. Họ vẫn còn nhiều đất để đi ngay cả khi đó là nhu cầu nội địa thuần túy, vì nó mang lại nhiều tăng trưởng cho những công ty như vậy”, ông Hariharan nói.

Tốc độ mở rộng điên cuồng ở Trung Quốc và trên toàn thế giới đã làm nổi lên một số lo ngại rằng ngành công nghiệp bán dẫn có thể rơi vào tình trạng dư thừa công suất trong 2 – 3 năm tới do tính chất chu kỳ của thị trường. Tuy nhiên, Hariharan nói ông không nghĩ sẽ có một cuộc suy thoái lớn vào năm 2023 vì “nhu cầu vẫn tương đối tốt”.