The Storm Riders
Writer
Chuỗi cung ứng bán dẫn là một mạng lưới toàn cầu, liên kết chặt chẽ, gồm nhiều giai đoạn: khai thác nguyên liệu, thiết kế, sản xuất wafer, chế tạo chip, đóng gói và kiểm thử. Mỗi giai đoạn phụ thuộc vào các quốc gia và công ty có công nghệ độc quyền, tạo nên một hệ sinh thái mà không quốc gia nào tự cung tự cấp hoàn toàn được.
Khai thác và tinh chế nguyên liệu: Tất cả bắt đầu với thạch anh siêu tinh khiết (độ tinh khiết tối thiểu 99,999%), nguyên liệu chính để sản xuất wafer silicon. Khoảng 90% thạch anh chất lượng cao trên thế giới đến từ mỏ Spruce Pine ở Bắc Carolina, Mỹ, do hai công ty Sibelco và The Quartz Corp khai thác. Sau khi khai thác, thạch anh được tinh chế thành wafer bởi Shin-Etsu Chemical (Nhật Bản) chiếm 30% thị phần wafer toàn cầu năm 2023, cung cấp cho các xưởng đúc (foundry) như TSMC.
Thiết kế và sản xuất chip: Thiết kế chip sử dụng phần mềm từ các công ty Mỹ như Cadence, Synopsys và Mentor Graphics, trong khi sản xuất phụ thuộc vào các máy quang khắc cực tím (EUV) của ASML (Hà Lan), chiếm 80% thị trường thiết bị quang khắc. TSMC (Đài Loan) sử dụng các máy này để khắc mạch siêu nhỏ trên wafer. Quá trình khắc mạch còn cần công cụ khắc plasma từ Lam Research (Mỹ), công ty dẫn đầu với hơn 50% thị phần thiết bị khắc.
Đóng gói và kiểm thử: Sau khi chế tạo, chip được đóng gói và kiểm thử bởi các công ty như Amkor (Mỹ) và ASE Technology (Đài Loan). Giai đoạn này tuy ít được chú ý nhưng không kém phần quan trọng để đảm bảo chip hoạt động ổn định.
Sự phụ thuộc lẫn nhau này khiến chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương. Ví dụ, vụ nổ nhà máy hóa chất ở Nhật Bản năm 2021 làm gián đoạn cung cấp hóa chất bán dẫn, hay lũ lụt ở Spruce Pine năm 2024 tạm dừng khai thác thạch anh, đều gây ảnh hưởng dây chuyền toàn cầu.
Ngành bán dẫn ngày càng tập trung vào một số ít công ty và quốc gia có công nghệ tiên tiến, đặc biệt ở quy trình sản xuất chip 3nm trở xuống, vốn cần đầu tư khổng lồ và chuyên môn cao. Theo dữ liệu năm 2023:
Cùng với các xưởng đúc, các công ty thiết bị và nguyên liệu cũng củng cố vị thế độc quyền. ASML là nhà cung cấp duy nhất máy EUV, với mỗi máy giá khoảng 200 triệu USD, trong khi Shin-Etsu và SUMCO (Nhật Bản) kiểm soát hơn 50% thị trường wafer silicon. Kim Joung-ho, giáo sư tại KAIST, nhận định: “Các công ty dẫn đầu đang đầu tư mạnh vào R&D với nguồn vốn khổng lồ. Một khi độc quyền được thiết lập, rất khó để phá vỡ.” Từ năm 2003, khi có 26 xưởng đúc sản xuất chip 130nm, đến nay chỉ còn TSMC, Samsung, Intel đủ khả năng sản xuất 3nm, cho thấy sự tập trung quyền lực ngày càng lớn.
Cuộc cạnh tranh Mỹ-Trung trong ngành bán dẫn không chỉ là vấn đề công nghệ mà còn là địa chính trị, với Mỹ tìm cách kiềm chế Trung Quốc qua kiểm soát chuỗi cung ứng, và Trung Quốc nỗ lực tự chủ.
Mỹ áp đặt lệnh cấm xuất khẩu công nghệ bán dẫn tiên tiến sang Trung Quốc, bao gồm máy EUV của ASML và phần mềm thiết kế từ Cadence/Synopsys. Đạo luật CHIPS (2022) đầu tư 52 tỷ USD để hỗ trợ Intel, TSMC và Samsung xây nhà máy tại Arizona, Texas, Ohio. Mỹ cũng kiểm soát nguồn thạch anh siêu tinh khiết duy nhất Spruce Pine tạo lợi thế chiến lược. Tuy nhiên, họ phụ thuộc vào TSMC (Đài Loan) cho hơn 90% chip tiên tiến, khiến chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương nếu căng thẳng leo thang.
Trung Quốc đầu tư hàng trăm tỷ USD vào quỹ bán dẫn (Big Fund), hỗ trợ SMIC và các công ty như Huawei phát triển chip nội địa. SMIC đạt tiến trình 7nm vào năm 2022 nhưng không thể tiến xa hơn do thiếu EUV. Trung Quốc đang cố gắng xây dựng chuỗi cung ứng nội địa, từ thiết kế đến thiết bị sản xuất nhưng vẫn phụ thuộc vào wafer Nhật Bản và hóa chất Đức. Theo Bloomberg, Trung Quốc chỉ đáp ứng 17% nhu cầu chip nội địa, và lệnh cấm của Mỹ làm chậm tiến độ tự chủ ít nhất 5-10 năm.
Lệnh cấm của Mỹ làm tăng chi phí sản xuất chip toàn cầu, giá wafer TSMC 3nm cao gấp đôi so với 7nm. Các công ty như NVIDIA phải trả giá cao hơn, đẩy giá GPU tăng 15-20% từ 2023-2025. Trung Quốc trả đũa bằng cách hạn chế xuất khẩu hai nguyên liệu quan trọng gallium và germanium cho bán dẫn, khiến giá tăng 30% trong năm 2024. Điều này làm gián đoạn chuỗi cung ứng, đặc biệt ở Hàn Quốc và Nhật Bản.
#Cuộcchiếnbándẫn #CuộcchiếnbándẫnMỹTrung
Khai thác và tinh chế nguyên liệu: Tất cả bắt đầu với thạch anh siêu tinh khiết (độ tinh khiết tối thiểu 99,999%), nguyên liệu chính để sản xuất wafer silicon. Khoảng 90% thạch anh chất lượng cao trên thế giới đến từ mỏ Spruce Pine ở Bắc Carolina, Mỹ, do hai công ty Sibelco và The Quartz Corp khai thác. Sau khi khai thác, thạch anh được tinh chế thành wafer bởi Shin-Etsu Chemical (Nhật Bản) chiếm 30% thị phần wafer toàn cầu năm 2023, cung cấp cho các xưởng đúc (foundry) như TSMC.
Thiết kế và sản xuất chip: Thiết kế chip sử dụng phần mềm từ các công ty Mỹ như Cadence, Synopsys và Mentor Graphics, trong khi sản xuất phụ thuộc vào các máy quang khắc cực tím (EUV) của ASML (Hà Lan), chiếm 80% thị trường thiết bị quang khắc. TSMC (Đài Loan) sử dụng các máy này để khắc mạch siêu nhỏ trên wafer. Quá trình khắc mạch còn cần công cụ khắc plasma từ Lam Research (Mỹ), công ty dẫn đầu với hơn 50% thị phần thiết bị khắc.
Đóng gói và kiểm thử: Sau khi chế tạo, chip được đóng gói và kiểm thử bởi các công ty như Amkor (Mỹ) và ASE Technology (Đài Loan). Giai đoạn này tuy ít được chú ý nhưng không kém phần quan trọng để đảm bảo chip hoạt động ổn định.
Sự phụ thuộc lẫn nhau này khiến chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương. Ví dụ, vụ nổ nhà máy hóa chất ở Nhật Bản năm 2021 làm gián đoạn cung cấp hóa chất bán dẫn, hay lũ lụt ở Spruce Pine năm 2024 tạm dừng khai thác thạch anh, đều gây ảnh hưởng dây chuyền toàn cầu.
Ngành bán dẫn ngày càng tập trung vào một số ít công ty và quốc gia có công nghệ tiên tiến, đặc biệt ở quy trình sản xuất chip 3nm trở xuống, vốn cần đầu tư khổng lồ và chuyên môn cao. Theo dữ liệu năm 2023:
- TSMC (Đài Loan) thống trị với 67,1% thị phần xưởng đúc toàn cầu, sản xuất chip cho các gã khổng lồ như Apple, NVIDIA, và AMD. TSMC dẫn đầu nhờ khả năng sản xuất hàng loạt chip 3nm và đầu tư mạnh vào quy trình 2nm (dự kiến 2025).
- Samsung Electronics (Hàn Quốc) chiếm 8,1% thị phần, là đối thủ chính của TSMC ở phân khúc 3nm, nhưng gặp khó khăn về tỷ lệ sản xuất (yield) trên tiến trình SF3E. Samsung cũng sản xuất chip nhớ (DRAM, NAND) và đang thử nghiệm 2nm SF2 với kiến trúc Gate-All-Around (GAA).
- Intel (Mỹ) đang nỗ lực bắt kịp với quy trình Intel 3 và 18A (tương đương 2nm), nhưng chủ yếu sản xuất cho chính mình, không cạnh tranh trực tiếp ở thị trường xưởng đúc. Intel nhận được 8,5 tỷ USD từ Đạo luật CHIPS của Mỹ để mở rộng sản xuất nội địa.
- SMIC (Trung Quốc) chỉ chiếm 5,5% thị phần, bị giới hạn ở quy trình 7nm do lệnh cấm EUV từ Mỹ và Hà Lan. SMIC phụ thuộc vào thiết bị cũ và không thể sản xuất chip tiên tiến như 3nm.
Cùng với các xưởng đúc, các công ty thiết bị và nguyên liệu cũng củng cố vị thế độc quyền. ASML là nhà cung cấp duy nhất máy EUV, với mỗi máy giá khoảng 200 triệu USD, trong khi Shin-Etsu và SUMCO (Nhật Bản) kiểm soát hơn 50% thị trường wafer silicon. Kim Joung-ho, giáo sư tại KAIST, nhận định: “Các công ty dẫn đầu đang đầu tư mạnh vào R&D với nguồn vốn khổng lồ. Một khi độc quyền được thiết lập, rất khó để phá vỡ.” Từ năm 2003, khi có 26 xưởng đúc sản xuất chip 130nm, đến nay chỉ còn TSMC, Samsung, Intel đủ khả năng sản xuất 3nm, cho thấy sự tập trung quyền lực ngày càng lớn.
Cuộc cạnh tranh Mỹ-Trung trong ngành bán dẫn không chỉ là vấn đề công nghệ mà còn là địa chính trị, với Mỹ tìm cách kiềm chế Trung Quốc qua kiểm soát chuỗi cung ứng, và Trung Quốc nỗ lực tự chủ.
Mỹ áp đặt lệnh cấm xuất khẩu công nghệ bán dẫn tiên tiến sang Trung Quốc, bao gồm máy EUV của ASML và phần mềm thiết kế từ Cadence/Synopsys. Đạo luật CHIPS (2022) đầu tư 52 tỷ USD để hỗ trợ Intel, TSMC và Samsung xây nhà máy tại Arizona, Texas, Ohio. Mỹ cũng kiểm soát nguồn thạch anh siêu tinh khiết duy nhất Spruce Pine tạo lợi thế chiến lược. Tuy nhiên, họ phụ thuộc vào TSMC (Đài Loan) cho hơn 90% chip tiên tiến, khiến chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương nếu căng thẳng leo thang.
Trung Quốc đầu tư hàng trăm tỷ USD vào quỹ bán dẫn (Big Fund), hỗ trợ SMIC và các công ty như Huawei phát triển chip nội địa. SMIC đạt tiến trình 7nm vào năm 2022 nhưng không thể tiến xa hơn do thiếu EUV. Trung Quốc đang cố gắng xây dựng chuỗi cung ứng nội địa, từ thiết kế đến thiết bị sản xuất nhưng vẫn phụ thuộc vào wafer Nhật Bản và hóa chất Đức. Theo Bloomberg, Trung Quốc chỉ đáp ứng 17% nhu cầu chip nội địa, và lệnh cấm của Mỹ làm chậm tiến độ tự chủ ít nhất 5-10 năm.
Lệnh cấm của Mỹ làm tăng chi phí sản xuất chip toàn cầu, giá wafer TSMC 3nm cao gấp đôi so với 7nm. Các công ty như NVIDIA phải trả giá cao hơn, đẩy giá GPU tăng 15-20% từ 2023-2025. Trung Quốc trả đũa bằng cách hạn chế xuất khẩu hai nguyên liệu quan trọng gallium và germanium cho bán dẫn, khiến giá tăng 30% trong năm 2024. Điều này làm gián đoạn chuỗi cung ứng, đặc biệt ở Hàn Quốc và Nhật Bản.
#Cuộcchiếnbándẫn #CuộcchiếnbándẫnMỹTrung
