Trung Quốc còn cách công nghệ bán dẫn tối tân ‘3-4 thế hệ’

Vướng lệnh trừng phạt của Mỹ, nỗ lực sản xuất chip cao cấp của Trung Quốc đi vào ngõ cụt

Không có được các máy quang khắc EUV, các nhà sản xuất chip Trung Quốc đang tập trung vào những dòng chip cũ thay vì chạy đua sản xuất chip cao cấp.

Không tuyên bố chính thức, nhưng theo những người quan sát trong ngành, Trung Quốc đã buộc phải đình hoãn lại nỗ lực đuổi kịp các công nghệ sản xuất chip hàng đầu thế giới để tập trung vào việc thúc đẩy sản xuất các công nghệ chip đã hoàn thiện.

Đây là một sự điều chỉnh đáng kể so với tham vọng tự chủ công nghệ bán dẫn và cắt giảm sự phụ thuộc vào công nghệ của Mỹ. Bất chấp ý chí mạnh mẽ của chủ tịch Tập Cận Bình và khoản hỗ trợ tài chính hào phóng của chính phủ cũng như sự nhiệt tình của các công ty trong nước, Trung Quốc đang phải đối mặt với thực tế nghiệt ngã rằng cơ hội tự chủ sản xuất các chip tiên tiến nhất ngày càng xa vời.

Từ bỏ giấc mơ sản xuất chip cao cấp

Cho dù hiện tại Trung Quốc có thể giảm bớt sự thiếu hụt nguồn cung chip bằng việc thúc đẩy sản xuất các chip đời thấp dành cho ngành công nghiệp ô tô và đồ gia dụng, nhưng mặt khác họ vẫn phải phụ thuộc vào các nhà sản xuất chip nước ngoài như TSMC và Samsung để có được các chip đời mới. Quá trình này sẽ kéo dài vài năm, thậm chí vài thập kỷ nữa, ngay cả khi các hãng thiết kế chip Trung Quốc có thể tự thiết kế nên những con chip cao cấp.

Hãng SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corp), nhà máy sản xuất chip hiện đại nhất Trung Quốc hiện nay mới chỉ có thể sản xuất các chip 14nm và các nhà máy mới mà họ đang xây dựng ở Bắc Kinh và Thâm Quyến được dành cho sản xuất các chip 28nm. Dù nhu cầu của các loại chip đời cũ này vẫn rất mạnh mẽ, SMIC hiện đang bị các đối thủ nước ngoài bỏ lại xa phía sau về công nghệ sản xuất chip.

Cả 3 nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới hiện nay - TSMC, Samsung và Intel - đều đang trong cuộc đua hướng tới node dưới 10nm. Do vậy, lúc này việc các nhà sản xuất chip Trung Quốc tập trung nguồn lực vào hoàn thiện các công nghệ sẵn có để khai thác thị trường hiện tại đang có nhu cầu mạnh mẽ. SMIC cho biết, phần lớn chi phí vốn của họ trong năm 2021 được dành cho việc tăng cường sản xuất các chip với công nghệ cũ.

Tilly Zhang, nhà phân tích của hãng Gavekal Fathorn China, cho biết trong nghiên cứu của mình: " Không có triển vọng thực tế nào cho việc Trung Quốc có thể sánh ngang với năng lực của những nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu thế giới trong vài năm tới."

Nút thắt quan trọng nhất - thiếu thiết bị và phần mềm

Một nguyên nhân quan trọng của điều này là việc Trung Quốc không thể tiếp cận được các cỗ máy khắc chip EUV Lithography do hãng ASML sản xuất. Các cỗ máy này đã trở thành công cụ tối cần thiết cho việc sản xuất chip 7nm và thấp hơn nữa.

Máy quang khắc chip EUV của ASML, thiết bị mà Trung Quốc mơ ước để đạt tới tham vọng tự chủ công nghệ chip tối tân

Không chỉ các nhà sản xuất chip Trung Quốc, ngay cả các nhà sản xuất chip nước ngoài đặt nhà máy tại Trung Quốc như SK Hynix, cũng không thể mua được những cỗ máy tinh vi này do các lệnh trừng phạt của Mỹ.

Nhà sản xuất máy quang khắc chip duy nhất của Trung Quốc, hãng Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE), chỉ có thể tạo ra các con chip ở tiến trình 90nm. Hiện tại thị trường máy quang khắc chip đang do ASML độc chiếm với 99% thị phần, còn lại thuộc về các công ty Nhật bao gồm Nikon và Canon - nhưng với các máy quang khắc EUV, ASML là nhà cung cấp duy nhất.

Mặc dù vậy, các quá trình quan trọng khác của việc sản xuất chip, bao gồm quá trình lắng đọng hơi hóa chất và cấy ion, một số công ty Trung Quốc đã làm được các công cụ này nhưng sẽ mất nhiều thời gian hơn. Bên cạnh đó, trong những năm gần đây, nhiều nhà cung cấp của Trung Quốc cũng đã phát triển được chất cản quang, loại vật liệu cần thiết cho quá trình quang khắc chip.

Ngoài việc không tiếp cận được các thiết bị sản xuất chip hiện đại nhất, Trung Quốc cũng đang phụ thuộc vào các công cụ thiết kế chip cũng như các bằng sở hữu trí tuệ về công nghệ chip - một lĩnh vực đang do Mỹ thống trị. Ví dụ, hãng ARM đã cấp phép thiết kế chip của mình cho hơn 250 công ty Trung Quốc, bao gồm cả Huawei và Alibaba. Hơn 20 tỷ con chip trên nền kiến trúc ARM đã được xuất xưởng tới Trung Quốc.

Cho đù không có hy vọng làm chủ ngay lập tức các công nghệ chip tiên tiến nhất, ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc vẫn đang tăng trưởng nhanh chóng trong vài năm qua, nhờ vào sự tài trợ mạnh mẽ từ chính phủ, thị trường nội địa rộng lớn cũng như sự khao khát vươn lên của các hãng công nghệ Trung Quốc, ví dụ như Huawei.