CUỘC CHIẾN CỦA NHỮNG CON CHIP NHỎ BÉ

CUỘC CHIẾN CỦA NHỮNG CON CHIP NHỎ BÉ

Covid đã làm cho mọi sự, mọi việc của con người thay đổi và không như đại dịch ở những thế kỷ trước, đại dịch Covid xảy ra lần này trong bối cảnh mà công nghệ đã bước vào trong đời sống của nhân loại và như vậy là nhu cầu của điện thoại di động, máy tính, internet và mọi thứ máy móc hiện nay đều dùng chip.

 

Bài Phương Hưng Ảnh DO CAO NGUYEN (hien:)

 

 

Phân bố Chip

 

Hiện nay mỗi năm thế giới sản xuất ra khoảng 1 trillion (1.000 tỷ) con chip và mỗi một người trong chúng ta sử dụng trung bình là 128 con chip trong 1 năm. Theo thống kê những lĩnh vực sử dụng chip được phân bổ như sau:

• 33% Communication – truyền thông

• 28% Computer

• 11.9% Các ngành công nghiệp

• 13.3% Các máy móc gia dụng (Consumer)

• 12.2% Công nghiệp xe hơi

• & 1.3% Chính phủ

 

Nhìn chung từ 10 năm qua, các công ty High Tech của Âu châu đang lùi dần vào bóng tối và cuộc đua trên thị trường làm chip điện tử chỉ còn lại các đại gia của Hoa Kỳ và Á châu. Bức tranh toàn cảnh về giá trị của ngành chất bán dẫn điện tử (Semiconductor) của thế giới đạt 412 tỷ USD cho năm 2019 và 439 USD cho năm 2020; nghĩa là tăng 6.5%. Góp phần cho doanh số trên, phải kể đến 3 đại gia: Intel (Mỹ) 73.09 tỷ USD, Samsung (Hàn Quốc) 60.48 tỷ USD và TSMC (Đài Loan) 45.52 tỷ USD. Tuy nhiên 45.52 tỷ USD của TSMC – Taiwan Semicondutor Manufacturing Corp. là doanh số ròng của thị phần làm chip nên nó chiếm hơn 51.5% thị phần chip của thế giới.

 

Xưa kia người ta nói đến vàng đen là dầu hỏa có thể làm khuynh đảo thị trường thế giới thì ngày nay sản phẩm có uy lực lại là con chip nhỏ bé.

 

Có 5 công đoạn để hình thành việc sản xuất chip như sau:

1) Instruction Set Architecture (ISA) – Kiến trúc máy tính

2) Chip Design – Thiết kế chip

3) Fabrication – Nhà máy sản xuất

4) Equipment & Software – Thiết bị và Phần mềm

5) Packaging – Đóng gói

 

Các bước chế tạo chip

 

Bỏ qua phần 1) ISA và phần 5) Đóng gói, chúng tôi muốn đi sâu vào các phần như:

2) Chip Design – Thiết kế chip

Thiết kế chip bao gồm phát họa sơ đồ mạch điện, quyết định bao nhiêu con chip chính, bao nhiêu bộ phận cấu thành hệ thống như bộ nhớ (memory),… và cuối cùng là bản vẽ thiết kế (blueprint) để sản xuất.

Các công ty thiết kế chip lớn trên thế giới bao gồm AMD (Hoa Kỳ), Amazon (Hoa Kỳ), Apple (Hoa Kỳ), Google (Hoa Kỳ), HiSilicon do Huawei sở hữu (China), Intel (Hoa Kỳ), Mediatek (Taiwan), Microsoft (Hoa Kỳ), NVIDIA (Hoa Kỳ), Qualcom (Hoa Kỳ), Samsung (Hàn Quốc).

 

3) Fabrication – Nhà máy sản xuất Chip

Khởi đi từ những năm 1947 tại Bell Labs, ba nhà khoa học mà sau này có giải Nobel là William Bradford Shockley, John Bardeen, Walter Brattain đã cho ra đời Transistor. Đây là nền tảng để làm ra chip sau này. Transistor là chữ ghép của "Transfer" và "resistor", tức là điện trở chuyển đổi. Theo thời gian từ 2004 con chip với cỡ lớn 90 Nano đã xuống còn 65 Nano cho năm 2006, rồi 45nm (2007), 40 (2008), 28 (2011), 20 (2014), 16 (2015), 10 (2016), 7 (2017) và 5nm cho năm 2019. Trong nay mai những con chip với 3nm, 2nm và 1nm sẽ ra đời. Ngày nay, khả năng của những con chip phức tạp đã có thể chứa lên đến 11.8 tỷ Transistor.

 

Lộ trình phát triển chip

 

Theo thông tin từ Mckinsey, vì tính chất phức tạp của công việc sản xuất chip nên việc đầu tư sản xuất chip cần có số vốn từ 2 hoặc 3 tỷ USD cho đến 10-20 tỷ USD tùy thuộc vào kích cở lớn nhỏ của chip. Điều đáng nói là máy móc trong ngành này rất mau lỗi thời và phải 5 năm sau mới nói chuyện có lãi. Do đó, trên thế giới không còn nhiều công ty theo đuổi công việc làm chip và đây là bức tranh toàn cảnh của những công ty sản xuất chip trên thế giới.

Theo thông tin từ Mckinsey, vì tính chất phức tạp của công việc sản xuất chip nên việc đầu tư sản xuất chip cần có số vốn từ 2 hoặc 3 tỷ USD cho đến 10-20 tỷ USD tùy thuộc vào kích cở lớn nhỏ của chip. Điều đáng nói là máy móc trong ngành này rất mau lỗi thời và phải 5 năm sau mới nói chuyện có lãi. Do đó, trên thế giới không còn nhiều công ty theo đuổi công việc làm chip và đây là bức tranh toàn cảnh của những công ty sản xuất chip trên thế giới.Được biết trong những năm tới, TSMC, Samsung và Intel sẽ đầu tư trên dưới 100 tỷ USD để mở nhà máy trên đất Mỹ cũng như tại Đài Loan và Hàn Quốc. Đầu năm nay, Hàn Quốc đưa ra một chiến lược được gọi là K-Semiconductor Strategy hay còn gọi là K-Chip Belt với mục đích nối tất cả các công ty tại Hàn Quốc từ thiết kế chip, sản xuất chip cùng với các công ty cung cấp các thiết bị cho ngành Semiconductor hợp lại thành một hệ sinh thái (Ecosystem) nên họ đã thuyết phục được ASML đến Hàn Quốc mở nhà máy.

 

4) Equipment & Software – Thiết bị và Phần mềm

Công việc thiết kế và sản xuất chip thường trải qua chừng 50 quy trình với hơn 3.000 công đoạn và sau hơn 50 năm phát triển, ngành Semiconductor đã kết nối, tương hỗ và hòa quyện trong việc sử dụng các phát minh, các sáng chế qua lại trong một hệ sinh thái mà không có một quốc gia nào có thể tự đứng một mình để sản xuất chip được. Lấy 2 ví dụ thực tế về:

• Software thiết kế chip: Trong việc thiết kế chip người ta thường sử dụng 3 Software chính để design là Synopsys và Cadence của Mỹ hay Metrographics thuộc Siemens của Đức.

• Equipment – Thiết bị: Một công đoạn then chốt trong việc sản xuất chip là việc đốt/khắc/cắt/in thiết kế hay còn gọi là Blueprint lên Silicon Wafer thì người ta phải dùng tia tử ngoại đặc biệt – Extreme Ultraviolet Lithography Machine của ASML (Hà Lan). Được biết hàng năm ASML chỉ sản xuất 25 chiếc máy với giá trị 130 triệu USD/chiếc mà đơn hàng của TSMC chiếm hơn một nửa.

Trên thế giới, ASML là công ty duy nhất chế tạo ra loại máy này. Qua hơn 20 năm phát triển, ASML có khoảng 17 đối tác và những đối tác này lại phụ thuộc vào 5.000 công ty khác chuyên cung cấp linh kiện cho họ. Điều đáng nói là trong 5.000 công ty này người ta thấy tên tuổi của các công ty Trung Quốc là rất hạn chế, bởi những công việc này là rất đặc thù. Nó có tính nghiên cứu và khoa học nên Hoa Kỳ luôn dẫn đầu và trở thành cái nôi của ngành Semiconductor từ việc sở hữu số lượng các bằng sáng chế, các Software, Tools, và Equipment trong hệ sinh thái này (Ecosystem).

 

Các công ty trong ngành sản xuất chip

Là doanh nhân, cựu Tổng thống Trump đã thấy ra được thế mạnh của Hoa Kỳ trong ngành Semiconductor nên ông ta đã sử dụng nó để "bóp chết" tác động lên đại công ty Huawei. Do vậy, năm 2020 thị phần SmartPhone của Huawei ngoài Trung Quốc đang trên đà qua mặt cả Apple lẫn Samsung chiếm lĩnh 25% thì từ đầu năm này 2021 nó tuột dốc thê thảm xuống còn có 4%.

 

KT&ĐS: Trong nhiều buổi mạn đàm với bạn bè, câu hỏi mà nhiều người thắc mắc là tại sao Trung Quốc không thực hiện được việc sản xuất chip mà Đài Loan lại làm được?

 

Thành tựu mà Đài Loan có được của ngày hôm nay là khởi đi từ những năm 1950-1960, Tưởng Giới Thạch đã cho 5-10.000 du học sinh qua Mỹ tập trung học công nghệ Semiconductor và ông đã gầy dựng tại Đài Bắc một trung tâm Cao kỹ (kỹ thuật cao). Không như các nước khác xây dựng và phát triển nhiều mặt thì Đài Loan chỉ tập trung vào ngành công nghiệp Semiconductor cả về giáo dục từ nền tảng ở cấp tiểu học cho đến đại học. Rồi từ đó, khu công nghệ cao Tân Trúc (Hsinchu), Silicon Valley của Đài Loan hình thành nằm cách Đài Bắc chừng 80-90km hướng Tây Nam. Đây là một định hướng từ một tầm nhìn vĩ mô với sự đồng lòng, quyết tâm từ chính quyền, người dân và doanh nghiệp. Có thể nói, nhờ vào uy tín của vợ chồng Trưởng Giới Thạch và Tống Mỹ Linh nên Đài Loan sớm có được sự hậu thuẩn và ủng hộ từ cộng đồng quốc tế. Chúng tôi có cái may mắn là đã nhiều lần đến Đài Loan làm việc như một kỹ sư CNTT vào những năm 1997-1999.

 

40 năm qua, Trung Quốc đã rất nỗ lực theo kịp phương Tây trong một số ngành nghề như xe hơi, hàng gia dụng, hàng điện tử, các phần mềm ứng dụng… nên CCP nghĩ rằng công nghiệp làm chip chắc cũng sẽ như vậy.

 

Trên thực tế, ngành công nghiệp Semiconductor nó hoàn toàn khác hẳn. Nó đòi hỏi cần một nền tảng khoa học kỹ thuật có bề dày, chiều sâu, đặc biệt là khoa học cơ bản được đào tạo bài bản từ các trường đại học chuyên ngành, từ các học viện tinh sâu để nó có thể gầy dựng ra những công ty bao gồm những con người có kiến thức cao, xuất sắc về toán, vật lý, hóa học, điện, điện tử và điện toán… mà điều này là yếu điểm của Trung Quốc. Bằng chứng là ngày 11.10.2021 vừa qua giải Nobel vừa công bố kết thúc nâng tổng số người Mỹ đạt giải Nobel năm nay lên 8 trên 13 giải tổng cộng. Tính từ 1901 khi giải Nobel được trao lần đầu tiên. Sau 120 năm, người Mỹ giành được 400 giải Nobel đứng đầu bảng, thứ đến là Anh Quốc với con số 138 và Đức Quốc 111 còn Trung Quốc chỉ có được 3 giải mà không có giải nào về khoa học. Trong khi đó, 3 giải của Đài Loan lại là vật lý và hóa học cũng như trong 50 đại học danh giá của thế giới thì Trung Quốc có được 2 đại học nhưng nó nằm ở gần cuối bảng.

 

Kết luận

Từ những yếu tố trên, nó cho chúng ta thấy bức tranh tổng thể của ngành Semiconductor là ngoài việc có tiền thì yếu tố nhân tài và hệ sinh thái là vô cùng quan trọng mà điều này là yếu điểm của Trung Quốc.

 

Cùng với đó, chính quyền Biden vẫn giữ nguyên chính sánh đối ngoại bao vây Trung Quốc theo con đường đã được chính quyền Trump vạch. Nghĩa là đưa các công ty Trung Quốc vào danh sách đen là không mua được chip, không nhờ sản xuất giùm được chip và không cho sử dụng software để thiết kế chip. Sắc lệnh này không những áp dụng cho các công ty của Mỹ mà có hiệu lực đối với những công ty đồng minh của Mỹ.

• Do vậy, từ ngày Trung Quốc công bố Made in China 2025 và China AI 2030 cũng như đổ vào lĩnh vực này chừng 1.400 tỷ USD thì tại Trung Quốc đã có 66.500 thực thể đăng ký thành lập công ty thuộc ngành Semiconductor, nhưng trong thời gian gần đây rất nhiều tập đoàn và công ty đã rời cuộc chơi vì phá sản như Wuhan HongShin, 2) Guangdong Hygiene, 3) Jangsu Zhongjin, 4) HIDM, 5) Chengdu Global Foundry, 6) Shanxi Kuntak & Qinghua Unigroup…

 

• Việc thiếu hụt chip từ 18-24 tháng sẽ tác động tiêu cực lên nền kinh tế toàn cầu mà nặng nề nhất là Trung Quốc. Việc thiếu chip sẽ dẫn đến việc mọi ngành nghề khác bị ảnh hưởng từ việc sản xuất xe hơi, hàng điện tử, truyền thông, computer, hàng gia dụng thậm chí cả việc chế tạo máy bay…

 

• Sự hãnh diện về mảng truyền thông 5G của Huawei đang thoái trào khi mạng 6G được triển khai với 21 thành viên bao gồm Apple, Google, Microsoft, Nokia, Qualcom, Samsung,… nhưng không có ZTE và Huawei tham dự. Nếu mạng 6G hình thành thì nó tượng tự như sáng kiến “Mạng Sạch - The Clean Network” của thời chính quyền Trump vận động và đây sẽ là một sự chia cách giữa thế giới phương Tây và Trung Quốc kiểu chiến tranh lạnh thời công nghệ.

 

Trong một buổi nói chuyện với Bloomberg New Economy, Yanhong Li “Robin” CEO của Baidu đã chia sẻ là ông mong muốn Hoa Kỳ và Trung Quốc nên hợp tác với nhau, đừng tách rời sẽ không có lợi cho đôi bên. Được biết 3 công ty công nghệ lớn của Trung Quốc có hình thức kinh doanh nhái lại giống hệt các công ty Mỹ là Alibaba ~ Amazon, Baidu ~ Google và Tencent ~ FaceBook.