Vì sao không thể giải quyết "cơn khát" chip toàn cầu

Một quốc gia có thể tự làm bom nguyên tử hay tên lửa, nhưng không thể sản xuất một con chip nếu tách mình khỏi chuỗi vận hành toàn cầu.

Cơn khát chip toàn cầu không chỉ phủ bóng lên ngành công nghiệp mà còn lan rộng sang nhiều lĩnh vực, như ôtô, giải trí và thậm chí cả ngành y tế. Nguyên nhân lớn nhất là ảnh hưởng của dịch bệnh, cấm vận thương mại Mỹ - Trung. Tuy nhiên vấn đề đặt ra là việc thiếu chip trầm trọng đã kéo dài hàng năm, tại sao thế giới không thể sớm chấm dứt tình trạng này?

Lịch sử ngành chip bắt đầu từ năm 1958 khi vi mạch tích hợp đầu tiên ra đời. Hơn 60 năm trôi qua với muôn vàn tiến bộ của máy móc, AI, BigData, nhưng vì sao các công ty công nghệ không thể dự đoán trước cuộc khủng hoảng về chip? Và ngay cả khi nguồn cung thiếu hụt, vì sao các công ty sản xuất không mở rộng quy mô, tranh thủ nhu cầu của thị trường để kiếm lời?

Bên trong một dây chuyền sản xuất chip của nhà máy TSMC, Đài Loan. Ảnh: Taiwan Semiconductor Manufacturing.

Nguyên nhân đầu tiên đến từ việc có quá ít công ty sản xuất chip trên toàn cầu. Con số này có thể đếm gọn trên đầu ngón tay. Đặc thù của ngành chip cũng rất khó mở rộng quy mô sản xuất. Bất kỳ khâu nào trong quy trình cũng cần có sự tham gia của các thiết bị cao cấp và kỹ sư lành nghề. Các công ty sản xuất chip toàn cầu, như TSMC, Samsung, SMIC, MediaTek... đều không thể lập tức mở rộng năng lực sản xuất một cách nhanh chóng, dù có tiền mua thiết bị, cũng không thể tìm được kỹ sư có trình độ cao để vận hành.

Khi chiến tranh thương mại nổ ra, Trung Quốc quyết định đầu tư hàng tỷ USD vào ngành công nghiệp chip, nhưng điều này chỉ giúp các công ty trong nước của họ bắt kịp với tiến bộ thế giới vào năm 2030. Các nhà phân tích cho rằng SMIC - công ty chip hàng đầu Trung Quốc - vẫn còn một chặng đường rất dài để đuổi kịp đối thủ quốc tế. "Công nghệ của SMIC vẫn chậm hơn 5 năm so với TSMC của Đài Loan và khoảng cách này vẫn sẽ giữ vững trong 5 năm tới", nhà phân tích Citi bình luận trên CNN.

Đây là ví dụ rõ ràng nhất để thấy rằng ngành chip buộc phải đi theo con đường tuyến tính, gần như không có cơ hội để "đi tắt đón đầu". Việc sản xuất chip phải đi từng bước nhỏ, từ thấp, đến cao, lộ trình kéo dài từ 5 đến 10 năm. Một công ty chip từ phổ thông lên trung cấp, rồi từ trung cấp lên cao cấp phải kéo dài hàng thế kỷ phấn đấu.

Sản xuất chip có hàng trăm nguyên tắc và hàng nghìn quy trình. Từ khoảng cách milinet, đến cấu trúc của hàng trăm triệu bóng bán dẫn. Tất cả đều đỏi hỏi độ chính xác tuyệt đối, mất thời gian nghiên cứu, phát triển để làm chủ công nghệ chứ không thể mua về, "lắp vào là chạy".

Chưa kể, trên thế giới chỉ có một công ty ở Hà Lan sản xuất máy in thạch bản - bộ phận không thể thiếu của các nhà sản xuất chip. Một máy in thạch bản nặng 180 tấn, được cấu thành từ 100.000 bộ phận khác nhau. Một kỹ sư người Mỹ từng dành 10 năm để tìm ra và sửa một lỗi nhỏ trên máy in thạch bản. Để sản xuất được một mẫu máy in, công ty phụ thuộc vào 17 đối tác cung ứng quan trọng khác. Bản thiết kế đến từ một đối tác Mỹ, ổ trục nhập từ Thuỵ Điển, hệ thống van của Pháp và công nghệ sản xuất thì lại từ Đài Loan (TSMC) hay Hàn Quốc (Samsung)... Hầu hết chỉ có một đơn vị đủ điều kiện tham gia vào mỗi chuỗi cung ứng. Chỉ cần một công ty bất kỳ gặp vấn đề thì ngành chip toàn cầu sẽ gặp khó khăn. Đó là lý do vì sao cấm vận của Mỹ với Trung Quốc trong lĩnh vực công nghệ lại có ảnh hưởng mạnh đến nhiều ngành công nghiệp khác.

Điều này cho thấy độ khó của việc nghiên cứu và sản xuất chip. Từ những con chip phổ thông đến chip cao cấp đều đòi hỏi một quy trình phức tạp, chỉ cần một mắt xích có vấn đề là chuỗi vận hàng sẽ phải dừng lại. Các chuyên gia công nghệ khẳng định, sản xuất được một con chip đời mới còn khó hơn phát triển bom nguyên tử hay tên lửa.

Để hạn chế phụ thuộc vào chuỗi cung ứng toàn cầu. Một số cường quốc công nghệ đang bắt đầu tự chủ một số khâu quan trọng. Ví dụ công ty Shanghai Microelectronics ở châu Á đã có thể tự sản xuất máy in thạch bản dùng cho tiến trình sản xuất chip 22 nm. Trong khi đó, thế giới đang sản xuất chip 5 nm và nghiên cứu làm chip 3 nm. Mặc dù khoảng cách còn rất xa, có thể kéo dài hàng trăm năm nhưng điều này có thể phần nào giúp giải quyết được những cơn "khát" chip trong tương lai.

Kim Cương (theo Sina)