Trung Quốc ném thêm tiền, quyết đấu bán dẫn với Mỹ

Quỹ đầu tư Mạch tích hợp Quốc gia của Trung Quốc dự định bơm thêm 1.9 tỷ USD cho Công ty Công nghệ Bộ Nhớ Dương Tử (YMTC), một động thái tăng cường hỗ trợ cho ngành công nghiệp bán dẫn nội địa của Trung Quốc.

Đối với hoạt động nghiên cứu khoa học nói chung thì tiền rất quan trọng. Giống như quá trình phát triển mạch bán dẫn của Mỹ trước kia, nếu không có nguồn vốn dồi dào từ quân đội, quá trình phát triển của ngành bán dẫn có thể không nhanh được như vậy. Nguồn vốn từ quân đội, không chỉ cho ngành chip của Mỹ vốn đầu tư ban đầu, mà còn mở ra cho nó một thị trường. Thực tế, vấn đề thị trường đối với ngành chip lúc đó còn quan trọng hơn vốn seeding, vì phải có thị trường thì sản phẩm mới tồn tại được, đặc biệt là khi chi phí sản xuất trên mỗi sản phẩm của ngành còn quá cao.

Cho đến tận ngày nay, lượng vốn đầu tư nghiên cứu khoa học, đặc biệt là nghiên cứu các công nghệ mang tính ứng dụng, vấn đóng góp rất lớn cho những tiến bộ công nghệ, kể cả dân dụng lẫn quân sự.

Điển hình, như trước đây, mình có nhắc đến DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) một cơ quan nghiên cứu của Bộ Quốc phòng Mỹ, chuyên thực hiện các nghiên cứu liên quan đến công nghệ quân sự, nhưng cơ quan này cũng đóng góp rất nhiều trong các công nghệ dân sự như GPS, máy bay không người lái, giao tiếp bằng giọng nói, máy tính cá nhân hay mạng internet. Điều đặc biệt là, DARPA không đòi hỏi bất cứ sự công nhận hay quyền lợi kinh tế nào từ những tài trợ của mình cho các công nghệ này.

Mô hình DARPA đã thành công đến mức nhiều bộ ban ngành và nhiều quốc gia cũng thành lập các -ARPA tương tự để thúc đẩy công nghệ. Trung Quốc cũng vậy, nhưng mô hình -ARPA của họ có khác với Mỹ về phương thức hoạt động.

Vấn đề thị trường ngày nay đối với các công nghệ mới không phải là vấn đề quá lớn, đặc biệt là với ngành bán dẫn. Tuy nhiên, theo mình, điểm mấu chốt quyết định cho sự thành công của ngành bán dẫn, là vấn đề mà giới kỹ sư bán dẫn lựa chọn để giải quyết hay được yêu cầu phải giải quyết.

Câu chuyện thủa đầu của bán dẫn Mỹ, là làm sao để thu nhỏ các bóng bán dẫn, để chúng có thể nhét vừa được một khối hình chóp có kích thước bằng một nắm đấm, là ngòi nổ đạn pháo. Khối hình chóp này bản chất là mạch bán dẫn, cho phép quân đội có thể điều chỉnh chế độ phát nổ của các quả đạn pháo được bắn ra. Chúng có thể phát nổ khi va chạm, khi cách mặt đất một độ cao nhất định, hay sau khi bắn một khoảng thời gian nhất định. Ngày nay, những ngòi nổ này đã đạt đến mức độ rất tinh vi, nhưng vào những năm 50 – 60 thế kỷ trước, chế tạo chúng là một việc khó khăn, vì các mạnh bán dẫn quá lớn.

Quân đội Mỹ đã đặt hàng Texas Intrusment, một trong hai công ty chế tạo bóng bán dẫn và mạch tích hợp tốt nhất thời điểm đó, chế tạo cho mình một ngòi nổ cận đích cho đạn pháo. Jay Lathrop là một trong những nhà khoa học được giao nhiệm vụ này, và trong một lần sử dụng kính hiển vi, ông phát hiện ra rằng nếu chiếc kính hiển vi có thể phóng to hình ảnh, thì nó cũng có thể thu nhỏ hình ảnh. Kết hợp nguyên tắc này với các hợp chất cảm quang được sử dụng trong nhiếp ảnh, Lathrop đã phát minh ra quy trình quang khắc, mà ngày nay trở thành khâu then chốt trong hoạt động sản xuất chip. Kỹ thuật quan khắc cho phép các kỹ sư có thể tạo ra những cấu trúc siêu nhỏ mà độ chính xác vẫn rất cao, tốt hơn nhiều so với những kỹ thuật trước đó.

Quân đội Mỹ trao thưởng cho Lathrop 25,000 USD cho phát minh này, nhưng giá trị của nó lớn hơn nhiều so với số tiền đó. Kỹ thuật quan khắc của Lathrop là chìa khóa không chỉ cho việc thu nhỏ kích thước các bóng bán dẫn, mà còn cho phép sản xuất hàng loạt chúng. Tất nhiên, phát minh ra kỹ thuật quang khắc chỉ là bước đầu. Theo sau đó còn là hàng trăm ngàn thí nghiệm của Texas Instrument để xác định chất cảm quang nào phù hợp, nhiệt độ ra sao, độ tinh khiết thế nào…

Nếu thách thức của bán dẫn Mỹ là thu nhỏ bóng bán dẫn và sản xuất hàng loạt để giảm chi phí, thì thách thức của ngành bán dẫn Trung Quốc là gì???

Cho đến nay, tất cả những hoạt động hỗ trợ của chính phủ Trung Quốc đang cho thấy, bài toán mà nước này đặt ra cho ngành bán dẫn của họ, là nội địa hóa, tức là phát minh lại những gì Mỹ và các nước khác như Hà Lan, Nhật Bản đã phát minh nhiều năm trước, chỉ khác, là làm ở bên trong Trung Quốc. Việc này khiến mình liên tưởng đến chiến lược của Liên Xô trong cùng giai đoạn với Mỹ.

Liên Xô bắt đầu nghiên cứu bán dẫn gần như song song với Mỹ, những thành tựu về nghiên cứu của họ trong lĩnh vực bán dẫn cũng không thua kém gì so với Mỹ. Nhưng đến ngày nay, Liên Xô vẫn luôn đi sau Mỹ nửa thập kỷ về các công nghệ sản xuất chip. Lý do đơn giản, là họ cố gắng làm lại những gì mà Mỹ đã làm. Nếu họ đầu tư cho ngành chip nhiều công sức như cho mạng lưới gián điệp của họ thì chắc giờ này đã khác.

Thực tế, mạng lưới gián điệp của Liên Xô trước đây và Nga sau này đã nắm được rất nhiều bí mật công nghệ bán dẫn của Mỹ. Alexander Shokin, phó chủ tịch thứ nhất của Ủy ban Nhà nước về Điện tử vô tuyến của Liên Xô, đã thuyết phục thành công Nikita Khrushchev, lãnh đạo tối cao của Liên Xô lúc đó, đầu tư xây dựng một thung lũng silicon của nước này tại ngoại ô Moscow. Khrushchev, với lời hứa sẽ đưa Liên Xô vượt qua Mỹ trong mọi lĩnh vực, đã ủng hộ kế hoạch của Shokin một cách nhiệt thành. Khrushchev phê duyệt cho xây dựng thành phố Zelenograd, tiếng Nga có nghĩa là “thành phố xanh”. Nó được thiết kế để trở thành một thiên đường dành cho các kỹ sư bán dẫn, với các phòng thí nghiệm nghiên cứu và cơ sở sản xuất, cùng với trường học, nhà trẻ, rạp chiếu phim, thư viện và bệnh viện.

Mặc dù tham vọng như vậy nhưng Shokin lại có quyết định sai lầm khi theo đuổi chiến lược sao chép từ Mỹ. Một mặt thì có thể coi là đi tắt đón đầu, nhưng trong một ngành phát triển nhanh như công nghệ bán dẫn, thì khi mà Liên Xô sao chép được công nghệ của Mỹ, thì họ đã tiến đến bước tiếp theo. Việc nghiên cứu khóa học theo định hướng sao chép, cùng với đường lối điều hành kiểu mệnh lệnh, dập khuôn và thiếu tính sáng tạo dươi sự lãnh đạo của Shokin, khiến Liên Xô luôn theo sau Mỹ, bị Mỹ dẫn dắt trong định hướng phát triển của ngành bán dẫn.

Ngày nay, nếu Trung Quốc cũng đi theo định hướng như vậy, thì họ có thể hi vọng một kết cục khác với Nga? Công bằng mà nói, Trung Quốc không hoàn toàn đi vào vết xe đổ của Liên Xô. Dù cũng là sao chép, nhưng người thực hiện lại là các công ty tư nhân của nước này, và họ có sự tự do nhất định trong quá trình nghiên cứu. Nói ngắn gọn Trung Quốc tập trung vào kết quả, còn là thế nào thì là việc của doanh nghiệp.