Decoupling và hiện trạng ngành bán dẫn Trung Quốc
Decoupling và hiện trạng ngành bán dẫn Trung Quốc
Mỹ đã lôi kéo hai đồng minh là Hà Lan và Nhật Bản để khép kín toàn bộ vòng vây đối với ngành sản xuất chip Trung Quốc. Hiện trạng và cơ hội của nước này sẽ ra sao?
Sau khi Thế chiến thứ hai kết thúc, thế giới bước sang một trang mới. Nhu cầu hàng hóa tăng cao khi các nước, đặc biệt là các nước châu Âu tái kiến thiết sau chiến tranh. Nền kinh tế toàn cầu trở nên bùng nổ, với hoạt động giao thương được diễn ra trên quy mô toàn cầu. Ngày nay, quá trình đó được biết đến với cái tên “Toàn cầu hóa”.
Sau 70 năm toàn cầu hóa, nền kinh tế thế giới đã kết nối một cách sâu sắc. Một sản phẩm mà bạn tiêu dùng, có thể đến từ một công ty có trụ sở tại Mỹ, nhưng được lắp ráp tại Trung Quốc, linh kiện của nó có thể đến từ Hàn Quốc, Nhật Bản, Đức, Đài Loan… trong nhưng những nguyên liệu để tạo nên những linh kiện đó, lại có thể đến từ Nam Phi, Congo, Australia hay Chile.
Nói cách khác, để tạo ra một sản phẩm cuối cùng mà bạn sử dụng, cần đến sự phối hợp của rất nhiều quốc gia trên thế giới, mà chúng ta gọi chung lại là, chuỗi cung ứng.
Trung Quốc, sau nhiều chục năm mở cửa và phát triển, không những hội nhập sâu vào chuỗi cung ứng toàn cầu mà còn trở thành một mắt xích không thể thiếu trong chuỗi cung ứng của nhiều sản phẩm. Ngày nay, Trung Quốc đã trở thành nền kinh tế lớn thứ hai thế giới, quốc gia có dân số đông lớn nhất thế giới. Trong những năm gần đây, Trung Quốc cũng tích cực hiện đại hóa quân sự và chú trọng phát triển công nghệ một cách nhanh chóng.
Tất cả những điều đó làm dấy lên lo ngại về mối đe dọa về nhiều mặt từ Trung Quốc trong giới chức tại Washington. Những tín hiệu đầu tiên của sự đối đầu giữa hai nước là từ chính sách chuyển trục châu Á của Hillary Clinton với tư cách Ngoại trưởng dưới thời Tổng thống Obama. Qua bốn nhiệm kỳ, 3 tổng thống, nước Mỹ đã xác định, phải “decoupling” với Trung Quốc, dù “decoupling” đến mức độ nào thì vẫn còn là vấn đề.
“Decoupling” ở đây, có thể hiểu là nỗ lực của Mỹ để tách các chuỗi cung ứng của mình và đồng minh ra khỏi tầm ảnh hưởng của Trung Quốc. Tuy nhiên, giới chức Mỹ cũng thừa hiểu rằng, với vị thế của Trung Quốc hiện nay trong chuỗi cung ứng, Mỹ không thể nào đá hoàn toàn Trung Quốc ra khỏi chuỗi cung ứng của mình, chưa nói đến của đồng minh. Có lẽ mà vì vậy, Mỹ chọn đánh thẳng vào lĩnh vực trọng yếu nhất, và cũng là tham vọng lớn nhất của Trung Quốc - Công nghệ.
Cấm vận Chips
Tháng 08/2022, Tổng thống Biden ký thành luật bộ luật CHIPS để thúc đẩy và hỗ trợ hoạt động sản xuất bán dẫn nội địa Mỹ với ngân sách 52 tỷ USD để hỗ trợ ngành chip Mỹ và 200 tỷ USD cho hoạt động nghiên cứu và phát triển.
Tháng 10/2022, Bộ Thương mại Mỹ đưa ra chính sách mới, hạn chế xuất khẩu các linh kiện, máy móc để sản xuất và các sản phẩm chip hiện đại sang Trung Quốc. Lệnh cấm này bao gồm cả các sản phẩm nội địa của Mỹ và các sản phẩm bên ngoài nước Mỹ nhưng có sử dụng công nghệ của Mỹ. Đồng thời, lệnh cấm này cũng cấm US person tham gia hỗ trợ, chuyển giao công nghệ sản xuất chip cho Trung Quốc.
26/01/2023, Mỹ, Hà Lan và Nhật Bản đạt được thỏa thuận ba bên để cấm toàn bộ hoạt động xuất khẩu linh kiện, thiết bị sản xuất chip sang Trung Quốc. Các chi tiết về thỏa thuận giữa ba nước hiện vẫn được giữ bí mật, có thể là đến khi cả ba nước hoàn thiện các điều luật cần thiết để thực thi lệnh cấm.
Các phân tích hiện tại đều tin rằng, những lệnh cấm sắp tới sẽ bao phủ toàn bộ các linh kiện và thiết bị sản xuất chip hiện đại có kích thước dưới 28nm. Mỹ, Hà Lan và Nhật Bản là những nước duy nhất sản xuất các thiết bị sản xuất chip trên thế giới.
30/01/2023, Mỹ dừng cấp phép cho các công ty Mỹ bán hàng cho Huawei, công ty từng là niềm tự hào công nghệ của Trung Quốc và cũng là nạn nhân đầu tiên trong quá trình “decoupling” giữa Mỹ và Trung Quốc.
Trong năm 2022, phản ứng trước những sức ép của Mỹ, Trung Quốc duy trì chính sách ngoại giao Wolf-Warrior, theo đúng kiểu, anh là nước lớn, chú giỏi thì nhào vô, anh chấp tất. Đồng thời trong khi đó, Trung Quốc tích cực xây dựng các fabs (các nhà máy sản xuất chip) non-A, tức các fab không sử dụng máy móc, công nghệ Mỹ. Tuy nhiên, với việc Mỹ thành công thuyết phục Hà Lan và Nhật tham gia cấm vận 3 bên, dường như hi vọng cuối cùng của Trung Quốc đã chấm dứt.
Phản ứng của Trung Quốc trước những động thái này khá ôn hòa so với chính sách Wolf-Warrior trước đây của họ. Giờ đây, các KOLs từ Bắc Kinh chỉ tập trung chỉ trích Mỹ đang vi phạm các nguyên tắc thương mại quốc tế, rằng Mỹ sẽ không thể nào đẩy Trung Quốc khỏi chuỗi cung ứng, cũng như khẳng định rằng các nước hợp tác với Trung Quốc sẽ có lợi ích hơn là nhập hội cùng với Mỹ.
Trung Quốc có những gì?
Trong khi chỉ trích và phản bác động thái “decoupling” của Mỹ, nhưng Trung Quốc cũng bận rộn không kém trong việc “decoupling” khỏi Mỹ. Cụ thể hơn là nỗ lực để có thể tự chủ trong hoạt động sản xuất chip.
Như đã nói ở trên, Trung Quốc đã tranh thủ quãng thời gian qua để xây dựng một bộ đệm, bao gồm các fab non-A đủ lớn để có thể duy trì hoạt động sản xuất chip cho đến khi các doanh nghiệp Trung Quốc có thể nội địa hóa được những thiết bị cần thiết.
Non-A fabs
Trước tiên, hãy đi sâu một chút về các thiết bị quang khắc. Trong bảng dưới đây:
Từ các thông tin hiện có thì lệnh cấm ba bên Mỹ, Hà Lan, Nhật sẽ bao phủ các thiết bị để chế tạo chip có tiến trình nhỏ hơn 28nm, tức sẽ ảnh hưởng đến các máy DUV ArFi. Đối với ASML, họ có các mẫu máy DUV ArFi khác nhau, có thể quan khắc chip với tiến trình khác nhau, cụ thể như sau:
Từ bảng trên chúng ta có thể thấy một số mẫu máy DUV của ASML vẫn có thể thực hiện quang khắc các chip có tiến trình 5 - 7nm. Thực tế thì cho tới hiện nay, các chip có tiến trình nhỏ hơn 7nm vẫn cần thực hiện song song EUV và DUV. Dù sao thì, ASML vẫn có thể cấu hình máy của mình để sản xuất các chip có tiến trình phù hợp với luật định. Tức Trung Quốc không thể tự táy máy để nâng cấp máy đang khắc chip 28nm thành máy khắc chip 7nm được.
Thực tế là từ khi Mỹ đưa ra cấm vận đơn phương hồi tháng 10 năm ngoái, ASML đã đưa ra thông báo với các khách hàng Trung Quốc việc dừng cung cấp các máy quang khắc có thể sản xuất chip dưới 28nm cũng như không nhận các đơn hàng mới từ Trung Quốc.
Theo một số nguồn tin thì các công ty bán dẫn Trung Quốc đã đặt hơn 30 máy DUV các mẫu NXT1970 và NXT1965CI, loại trên 28nm, từ ASML và sẽ nhận hàng trong năm 2024, do những loại máy này không chịu cấm vận.
Ngoài ra, Nikon của Nhật cũng sản xuất các loại máy tương tự. Trong năm 2020, Nikon có đơn hàng cho 14 máy, 7 máy trong năm 2021 và 4 máy trong năm 2022. Số máy này được cho là giao cho Intel, SMIC và Huawei, không rõ số lượng cụ thể của từng hãng.
Tin đồn cho biết, SMIC đã nhanh tay nhận được hai máy mẫu NXT2050CI, loại có thể sản xuất chip 7nm từ ASML trong năm 2021. Đây sẽ là cơ sở duy nhất để sản xuất chip tiên tiến cho Trung Quốc, với điều kiện chúng không hỏng hóc, hao mòn gì.
Sau khi ba nước Mỹ, Hà Lan và Nhật thống nhất việc cấm vận đối với bán dẫn của Trung Quốc, thì năng lực sản xuất chip của Trung Quốc sẽ duy trì ở mức 28nm trong một thời gian dài. Hai cỗ máy sản xuất chip 7nm không đủ để gánh một ngành công nghiệp, khi công suất của riêng chip 7nm của TSMC đã gấp 140 lần hai cỗ máy đó.
Tóm lại, các fab non-A của Trung Quốc chỉ có thể duy trì sự sống cho ngành bán dẫn nước này. Vậy nên, hi vọng lúc này của Trung Quốc trong việc “decoupling” sẽ dồn vào khả năng nội địa hóa các thiết bị chip của nước này.
Nội địa hóa
Một số cho rằng, những gì truyền thông quản bá về năng lực nội địa hóa ngành chip của nước này, là tự tin thái quá. Cách đây một thời gian, chúng ta bắt gặp hình ảnh bằng sáng chế về máy quang khắc EUV của Huawei trôi nổi trên mạng. Hãy giả sử bằng sáng chế đó là thật và thực sự có hiệu quả, sẽ còn mất nhiều năm để cỗ máy đó có thể bắt tay sản xuất chip.
Một cỗ máy phải được lắp ráp, ít nhất là một bản mẫu (prototype) rồi sao đó phải trả qua các đợt kiểm thử mới có thể bắt đầu sản xuất chip. Tuy vậy, không phải đi vào sản xuất là xong. Hoạt động sản xuất các thiết bị sản xuất chip đòi hỏi kinh nghiệm rất lớn, liên tục sửa lỗi và cải tiến các cỗ máy để nâng cao hiệu suất. Ngay như hãng máy quang khắc tốt nhất hiện nay là ASML, ngoài việc nghiên cứu các loại máy mới, cũng phải liên tục cập nhật và nâng cấp các mẫu máy cũ của họ. Vậy thì những tay chơi mới như Huawei sẽ mất bao lâu để đuổi kịp.
Vấn đề thứ hai của quá trình nội địa hóa ngành chip của Trung Quốc, đó là hiệu suất. Lấy SMIC, hãng sản xuất chip tốt nhất của Trung Quốc hiện nay làm ví dụ. Tỷ lệ nội địa hóa trong nhà máy mới tại Bắc Kinh của hãng này là 25% vào năm 2021. Mục tiêu của năm 2023 là nâng tỷ lệ nội địa hóa lên 45% - 50%. Tuy nhiên, để nâng tỷ lệ nội địa hóa, các nhà máy chip Trung Quốc đã đánh đổi một cái khác, là hiệu suất (yield rate).
Hiệu suất ở đây, là tỷ lệ số chip thành phẩm, trên số chip được khắc trên một tấm wafer. Vì khả năng quan khắc kém hoặc vì một lý do kỹ thuật nào đó mà không phải con chip nào được khắc trên tấm wafer cũng có thể tạo thành chip thành phẩm cuối cùng.
Hiệu suất của một dây chuyền sản xuất chip 28nm của với thiết bị của Mỹ là 85%, của dây chuyền non-A với tỷ lệ nội địa hóa 25% của Trung Quốc chưa đến 70%, nếu cố gắng thì có thể đạt 75%. Nhưng nếu nâng tỷ lệ nội địa hóa lên 50% thì hiệu xuất chỉ còn 60%. Trong khi đó, hiệu xuất của dây chuyền 28nm của TSMC là 96%. Mặt khác, một dây chuyền sản xuất chip cần có hiệu suất từ 80% trở lên để có thể có lãi.
Tất nhiên, ngành chip của Trung Quốc đang nhận được sự hỗ trợ rất lớn của chính phủ, nhưng liệu Trung Quốc có thể gồng bao nhiêu năm nữa?
Hiện tại, TSMC đã bắt đầu sản xuất hàng loạt chip 3nm, trong khi Trung Quốc chưa tự chủ được chip 28nm. Nếu tính năng lực sản xuất nói chung (không nội địa hóa) thì năng lực của Trung Quốc đang cách phần còn lại của thế giới 3 thế hệ chip. Một nhân vật có tên Ngô Tử Hào, tự nhận có nhiều năm làm việc trong ngành bán dẫn, đã nhận định trong một bài đăng Weibo của mình (nay đã bị xóa), rằng: với tốc độ phát triển hiện tại, một số phân tích kỳ vọng đến năm 2027, Trung Quốc có thể nội địa hoàn toàn được công nghệ sản xuất chip 28nm thì các đối thủ đã sản xuất được chip 2nm, tức khoảng cách nới rộng ra là 6 thế hệ.
Vấn đề quang khắc, là trở ngại lớn nhất của Trung Quốc, nhưng nó không phải là trở ngại duy nhất. Còn rất nhiều thiết bị khác trong dây chuyền sản xuất chip như ilm deposition, etching, measurement and detection, ion implantation, glue coating… vẫn cần đến máy móc thiết bị nước ngoài. Tựu chung lại, quá trình nội địa hóa trang thiết bị sản xuất chip của Trung Quốc vẫn đang gặp rất nhiều trở ngại. Ngoài những chi tiết đã nên trên thì còn nhiều vấn đề rất sâu về kỹ thuật mà mình không đủ khả năng để trình bày ở đây.
Các biện pháp cấm vận 3 bên của Mỹ, Nhật và Hà Lan là một cú đánh lớn vào ngành chip nước này. Từ trước đó, khi Bộ Thương mại Mỹ ra điều luật cấm xuất khẩu, các công ty chip của Trung Quốc như SMIC, YMTC, North Huachuang, hay China Microelectronics, đã phải chấp nhận cho Mỹ thanh tra, kiểm tra để tìm kiếm vi phạm. Nếu những công ty này từ chối, hay chính phủ Trung Quốc ngăn chặn, sẽ có nguy cơ lớn họ sẽ bị cho vào Danh sách Thực thể (Entity List), việc có thể ảnh hưởng nghiêm trọng hơn đến khả năng sản xuất của những hãng này.
Nhưng dù sao thì, những năm qua cũng không phải Trung Quốc không đạt được gì. Thành tựu lớn nhất của Trung Quốc trong những năm qua, không phải là về máy móc, mà là về con người. Thông qua việc hợp tác, sáp nhập, mua bán doanh nghiệp, Trung Quốc đã lôi kéo được một lượng lớn các kỹ sư từ Đài Loan về đại lục làm việc. Nhân sự gốc Hoa từ nhiều quốc gia cũng về để xây dựng ngành công nghiệp chip nội địa.
Với sự hỗ trợ của chính phủ Trung Quốc, rất nhiều các fab, viện nghiên cứu, startup về bán dẫn đã mọc lên tại Trung Quốc, là cơ sở để nước này phát triển ngành chip nội địa.
Kết luận
Mặc dù Mỹ không thể nào hủy diệt ngành bán dẫn Trung Quốc được. Chính bản thân người Mỹ có lẽ cũng hiểu điều đó. Họ chỉ muốn cầm chân Trung Quốc lâu nhất có thể. Tuy nhiên, có vẻ đường lối ngoại giao Wolf-warrior, cùng những tự tin có lẽ, là thái quá của một số KOLs Trung Quốc sẽ khiến Hội đồng đội của Gấu Pooh đánh giá sai tình hình.
Đối mặt với thực tế cùng với sự hỗ trợ tài chính của chính phủ và năng lực thu hút nhân tài, Trung Quốc chắc chắn sẽ tự chủ được trong vấn đề sản xuất chip, chỉ là họ sẽ tụt hậu lại so với Mỹ, có thể là 5 - 6 thế hệ chip.