Cuộc chiến chíp bán dẫn - Chìa khóa thống trị thế giới trong kỷ nguyên công nghệ

Lĩnh vực sản xuất chất bán dẫn vốn vô cùng phức tạp và có giá trị cao. Từ trước đến nay lĩnh vực này luôn là cuộc chiến giữa những gã khổng lồ công nghệ trên thế giới. Giờ đây, nó còn trở thành một cuộc đua giữa các chính phủ.

Những phần công nghệ then chốt này còn được gọi là mạch tích hợp hoặc thông dụng hơn là chíp bán dẫn, có thể là những sản phẩm nhỏ bé nhất nhưng đòi hỏi độ chính xác cao nhất từng được sản xuất. Và bởi vì chúng rất khó khăn và tốn kém để sản xuất, nên toàn thế giới phụ thuộc vào chỉ một số ít công ty, sự phụ thuộc này càng trở nên rõ ràng hơn do tình trạng thiếu hụt chíp bán dẫn trong đại dịch Covid-19.

Việc tiếp cận chíp bán dẫn cũng đã trở thành một vũ khí địa chính trị, với việc Mỹ tăng cường các biện pháp hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc để kiềm chế sự trỗi dậy của một đối thủ cạnh tranh kinh tế.

Tại sao xảy ra cuộc chiến chíp bán dẫn?

Chíp bán dẫn được xem là một thành phần thiết yếu, là trung tâm của mọi bước đột phá về trí tuệ nhân tạo (AI), giúp nâng cấp phạm vi hoạt động cho xe điện hoặc hệ thống dẫn đường cho tên lửa siêu thanh. Hầu hết công nghệ chíp bán dẫn hàng đầu thế giới đều có nguồn gốc từ Mỹ. Trung Quốc là thị trường lớn nhất về các linh kiện điện tử và có mong muốn ngày càng tăng trong việc tự sản xuất nhiều hơn các loại chíp bán dẫn mà họ sử dụng.

Điều này đã biến ngành công nghiệp chíp bán dẫn thành tâm điểm của chính quyền Washington khi họ cố gắng hạn chế sự trỗi dậy của đối thủ cạnh tranh châu Á và giải quyết những vấn đề an ninh quốc gia. Về phía mình, chính quyền Bắc Kinh đã đổ hàng tỷ USD vào các nỗ lực xây dựng ngành công nghiệp chíp bán dẫn nội địa và giảm bớt sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu, vốn ngày càng bị Mỹ hạn chế.

Cùng lúc đó, châu Âu và Mỹ đang dành ra một khoản tiền khổng lồ của chính phủ để đưa sản xuất chíp bán dẫn trở lại lãnh thổ, nhằm giảm thiểu sự phụ thuộc nguy hiểm vào một vài nhà máy ở Đông Á, theo như họ tuyên bố.

Tại sao chíp bán dẫn lại quan trọng đến vậy?

Chíp bán dẫn là thứ cần thiết để xử lý và hiểu được một lượng dữ liệu khổng lồ, thứ đang cạnh tranh với dầu mỏ để trở thành huyết mạch của nền kinh tế. Chíp bán dẫn có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau như chíp nhớ (memory chips) dùng để lưu trữ dữ liệu và được giao dịch như hàng hóa; chíp logic (logic chips) dùng để chạy chương trình và hoạt động như bộ não của thiết bị, phức tạp và đắt tiền hơn.

Việc tiếp cận các thành phần như bộ tăng tốc AI H100 của nhà sản xuất bán dẫn Nvidia (Mỹ), được thiết kế để xử lý các khối lượng công việc AI khổng lồ một cách hiệu quả và nhanh chóng đã trở nên gắn liền với cả an ninh quốc gia và vận mệnh của các công ty khổng lồ như Google và Microsoft khi họ chạy đua xây dựng các trung tâm dữ liệu khổng lồ nhằm giành ưu thế trong lĩnh vực được coi là tương lai của điện toán máy tính.

Nhưng ngay cả các thiết bị hàng ngày cũng ngày càng phụ thuộc vào chíp bán dẫn. Mỗi lần nhấn nút trong một chiếc xe ô tô đầy tiện ích đều cần những con chíp đơn giản để chuyển đổi thao tác chạm đó thành tín hiệu điện tử. Và tất cả các thiết bị chạy bằng pin đều cần chíp để chuyển đổi và điều chỉnh dòng điện.

Ai đang kiểm soát nguồn cung chíp bán dẫn?

Sản xuất chíp bán dẫn đã trở thành một ngành kinh doanh ngày càng bấp bênh và độc quyền. Các nhà máy mới có giá thành hơn 20 tỷ USD, mất nhiều năm để xây dựng và cần hoạt động hết công suất 24 giờ một ngày để có lãi.

Quy mô nhà máy như vậy nên số lượng công ty có công nghệ tiên tiến để sản xuất chíp bán dẫn đã giảm xuống chỉ còn 3, bao gồm Công ty sản xuất chất bán dẫn Đài Loan (TSMC), Công ty Điện tử Samsung của Hàn Quốc và Tập đoàn Intel của Mỹ. TSMC và Samsung hoạt động như những xưởng đúc, cung cấp dịch vụ sản xuất gia công cho các công ty trên khắp thế giới.

Tất cả mọi công ty từ Nvidia cho đến những nỗ lực nội bộ của Microsoft và Amazon đều phụ thuộc vào khả năng tiếp cận cơ sở sản xuất tốt nhất, phần lớn trong số đó nằm ở Đài Loan. Intel trước đây từng tập trung sản xuất chíp bán dẫn để sử dụng cho riêng mình nhưng hiện cũng đang cố gắng cạnh tranh với TSMC và Samsung trong lĩnh vực gia công theo hợp đồng.

Ở phân khúc thấp hơn, có một ngành công nghiệp khổng lồ sản xuất các loại chíp bán dẫn tương tự (chip analog). Các công ty như Texas Instruments Inc (Mỹ) và STMicroelectronics NV (liên doanh của Pháp và Ý) là những nhà sản xuất hàng đầu về linh kiện điều khiển các thao tác nhấn nút và chuyển đổi năng lượng trong thiết bị. Đây là phân khúc mà Trung Quốc đang nhắm tới, đầu tư mạnh mẽ để thúc đẩy sản xuất và giành thị phần.

Điều gì đang xảy ra trong cuộc cạnh tranh địa chính trị?

Bất chấp mức chi tiêu khổng lồ của Trung Quốc, các nhà sản xuất chíp bán dẫn của nước này vẫn phụ thuộc vào công nghệ của Mỹ và khả năng tiếp cận công nghệ sản xuất chíp ở nước ngoài của họ đang bị thu hẹp.

Năm 2023, Mỹ áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu chặt chẽ hơn đối với một số chíp bán dẫn và thiết bị sản xuất chíp nhằm ngăn Trung Quốc phát triển các năng lực mà chính quyền Washington coi là mối đe dọa quân sự tiềm ẩn, chẳng hạn như siêu máy tính và trí tuệ nhân tạo.

Một số công ty công nghệ hàng đầu của Trung Quốc, bao gồm Huawei đã bị đưa vào danh sách đen. Các nhà cung cấp công nghệ chíp bán dẫn của Mỹ phải được chính phủ Mỹ phê duyệt để bán cho những công ty này, một bước nhằm hạn chế khả năng của Trung Quốc trong việc phát triển chíp cao cấp và xây dựng các ứng dụng AI tiên tiến.

Các chính trị gia của Mỹ đã quyết định rằng họ cần phải làm nhiều hơn là kiềm chế Trung Quốc. Đạo luật Khoa học và Chíp năm 2022 sẽ cung cấp khoảng 50 tỷ USD ngân sách liên bang để hỗ trợ sản xuất chất bán dẫn của Mỹ và nuôi dưỡng lực lượng lao động lành nghề cần thiết cho ngành công nghiệp này.

TSMC, Samsung và Intel - 3 nhà sản xuất chíp bán dẫn lớn nhất, đều đã công bố kế hoạch xây dựng các nhà máy mới tại Mỹ.

Châu Âu cũng tham gia cuộc đua giảm bớt sự tập trung sản xuất ở Đông Á. Các quốc gia Liên minh châu Âu đã thống nhất vào tháng 11 năm ngoái về kế hoạch trị giá 46 tỷ USD để thúc đẩy sản lượng chất bán dẫn của họ. Mục tiêu là tăng gấp đôi sản lượng trong khối lên 20% thị trường toàn cầu vào năm 2030.

Ở châu Á, Nhật Bản cũng đã dành khoảng 26,7 tỷ USD tiền của chính phủ để phục hồi ngành bán dẫn và hy vọng chi tiêu trong lĩnh vực này, bao gồm cả sự hỗ trợ của khu vực tư nhân, có thể lên tới 66,7 tỷ USD. Một trong những mục tiêu của kế hoạch là gấp ba lần doanh số bán chíp bán dẫn do nội địa sản xuất vào năm 2030.

Vị trí của Đài Loan trong cuộc đua chíp bán dẫn là gì?

Đài Loan nổi lên là một thế lực thống trị trong lĩnh vực gia công sản xuất chíp bán dẫn toàn cầu, một phần nhờ vào quyết định của chính quyền vào những năm 1970 nhằm thúc đẩy ngành công nghiệp điện tử.

Hầu như một mình TSMC đã tạo ra mô hình kinh doanh “xưởng đúc” để sản xuất chíp bán dẫn do các công ty khác thiết kế. Đây là một cách tiếp cận được người dùng chíp ưa chuộng khi chi phí xây dựng nhà máy mới tăng vọt.

Những khách hàng lớn như Apple đã mang lại cho TSMC khối lượng sản xuất khổng lồ để xây dựng chuyên môn hàng đầu trong ngành đúc bán dẫn, và giờ đây cả thế giới phụ thuộc vào TSMC. Công ty này đã vượt qua Intel về doanh thu vào năm 2022.

Tuy nhiên, cuộc đua chíp bán dẫn không chỉ xoay quanh vấn đề tiền bạc mà còn cả vấn đề địa chính trị. Mỹ ra tín hiệu sẽ tiếp tục nỗ lực hạn chế khả năng Trung Quốc tiếp cận các chíp bán dẫn do Mỹ thiết kế và được sản xuất tại các xưởng đúc của Đài Loan.

Phan Văn Hoà (Theo tbsnews)