美国准备实施新限制，中国人工智能半导体芯片研发面临障碍

业内专家表示，如果美国的新限制措施导致韩国高带宽存储器 (HBM) 芯片供应中断，中国大陆将面临困境，因为国内缺乏替代品。HBM 芯片是一种采用先进封装技术垂直堆叠的动态随机存取存储器 (DRAM)，在现代图形处理单元 (GPU) 和人工智能加速器的运行中发挥着核心作用。

据路透社报道，华盛顿政府正在考虑制定新的出口法规，限制向中国出口先进芯片，这导致一些中国人工智能芯片制造商无法从外国供应商获得 7 纳米晶圆代工服务，而这是开发先进人工智能半导体的关键因素。

据台湾市场研究公司TrendForce的报告显示，韩国两大内存芯片巨头SK海力士和三星电子占据全球HBM芯片市场主导地位，预计到2023年，两家公司将分别占据约48%的市场份额。目前，中国市场严重依赖韩国的内存芯片供应，受益于先进AI芯片需求的旺盛，三星和SK海力士在中国大陆市场的销售额在今年上半年大幅增长。

加拿大研究公司 TechInsights 的高级分析师 Jeongdong Choe 表示：“如果中国无法进口 HBM 芯片，那么在中短期内将遭受严重损失。”他指出，中国使用的大多数 HBM 芯片，尤其是 HBM2 和 HBM2E 系列，都由两家韩国巨头三星和 SK 海力士供应。

Dù nhận được sự hỗ trợ tài chính mạnh mẽ từ chính phủ, ChangXin Memory Technologies (CXMT), nhà sản xuất DRAM hàng đầu của Trung Quốc, vẫn chưa thể đạt được năng lực sản xuất hàng loạt chip HBM. Công nghệ của CXMT hiện vẫn tụt hậu ít nhất hai thế hệ so với các đối thủ Hàn Quốc, bất chấp những nỗ lực không ngừng để thu hẹp khoảng cách kể từ năm 2023.

Theo báo cáo từ ngân hàng đầu tư Morgan Stanley (Mỹ) vào ngày 25/11 vừa qua, do các nhà phân tích Shawn Kim, Duan Liu và Michelle Kim công bố, nhà sản xuất CXMT hiện đang hợp tác với một công ty thử nghiệm và đóng gói chip trong nước để phát triển dòng chip HBM nội địa đầu tiên.

"Cả hai công ty này của Trung Quốc đã đăng ký hơn 100 bằng sáng chế liên quan đến phát triển chip HBM trên toàn cầu kể từ năm 2022. Tuy nhiên, khả năng thương mại hóa vẫn còn rất xa, và sản phẩm có nguy cơ kém cạnh tranh do những hạn chế về tiếp cận công nghệ dưới sức ép từ các quy định của Mỹ", các nhà phân tích nhận định.

Tương tự như Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC), công ty đúc chip bán dẫn hàng đầu của Trung Quốc, CXMT đang đối mặt với các hạn chế nghiêm ngặt từ Mỹ về việc nhập khẩu thiết bị sản xuất chip tiên tiến. Để đáp ứng các quy định này, CXMT chỉ có thể sử dụng quy trình công nghệ 17 nanomet và 18 nanomet để sản xuất chip DRAM và DRAM di động.

Trong khi đó, các đối thủ từ Mỹ và Hàn Quốc đã tiến xa hơn, khai thác các nút công nghệ tiên tiến dưới 10 nanomet, tạo ra khoảng cách đáng kể về năng lực sản xuất và hiệu suất sản phẩm.

Theo ông Jeongdong Choe của TechInsights, CXMT hiện đang phát triển dòng chip HBM2 thế hệ thứ 2. Tuy nhiên, khả năng sản xuất hàng loạt tại Trung Quốc được dự báo sẽ không thể thực hiện trước năm 2025, hoặc thậm chí muộn hơn. Ông cũng nhấn mạnh rằng, ngay cả khi CXMT có thể đạt được quy mô sản xuất lớn, tỷ lệ năng suất của họ có thể chỉ đạt khoảng 30% hoặc thấp hơn, một con số khó có thể cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.

Trong khi đó, SK Hynix, công ty tiên phong sản xuất chip HBM đầu tiên trên thế giới vào năm 2013, đã ra mắt dòng chip HBM2 vào năm 2018. Chỉ 2 tháng trước, công ty này tiếp tục dẫn đầu với việc công bố chip HBM3E 12 lớp, sản phẩm thuộc thế hệ thứ 5, được kỳ vọng sẽ trở thành xu hướng chủ đạo vào năm 2025.

Đáng chú ý, các dòng sản phẩm GPU thế hệ mới như B300 và GB300 của nhà sản xuất bán dẫn Nvidia dự kiến sẽ tích hợp cấu hình tiên tiến này, củng cố vai trò của SK Hynix trong lĩnh vực chip nhớ hiệu suất cao.

Tuy nhiên, công ty CXMT vẫn được coi là niềm hy vọng lớn nhất của Trung Quốc trong lĩnh vực chip nhớ DRAM. Theo Morgan Stanley, CXMT đã ghi dấu ấn mạnh mẽ khi tăng công suất sản xuất từ 57.000 tấm wafer mỗi tháng vào năm 2022 lên 210.000 tấm wafer mỗi tháng vào quý 4 năm nay, chiếm hơn 11% năng lực sản xuất chip DRAM toàn cầu. Thành tựu này đánh dấu bước tiến đáng kể trong nỗ lực thu hẹp khoảng cách với các đối thủ quốc tế của CXMT.

Phan Văn Hòa