Nỗ lực phát triển chip bán dẫn AI của Trung Quốc gặp khó khăn khi Mỹ chuẩn bị áp dụng các hạn chế mới

Theo các chuyên gia trong ngành, Trung Quốc đại lục sẽ rơi vào thế khó nếu nguồn cung chip bộ nhớ băng thông cao (HBM) từ Hàn Quốc bị gián đoạn bởi các hạn chế mới của Mỹ, do thiếu hụt các giải pháp thay thế nội địa. Chip HBM, một loại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động (DRAM) được xếp chồng theo chiều dọc nhờ công nghệ đóng gói tiên tiến, đóng vai trò cốt lõi trong hoạt động của các khối xử lý đồ họa (GPU) và các bộ tăng tốc AI hiện đại.

Theo tờ Reuters, chính quyền Washington đang cân nhắc ban hành các quy định xuất khẩu mới nhằm hạn chế việc vận chuyển các loại chip tiên tiến đến Trung Quốc. Điều này đã khiến một số công ty sản xuất chip AI tại Trung Quốc bị ngăn tiếp cận dịch vụ đúc wafer ở quy trình 7 nanomet từ các nhà cung cấp nước ngoài, đây là yếu tố then chốt để phát triển các loại chất bán dẫn AI hiện đại.

Theo báo cáo từ công ty nghiên cứu thị trường TrendForce của Đài Loan, hai gã khổng lồ Hàn Quốc trong ngành chip nhớ, SK Hynix và Samsung Electronics, chiếm lĩnh thị trường chip HBM toàn cầu, mỗi công ty nắm giữ khoảng 48% thị phần vào năm 2023. Trung Quốc hiện phụ thuộc lớn vào nguồn cung chip nhớ từ Hàn Quốc, khi doanh số bán hàng của Samsung và SK Hynix tại thị trường này đã tăng vọt trong nửa đầu năm, nhờ sự bùng nổ nhu cầu đối với các chip AI tiên tiến.

"Nếu Trung Quốc không thể nhập khẩu chip HBM, họ sẽ chịu tổn thất nghiêm trọng trong giai đoạn ngắn hạn đến trung hạn", ông Jeongdong Choe, nhà phân tích cấp cao tại công ty nghiên cứu TechInsights (Canada), nhận định. Ông cũng nhấn mạnh rằng phần lớn các chip HBM sử dụng tại Trung Quốc, đặc biệt là các dòng HBM2 và HBM2E, đều được cung cấp bởi hai ông lớn Hàn Quốc là Samsung và SK Hynix.

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