Deloitte dự báo triển vọng ngành bán dẫn toàn cầu năm 2024

Doanh số bán chip sẽ phục hồi trở lại

Ngành công nghiệp bán dẫn có tính chu kỳ nổi tiếng vượt qua một năm đầy thử thách vào năm 2023 qua đợt suy thoái lần thứ bảy kể từ năm 1990, với doanh thu dự kiến sẽ giảm 9,4% xuống còn 520 tỷ USD trong năm qua.Tuy nhiên, điều đó không đến mức quá tệ như dự báo vào mùa xuân năm ngoái trước khi quý II và quý III tăng trưởng tương đối mạnh hơn được ghi nhận so với dự báo trước đó chỉ là 515 tỷ USD. Năm 2024 hiện được dự báo sẽ đạt doanh thu toàn cầu là 588 tỷ USD không chỉ cao hơn 13% so với năm 2023 mà còn cao hơn 2,5% so với doanh thu kỷ lục của ngành công nghiệp bán dẫn đạt chỉ có 574 tỷ USD (2022).

Thị trường chứng khoán thường đưa ra chỉ dấu hàng đầu về hiệu quả hoạt động của ngành công nghiệp bán dẫn: Tính đến giữa tháng 12/2023, tổng vốn hóa thị trường của 10 công ty chip hàng đầu toàn cầu là 3,4 nghìn tỷ USD, tăng 74% so với 1,9 nghìn tỷ USD (11/2022) và cao hơn 17% so với mức 1,9 nghìn tỷ USD (11/2022) và 2,9 nghìn tỷ USD (11/2021).

Như thường lệ, thị trường chip nhớ (mạch tích hợp) là yếu tố biến động lớn nhất với doanh số bán ra đạt gần 130 tỷ USD (2022) hoặc chỉ dưới mức 23% tổng thị trường chip nhớ song tương ứng với mức giảm 31% với trị giá khoảng 40 tỷ USD (2023) so với mức giảm 1% của bộ vi xử lý logic. Thị trường này dự báo sẽ đạt gần như toàn bộ doanh thu đó ngay trong năm 2024 với doanh số bán ra dự báo sẽ đạt mức như của năm 2022. Nếu loại trừ chip nhớ thì phần còn lại của ngành công nghiệp bán dẫn đã có chiều hướng suy giảm vào năm 2023 với mức giảm chỉ khoảng 3%.

Về mặt các thị trường cuối cùng, doanh số bán ra cả máy vi tính (PC) và điện thoại thông minh dự báo sẽ tăng 4% (2024) sau khi có đà giảm lần lượt là 14% và 3,5% (2023). Việc quay trở lại tăng trưởng ở hai thị trường cuối cùng trên có thể rất quan trọng đối với ngành công nghiệp bán dẫn khi tính đến năm 2022, doanh số bán chip cho truyền thông (điện thoại thông minh) và máy vi tính (bao gồm chip trung tâm dữ liệu) chiếm tới 56% tổng doanh số chất bán dẫn (2022) so với sản xuất xe ô tô và công nghiệp chẳng hạn khi mà mỗi loại chỉ chiếm có 14% tổng doanh số bán hàng mà thôi.

Hiện có hai thước đo quan trọng khác về sức khỏe của ngành công nghiệp bán dẫn là hàng tồn kho và tối ưu hóa sản lượng sản xuất. Tính đến mùa thu năm 2023, hàng tồn kho chất bán dẫn vẫn ở mức cao trị giá hơn 60 tỷ USD là mức ngang bằng so với năm 2022. Việc bị cạn kiệt thông qua việc sử dụng hoặc tiêu thụ sản phẩm bán dẫn vẫn sẽ là một trở ngại đáng kể cho doanh số bán hàng trong nửa đầu năm 2024. Ngoài ra, mức sử dụng cao trong thời gian thiếu hụt gần đây (trong khoảng giữa mức 90%) và dự kiến đã giảm xuống dưới mức 70% trong quý IV/2023. Hiện ngành công nghiệp bán dẫn có thể cần mức sử dụng cao hơn nhiều so với mức tồn kho để có lãi, việc này có thể tiêu tốn thêm một thời gian. Trong khi đó, sản lượng sản xuất chất bán dẫn cũng đang tăng lên khi Hoa Kỳ và châu Âu tăng cường sản xuất chip ngay trong nước.

Những xu hướng này cùng với những xu hướng khác đều đang đóng vai trò quan trọng trong triển vọng ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu năm 2024, nơi báo cáo này sẽ đi sâu phân tích về 5 chủ đề lớn cho năm nay: (1) chip tăng tốc AI tạo sinh và phương cách mà các công ty bán dẫn đang sử dụng AI tạo sinh; (2) xu hướng xung quanh sản xuất thông minh; (3) nhu cầu tăng cường năng lực lắp ráp và thử nghiệm trên toàn thế giới; (4) sở hữu trí tuệ (intellectual property-IP) của ngành công nghiệp chip bán dẫn trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công mạng ở cấp độ đe dọa hoàn toàn mới ra sao; và (5) lĩnh vực địa chính trị cân nhắc các biện pháp kiểm soát xuất khẩu xung quanh công nghệ và thiết bị sản xuất node tiên tiến (công nghệ thiết bị điện tử/nút mạng) cũng như chất bán dẫn AI tạo sinh tiên tiến.

Hiện có một số góc độ thú vị về sự bùng nổ chip AI tạo sinh ảnh hưởng đến toàn bộ ngành công nghiệp chip bán dẫn. Với doanh thu ròng được dự đoán sẽ đạt hơn 50 tỷ USD (2024), thị trường ngành công nghiệp chip bán dẫn là một cơ hội thuận lợi cho lĩnh vực chip AI tạo sinh với dự kiến sẽ chiếm khoảng 8,5% tổng doanh thu toàn ngành. Một phần trong số đó sẽ đến từ các bộ vi xử lý logic được tạo ra trên các node tiên tiến, một số trong đó đến từ bộ nhớ băng thông cao tiên tiến (HBM3), một số khác lại từ mạch tích hợp công nghệ 2.5D là một kỹ thuật đóng gói chip tiên tiến cộng thêm một số chip kết nối tiên tiến khác. Trong mỗi danh mục, những con chip điều khiển bằng AI tạo sinh này đều thuộc vào loại đắt tiền nhất. Năm 2022, đã có hơn một nghìn tỷ con chip đã được bán với giá bán trung bình là 0,57 USD mỗi con chip. Trong khi đó, một số chip AI tạo sinh lại được bán với giá 40.000 USD mỗi con chip (2023) hoặc có mức cao hơn tới 70.000 lần, do đó, số lượng chip được bán có trị giá 50 tỷ USD tương đương với số lượng 1,25 triệu con chip hoặc ít hơn mức 0,1% tổng số lượng con chip trong năm.

Tại sao đó lại là vấn đề? Mặc dù chip AI tạo sinh dự kiến sẽ chiếm một phần lớn trong doanh thu bán chip vào năm 2024 (và có thể còn lớn hơn trong tương lai) nhưng thực tế chúng chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ trong khối lượng đơn vị vì do phụ thuộc vào năng lực sản xuất. Như đã đề cập ở trên, với mức sử dụng trong ngành công nghiệp chip bán dẫn dưới 70% thì việc chip AI tạo sinh này được bán ra thị trường là một tin tuyệt vời đối với một số công ty bán những con chip đó hoặc các bộ phận của những con chip đó song điều này có thể sẽ không hữu ích cho toàn ngành công nghiệp bán dẫn.

Để ngành công nghiệp bán dẫn nhận thấy được mức sử dụng tối ưu hóa trên tất cả các node tiến tiến thì các loại chip khác bổ sung AI tạo sinh có thể cần nhận thấy nhu cầu tăng trưởng mạnh mẽ hơn.

AI tạo sinh và làn sóng cung cấp chip tiếp theo

Bán chip AI tạo sinh

Thị trường sản xuất chip tăng tốc quá trình đào tạo và suy luận của các mô hình AI tạo sinh hiện là câu chuyện bán dẫn của năm 2023. Ở cấp độ cao, chip AI tạo sinh là các gói bộ xử lý đồ họa GPU đặc biệt, bộ xử lý trung tâm CPU đặc biệt, bộ nhớ HBM3 đặc biệt là thế hệ HBN thứ 4 trong mạch tích hợp 2.5D đóng gói chip tiên tiến, cùng với các chip đặc biệt khác cần thiết để kết nối trong trung tâm dữ liệu. Đối với một ngành công nghiệp bán dẫn đang phải đối mặt với những trở ngại do giá bộ nhớ yếu và nhu cầu yếu về chip điện thoại thông minh và máy tính thì chip AI tạo sinh này đã đem lại một lĩnh vực tăng trưởng, đặc biệt là tại các node sản xuất hàng đầu. Năm 2024, thị trường dành cho những con chip AI tạo sinh này có lẽ sẽ phát triển mạnh mẽ và được dự báo sẽ đạt doanh thu hơn 50 tỷ USD trong năm nay, tức tăng 8,5% giá trị của tất cả các con chip dự kiến sẽ được bán ra trong năm.

Về mặt lâu dài, hiện có những dự báo cho thấy chip AI tạo sinh có thể đạt doanh thu khoảng 400 tỷ USD (2027). Câu hỏi đặt ra là điều gì sẽ xảy ra trong năm 2024? Một mặt, như báo cáo của hãng Deloitte đã đưa ra dự báo vào tháng 11/2023, doanh số bán chip AI tạo sinh sẽ đạt hơn 50 tỷ USD (2024). Mặt khác, hiện có nhiều lý do để tin rằng tốc độ tăng trưởng doanh số bán chip AI tạo sinh hàng quý có thể chững lại hoặc thậm chí sụt giảm ở một thời điểm nào đó, ít nhất là cùng một lúc. Mùa thu năm 2023 đã xuất hiện một cơn bão hoàn hảo: nhu cầu tăng trưởng mạnh mẽ, người mua háo hức đảm bảo nguồn cung và có tương đối ít sự lựa chọn. Tuy vậy, điều này có thể thay đổi vào một lúc nào đó trong năm nay.

1. Những người mới tham gia cuộc chơi: Các chip mới được kỳ vọng từ các nhà sản xuất chip AI tạo sinh hiện tại cũng như các nhà sản xuất chip AI tạo sinh mới nổi. Tuy nhiên, những con chip mới có thể sẽ đến từ các công ty mà cho đến nay vẫn được biết đến nhiều hơn với tư cách là những người mua chip song đã quyết định bắt đầu tự sản xuất chip. Vậy nên không một ai biết những loại chip trên sẽ có giá cả như thế nào vào thời điểm này.

2. Các thiết kế và mô hình mới: Hiện có nhiều mô hình và cách tiếp cận AI tạo sinh khác nhau và không có thiết kế chip đơn lẻ nào có thể tối ưu hóa cho mọi trường hợp sử dụng chúng, dẫn tới việc có thể sản xuất chip trung tâm dữ liệu, chip biên mạng, chip đào tạo và chip suy luận, và người ta dự kiến sẽ chi hàng tỷ đô la để phát triển những “hương vị” này của chip AI tạo sinh.

3. Chip biên mạng: Hiện có thể xuất hiện trong năm 2024, nhiều quá trình xử lý hơn sẽ được thực hiện ở biên mạng trên các máy gia tốc hoặc mô hình AI tạo sinh nhỏ hơn, rẻ hơn hoặc khác so với các mô hình khác đã thống trị vào năm 2023.

4. Hiệu ứng “cái roi da” tức hiện tượng dự báo nhu cầu ảo diễn ra trong chuỗi cung ứng: Ngành công nghiệp chip bán dẫn có thể rất dễ bị đặt hàng mua quá mức cũng như lượng tồn kho cao quá mức trong thời điểm thiếu nguồn cung, sau đó cần phải giảm bớt khi nguồn cung bắt kịp nhu cầu, điều này thường dẫn đến doanh số bán hàng giảm và giá mỗi đơn vị hàng hóa cũng giảm theo. Hiệu ứng “cái roi da” này có thể được nhận thấy vào nửa cuối năm 2024.

5. Liệu mọi người có trả tiền cho AI tạo sinh không? Cuối cùng, phần lớn nhu cầu hiện tại về chip AI tạo sinh đến từ các công ty phần mềm doanh nghiệp hoặc trực tiếp cho những công ty phần mềm xây dựng quy trình xử lý tại chỗ hoặc gián tiếp thông qua các công ty điện toán đám mây cung cấp cho các công ty phần mềm dịch vụ xử lý AI tạo sinh mới. Các công ty này có thể lên kế hoạch đưa các tính năng và dịch vụ AI tạo sinh mới vào các dịch vụ phần mềm hiện có hoặc mới của họ và kỳ vọng sẽ tính chi phí cho các tính năng đó mà theo hãng Deloitte dự báo thì điều này sẽ đem lại doanh thu tăng tới 10 tỷ USD trong doanh thu phần mềm doanh nghiệp vào cuối năm 2024. Mặt khác, các công ty phần mềm có thể sẽ mua nâng cấp chip AI tạo sinh ngay bây giờ (trực tiếp hoặc qua điện toán đám mây) nhằm giúp đáp ứng nhu cầu xử lý dự kiến. Nếu người mua phần mềm không sẵn sàng trả phí cao hơn cho các AI tạo sinh hoặc thậm chí chậm trên việc thực hiện công việc đó thì các công ty phần mềm có thể cắt giảm đột ngột đơn đặt hàng mua AI tạo sinh.

Sử dụng AI tạo sinh để sản xuất chip

Ngành công nghiệp chip bán dẫn đã sử dụng các công cụ AI để hỗ trợ thiết kế chip trong một vài năm song đó mới chỉ là sự khởi đầu. AI tạo sinh có thể giúp cải thiện hoạt động và phổ biến các phương pháp hay nhất trong toàn bộ chuỗi giá trị của ngành công nghiệp bán dẫn: Theo báo cáo của hãng Deloitte sắp ra mắt “AI tạo sinh trong nghiên cứu chất bán dẫn” (2024), có tới 72% số người trong ngành khi được hỏi tin rằng tác động của AI tạo sinh đối với ngành bán dẫn của họ sẽ “ở mức độ biến đổi cao”. Số người đó khi trả lời còn đã thu hẹp mức độ đó hơn nữa khi mô tả các lĩnh vực sau đây mà AI tạo sinh có thể được sử dụng ngoài thiết kế chip và tạo mã nguồn: (1) Tạo lịch trình và dự báo chuỗi cung ứng chính xác hơn; (2) Tăng cường nghiên cứu và phát triển thông qua công tác tăng cường nghiên cứu khoa học; (3) Cải thiện khả năng phát hiện sự cố bất thường và các khuyết tật cũng như các giải pháp AI hiện tại đã được sử dụng trong ngành bán dẫn song AI tạo sinh mới đem lại tiềm năng tăng tốc quá trình này bằng cách tạo ra dữ liệu tổng hợp để đào tạo mô hình; (4) Các hoạt động có thể được hưởng lợi từ mô phỏng quy trình sản xuất và thế hệ song sinh kỹ thuật số hỗ trợ AI tạo sinh có thể mô phỏng việc phân loại, lắp ráp, thử nghiệm và các quy trình sản xuất phức tạp khác mà không cần petabyte (tức 1 triệu tỷ byte) dữ liệu lưu trữ; và (5) Tăng cường nỗ lực tiếp thị thị trường và bán hàng bằng cách sử dụng AI tạo sinh để tạo ra nội dung tốt hơn cũng như điều chỉnh nội dung tiếp thị sao cho phù hợp với từng đối tượng và mục đích sử dụng.

Bất chấp những lợi ích nêu trên, AI tạo sinh vẫn tồn tại những thách thức phải đối mặt. Việc xây dựng hoặc mua các mô hình tùy chỉnh để tạo ra thiết kế mạch, kế hoạch thử nghiệm và dữ liệu tổng hợp có thể sẽ rất tốn kém hơn so với thực hiện thủ công. Chi phí vận hành cho các mô hình cũng rất lớn mà có thể cũng lớn hơn lợi ích về tốc độ của tự động hóa. Như đã biết, AI tạo sinh có thể tạo ra các kết quả đầu ra không chính xác hoặc vô nghĩa, do đó, việc xác nhận của “con người trong vòng lặp” (humans-inthe-loop - HITL) hay còn được gọi là bán tự hành (semiautonomous) nhằm chỉ việc hệ thống máy móc thực hiện các hoạt động trong khoảng thời gian nhất định và dừng lại để đợi lệnh mới từ con người, đây được xem là khái niệm cơ bản về mối quan hệ giữa con người và máy thông minh, là điều hết sức cần thiết để cải thiện độ chính xác. Cuối cùng, khi làm việc với các ứng dụng lấy con người làm trung tâm như bộ phận nhân sự (HR) hoặc bán hàng và tiếp thị thì việc đánh giá của con người có thể giúp đảm bảo tất cả dữ liệu đều được dọn dẹp một cách sạch sẽ, xóa bỏ thông tin nhận dạng cá nhân (personally identifiable information-PII), cài đặt các rào cản và thực hiện việc xác thực.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét: (1) Khi công suất sản xuất chip AI tạo sinh tăng lên thì giá cả và khối lượng sẽ tiếp tục tăng hay giảm? Với mức doanh số bán dự kiến là khoảng 400 tỷ USD (2027), chip AI tạo sinh này sẽ chiếm gần một nửa ngành công nghiệp chip bán dẫn, vậy điều đó có nghĩa là gì? Những chỉ dấu ban đầu nào cần được chú ý đến trong toàn bộ chuỗi cung ứng chip, chẳng hạn như sự biến động trong các kênh tồn kho hàng hóa hoặc sự gia tăng đơn đặt hàng tại Trung tâm dữ liệu lớn là một trung tâm dữ liệu mang sức mạnh tính toán siêu cấp, dung lượng lưu trữ khổng lồ và kết cấu mạng rộng lớn, do vậy, người dùng có thể dễ dàng mở rộng quy mô không chỉ từ một máy chủ thành một vài máy chủ, mà từ vài trăm máy chủ hay đến hàng nghìn máy chủ ? (2) Nhiều phân khúc chip bị thống trị bởi một người chơi duy nhất là người có vai trò ưu việt vừa là hiệu năng chuẩn mạnh mẽ vừa là một bộ công cụ, hệ thống hỗ trợ để chốt khóa người mua. Liệu các chip AI tạo sinh này có đi theo xu hướng đó hay chúng ta sẽ chứng kiến một ngành sản xuất phân mảnh hơn? Để chuẩn bị cho các tình huống khác nhau, những thay đổi nào sẽ cần được thực hiện trong hợp đồng với nhà cung cấp và nhà bán hàng cũng như quy trình đặt hàng? Liệu sẽ có hoạt động M&A hay lãi suất cổ phần tư nhân mạnh mẽ ở các công ty sản xuất chip nhỏ hơn? (3) Các công cụ AI tạo sinh có thể biến đổi ngành công nghiệp bán dẫn song có những tác động cụ thể như thế nào? Họ sẽ chỉ giảm chi phí hay chúng ta sẽ thực sự thấy doanh thu tăng trưởng?

Làm cho sản xuất thông minh trở nên thông minh hơn

Trong những năm qua, các nhà máy chế tạo chất bán dẫn (Fabs) và cơ sở thuê bên ngoài lắp ráp chất bán dẫn (outsourced semiconductor assembly and test facilities-OSAT) cũng như cơ sở kiểm tra thử nghiệm đã tận dụng các thiết bị internet vạn vật (IoT), công nghệ robot, trí tuệ nhân tạo/học máy (AI/ML) và phân tích với mục tiêu là các nhà máy sản xuất chip thông minh, tự động hóa hoàn toàn (lights-out). Các nhà sản xuất thiết bị tấm bán dẫn (wafer), nhà sản xuất thiết bị tích hợp (integrated device manufacturers-IDM), nhà máy đúc vật liệu kim loại và cơ sở lưu trữ và xử lý dữ liệu ứng dụng (back-end -AT) đều tiếp tục đầu tư nhiều hơn vào thực tiễn sản xuất thông minh, công cụ kỹ thuật số và công nghệ song các mục tiêu sản xuất thông minh cơ bản ngày càng nhiều hoặc ít hơn vẫn giữ nguyên. Họ kết nối mọi bộ phận trong nhà máy, tự động hóa việc di chuyển nguyên vật liệu và thu thập dữ liệu, đồng thời áp dụng phân tích để đưa ra các quyết định và hành động nhanh chóng. Tuy nhiên, từ góc độ sản xuất chip, có hai điều dự báo sẽ tương đối khác đối với sản xuất thông minh trong ngành công nghiệp bán dẫn năm 2024.

Một là sự sẵn có của các công cụ AI phức tạp và tiên tiến cao (bao gồm cả AI tạo sinh) để phân tích các tập dữ liệu lớn và đưa ra những hiểu biết sâu sắc. Báo cáo nghiên cứu AI tạo sinh trong chất bán dẫn sắp công bố của hãng Deloitte ghi nhận khoảng 7 trong số 10 nhà điều hành bán hàng thừa nhận AI tạo sinh sẽ có tác động “từ cao đến chuyển đổi” đối với hoạt động kinh doanh của họ, điều này cho thấy họ xem nó không chỉ là một công cụ mới khác. Trên khắp các chức năng sản xuất, vận hành và bảo trì, các nhà điều hành bán hàng hóa khi được hỏi thăm dò khảo sát đều tin rằng AI tạo sinh có tiềm năng mang lại giá trị lớn nhất thông qua các phân tích và hiểu biết sâu sắc liên quan đến quy trình và thiết bị (được ghi nhận bởi 28% số người được hỏi), tiếp theo là bảo trì dự báo, chẩn đoán và xử lý sự cố thông minh (18%).

Thứ hai liên quan đến việc nâng cao hiệu suất và tính bền vững của nhà máy và tòa nhà. Việc chuyển từ một node công nghệ trưởng thành (ví dụ: sản xuất có tiến trình 28 nm) đến node tiên tiến (có tiến trình 2 nm) thì cần năng lượng gấp 3,5 lần và mức tiêu thụ lượng nước gấp 2,3 lần và phát ra lượng phát khí nhà kính GHG nhiều gấp 2,5 lần. Hiện ngành công nghiệp bán dẫn đang xem xét thực hiện chuyển đổi sản xuất tại các nhà máy cũ (ở vùng đất bị bỏ hoang hoặc bị ô nhiễm) bên cạnh việc xây dựng các nhà máy xanh hoàn toàn mới nhằm giúp nhận thấy những lợi ích bền vững lớn hơn nữa. Hơn nữa, các nhà sản xuất có thể xem xét đầu tư vào các công cụ sản xuất thông minh như ứng dụng 6D BIM (mô hình hóa thông tin tòa nhà để kiểm soát chỉ số năng lượng, nhiệt độ, ánh sáng) để giúp cải thiện quản lý chi phí, mô phỏng và phân tích mức tiêu thụ năng lượng, nâng cao hiệu quả và hợp lý hóa việc quản lý cơ sở, tạo ra tác động tích cực đến thu nhập ròng và hành tinh của chúng ta.

Khi khai phá cách sử dụng các công cụ sản xuất thông minh và mô hình ảo như ứng dụng 6D BIM trong suốt năm 2024 thì các nhà sản xuất nên xác định các yếu tố và chỉ số cụ thể về môi trường-xã hội cần được đo lường để đánh giá tính bền vững toàn diện hơn cũng như báo cáo tác động về môi trường-xã hội và quản trị (environmental, social and governance -ESG). Ngoài ra, các công ty nên xem xét khai phá vị trí và cách thức các công nghệ và công cụ như AI tạo sinh, mạng 5G riêng và bản sao kỹ thuật số có thể được tích hợp trong các nhà máy sản xuất.

Các giám đốc điều hành ngành công nghiệp bán dẫn khi được hỏi thăm dò ý kiến trong khuôn khổ báo cáo “Nghiên cứu chuyển đổi chất bán dẫn” của hãng Deloitte (2023) đã xác định rằng việc thiếu sự liên kết trong tất cả doanh nghiệp về năng lực kỹ thuật số là một thách thức chính đối với các sáng kiến chuyển đổi. Mặc dù mức độ liên kết giữa kinh doanh và công nghệ thông tin cho thấy sự cải thiện cuộc khảo sát năm 2023 (56 %) so với khảo sát năm 2021 (37%), do vậy, cuộc khảo sát mới có thể cần được thực hiện ngay trong năm 2024. Các công ty nên tiếp tục đầu tư vào cơ sở dữ liệu và hệ thống thông minh để thu thập các bộ dữ liệu khác nhau giữa các đơn vị kinh doanh và chuỗi cung ứng ngày càng phức tạp và rộng khắp, đồng thời nên tăng cường khả năng hiện đại hóa dữ liệu, nền tảng dữ liệu thống nhất, phân tích nâng cao và các ứng dụng dựa trên mô hình phần mềm dưới dạng dịch vụ dựa trên đám mây (Software-as-a-Service -SaaS) thế hệ tiếp theo (ví dụ như mua sắm, lập kế hoạch, khách hàng và lập kế hoạch nguồn lực doanh nghiệp), tất cả đều có thể yêu cầu tích hợp tốt hơn với hệ thống vận hành sản xuất của doanh nghiệp (manufacturing execution system-MES) cũng như tập trung vào dữ liệu sạch, chính xác và chất lượng tốt. Tất cả những khía cạnh này đều rất quan trọng để giúp các công ty có thể hưởng lợi hoàn toàn từ các khoản đầu tư trước đây của họ vào các giải pháp quản lý dữ liệu và trí tuệ nhân tạo/học sâu (AI/ML).

Tuy vậy, ngay cả khi các nhà máy chế tạo chất bán dẫn (Fabs) và cơ sở công nghệ tiên tiến (Advanced Technology-AT) tăng mức độ tự động hóa và sử dụng công nghệ thông minh thì các công ty vẫn nên xem xét để xác định những kỹ năng chuyên môn mà người công nhân và vận hành cần được trang bị, đặc biệt là những người giám sát máy móc, thiết bị, quy trình và hệ thống điều khiển. Năm 2024 có thể nói đây là năm mà ngành công nghiệp bán dẫn cân nhắc xem ở đâu và bằng cách nào có thể hạn chế mức độ tham gia của con người, ít nhất là trong một khoảng thời gian trong một số khía cạnh chọn lọc của hoạt động sản xuất kinh doanh để thực sự đạt được các nhà máy sản xuất tự động hóa “thông minh” (lights-out) một cách hiệu quả với sự can thiệp của con người chỉ ở mức tối thiểu để vận hành các hoạt động hằng ngày.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét: (1) Được coi như là một phần của tầm nhìn kỹ thuật số, doanh nghiệp cần xem xét những khía cạnh nào, bao gồm thiết kế, sản xuất, bán hàng, hỗ trợ và sản phẩm hết hạn sử dụng/sản phẩm ở cuối vòng đời sản phẩm (end-of-life)/tái chế sản phẩm để biến chúng thành một cách tiếp cận kỹ thuật số toàn diện? (2) Để làm đa dạng các thiết bị, máy móc và công cụ sản xuất trong cơ sở kết nối với nhau và hưởng lợi từ nỗ lực hiện đại hóa dữ liệu rộng hơn giữa các đơn vị kinh doanh khác (ví dụ: trong chuỗi cung ứng, tài chính, mua sắm, bán hàng), những ứng dụng kinh doanh nào khác có nên tích hợp với các hệ thống và quy trình sản xuất không? Những giao thức truyền thông nào cần được chuẩn hóa? Và nên phát triển những chương trình giao diện nào? (3) Với mục tiêu tự động hóa hoàn toàn hoạt động sản xuất thì làm sao có thể triển khai nhà máy thông minh thế hệ tiếp theo sẽ hiệu quả hơn việc lấy con người làm trung tâm và những khía cạnh cụ thể nào của quy trình hoạt động sản xuất nên có yêu cầu con người thực hiện công việc cùng với máy móc? Ngoài ra, làm thế nào các công ty có thể tích hợp phúc lợi của người lao động để làm cho ngành bán công nghiệp bán dẫn không chỉ phát triển bền vững mà còn lấy con người làm trung tâm hơn?

Lắp ráp và thử nghiệm chất bán dẫn dấn thân vào các khu vực địa lý mới

Hiện có hơn 75% công suất nhà máy chế tạo chất bán dẫn (Fabs) toàn cầu là đặt tại châu Á (được gọi là “front-end”: thiết kế vi mạch gồm 2 giai đoạn chính là luận lý “front-end” gồm có thiết kế số/tương tự), nghĩa là con chip sau khi được thiết kế sẽ được đem đến nhà máy sản xuất; các công ty có thể tự sản xuất chip của mình thiết kế, bán thiết kế cho các công ty khác, hoặc thuê các công ty khác sản xuất cho mình; con chip sau khi sản xuất sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi giao cho người tiêu dùng song thị phần tại khu vực này thậm chí còn cao hơn (90%) trong lĩnh vực lắp ráp và thử nghiệm chip (back-end) nghĩa là giai đoạn vật lý “back-end” gồm có thiết kế lay-out lắp ráp và kiểm tra DRC/LVS. Ngoại trừ các công ty bán dẫn tích hợp (Integrated Semiconductor Company-IDM) ngoài việc sản xuất chip ra còn mở rộng sang dịch vụ sản xuất chất bán dẫn khác thì hầu hết các công ty sản xuất chip còn lại đều làm gia công các quy trình AT cho các nhà cung cấp bên thứ ba, hay còn gọi là các nhà cung cấp lắp ráp và kiểm tra (sản xuất) chất bán dẫn thuê ngoài cung cấp dịch vụ đóng gói và kiểm tra vi mạch của bên thứ ba (Outsourced semiconductor assembly and test-OSAT). Hầu hết các công ty OSAT lớn đều đặt trụ sở tại Trung Quốc và Đài Loan-Trung quốc, ước chiếm khoảng 80% thị phần OSAT toàn cầu (2022). Mặc dù Hoa Kỳ đang là đích nhắm tới để tăng cường năng lực AT trong nước thì gần như tất cả công việc AT thực tế đều được thực hiện ở châu Á. Ranh giới giữa front-end và back-end truyền thống đang ngày càng mờ nhạt với mỗi nỗ lực nắm bắt nhiều hơn chuỗi giá trị. Phương pháp đóng gói chip tiên tiến cũng đang ngày càng trở thành một công cụ hỗ trợ chiến lược để xây dựng những con chip tiên tiến tinh vi bậc nhất.

Trong tương lai, khi Hoa Kỳ và châu Âu cùng tìm cách mở rộng năng lực sản xuất chip trong nước thì cả hai khu vực nên tìm cách xây dựng năng lực back-end để tránh kéo dài và khiến chuỗi cung ứng trở nên phức tạp hơn. Nhằm giúp duy trì ưu thế dẫn đầu về hiệu suất và tính linh hoạt sản phẩm, các công ty bán dẫn tích hợp (IDMs) ở Hoa Kỳ và Hàn Quốc hiện đang gia tăng nỗ lực nâng cao khả năng đóng gói chip của họ vốn dĩ thường được cung cấp và kích hoạt bởi các cơ sở và hoạt động lắp ráp tương ứng của họ. Đồng thời, các công ty sản xuất hàng đầu đang thúc đẩy công nghệ tiến tiến AT với xu hướng tìm kiếm gần (nearshore) nghĩa là thu ngắn chuỗi giá trị lại, chỉ tập trung vào xây dựng chuỗi giá trị trong các quốc gia gần mình, từ đó giảm bớt được sự rủi ro. Hơn nữa, các chip AI tạo sinh phức tạp đang thúc đẩy nhu cầu về đóng gói chip tiên tiến, dẫn đến tình trạng thiếu công suất trầm trọng cho công nghệ này.

Trong báo cáo “Nghiên cứu chuyển đổi chất bán dẫn năm 2023” của hãng Deloitte cũng đã lưu ý rằng nhu cầu mạnh mẽ về AI cũng như các ứng dụng nặng về xử lý lượng lớn tính toán và bộ nhớ với dung lượng lớn (compute-and memory-intensive applications), sẽ thúc đẩy sự đổi mới sáng tạo dành cho các kỹ thuật đóng gói chip tiên tiến như 2D (tức “đóng hộp” 2 chiều bằng cách đóng gói từng đế chip lên một tấm nền bằng kỹ thuật wire bond bằng sợi chỉ kim loại hay flip-chip bằng mối nối-solder ball-sẽ được hàn trên bề mặt chip trước), 2.5D (là một bước tiến của đóng gói 2.1D khi có thêm một lớp trung gian-interposer-giữa các chip quan trọng trong SiP ví như vi xử lý-logic-và bộ nhớ-memory), và 3D (cách sắp xếp chip dạng xếp chồng hay stacked IC, theo đó, xếp chồng memory-on-logic, memory-on-memory hay logic-on-logic là những phương pháp giúp tăng năng lực của cả hệ thống SiP mà vẫn không tốn thêm diện tích với tiến trình 7nm xuống 5nm chỉ giúp tăng khoảng 20% khả năng tính toán, trong khi đó memory-on-logic có thể giúp tăng tới 37%). Để bắt kịp nhu cầu đổi mới đóng gói chip tiến tiến ngày càng tăng, cả hai đạo luật Chips (của EU) và Khoa học và CHIPS (của Hoa Kỳ) đều đã phân bổ kinh phí đầu tư để phát triển công nghệ đóng gói chíp tiên tiến. Tuy nhiên, như đã lưu ý trong báo cáo của hãng Deloitte “Dự báo TMT 2024” về công nghệ, thông tin-truyền thông, phần về thị trường chip AI tạo sinh phát triển với tốc độ chóng mặt, chính phủ các nước hiện có thể cần phải bổ sung vào các chương trình khuyến khích hiện có để mở rộng sản xuất chip bán dẫn ngay ở trong nước hoặc xu hướng tìm kiếm gần (nearshore) nêu trên về năng lực sản xuất theo công ty công nghệ tiên tiến AT. Việc đóng gói chip tiên tiến ngày càng trở nên phức tạp hơn do thường đòi hỏi các kỹ thuật mới như mô hình hóa và mô phỏng dữ liệu để chủ động phát hiện và dự đoán trước các lỗi kỹ thuật cũng như các vấn đề về đóng gói chip khác.

Năm 2024, thị trường công ty công nghệ tiên tiến (AT) lắp ráp và thử nghiệm chip (back-end) có thể trải qua sự chuyển đổi đáng kể như việc các công ty bán dẫn tích hợp (IDM) và nhà máy sản xuất vật đúc kim loại hàng đầu còn tiến xa hơn vào lĩnh vực đóng gói chip tiên tiến, trong khi các công ty cung cấp bên thứ ba (OSAT) truyền thống cũng tiếp tục nâng cao khả năng đóng gói chip tiến tiến của mình. Đồng thời, các công ty bán dẫn có trụ sở tại Hoa Kỳ và EU đều đang mở rộng cơ sở sản xuất tấm bán dẫn (wafer) thiết kế vi mạch gồm hai giai đoạn chính là luận lý “front-end” tức thiết kế số/tương tự, ngay tại trên sân nhà của họ song song với việc mở rộng này, các bước đi mới đang được thực hiện để chuyển dịch các dịch vụ công nghệ tiên tiến AT thiết kế lay-out lắp ráp và kiểm tra “back-end” của họ sang các quốc gia mới. Ví dụ, công suất AT mới đang được xây dựng ở Việt Nam, Malaysia, Ấn Độ và Ba Lan đều được phản ánh các công ty bán dẫn tích hợp IDM và nhà cung cấp thứ ba OSATcùng đang đa dạng hóa và giảm thiểu rủi ro cho chuỗi cung ứng của họ và xu hướng này phù hợp với quan điểm của báo cáo hãng Deloitte trong “Triển vọng ngành bán dẫn toàn cầu năm 2023”.

Tuy vậy, các cơ sở AT mới nổi phải đối mặt với những thách thức rõ rệt nhất. Các công nghệ đóng gói chip tiên tiến mới và các giải pháp thử nghiệm đều phải được cung cấp với hiệu suất chất lượng cao trong bối cảnh gia tăng những hạn chế nghiêm ngặt về mặt thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Ngoài ra, những công nghệ như vậy thường đòi hỏi những kỹ năng và kinh nghiệm xử lý riêng biệt. Ví dụ, các kỹ sư đóng gói và thử nghiệm chip cần phải có chuyên môn về kỹ thuật điện và điện tử, khoa học vật liệu, lập kế hoạch công suất và quá trình thu lợi nhuận. Bên cạnh đó, những người chơi mảng back-end phải trải qua thử thách cung cấp nhiều lựa chọn đóng gói chip tiên tiến mới lạ nhưng phức tạp, ví dụ như đóng gói chip 2.5D/3D, quạt ngoài (fan-out) là có bao nhiêu kết nối trong netlist, mạch tích hợp nhỏ (chiplets), giao thức khởi tạo phiên là một giao thức truyền thông (session initiation protocol-SiP) và liên kết lai vĩnh cửu kết hợp liên kết điện môi (SiOx) với kim loại nhúng (Cu) để tạo thành các liên kết.

Năm 2024, các cơ sở IDM AT và OSAT thuần túy có thể xem xét danh sách rút gọn từ một số tùy chọn trên nhằm đạt được khả năng làm chủ các công nghệ đóng gói chip tiên tiến cụ thể, đồng thời phải nhanh chóng và liên tục đổi mới để giúp các công ty bán dẫn có thương hiệu tung ra các sản phẩm ưu việt nhanh hơn với hiệu suất và giá cả cạnh tranh. Một khía cạnh khác mà các cơ sở AT nên xem xét là năng lượng, vật liệu và các tài nguyên khác được sử dụng trong các hoạt động lắp ráp, thử nghiệm, vận chuyển và phân phối chip thường là những thành phần quan trọng không kém trong phương trình tính bền vững của chất bán dẫn.

Nhằm duy trì khả năng cạnh tranh trong bối cảnh AT phát triển năng động trong suốt năm 2024 và hơn thế nữa, các cơ sở OSAT và AT cố định nên củng cố hệ thống công nghệ thông tin cốt lõi của doanh nghiệp. Ngoài ra, việc tích hợp AI/ML vào hoạt động của họ có thể giúp phát triển các tính năng và công nghệ đóng gói chip tiên tiến nhằm cải thiện việc lập kế hoạch nhu cầu, quản lý hàng tồn kho một cách có hiệu quả và hợp lý hóa luồng thông tin trên chuỗi cung ứng mở rộng. Công tác thử nghiệm (test) cũng dự kiến sẽ trở nên nổi bật vì các thiết kế mô-đun và chip phức tạp có thể yêu cầu AT và OSAT cố định để nâng cao các khả năng như thử nghiệm cấp hệ thống, thử nghiệm thích ứng hoặc tính năng động và yếu tố dự đoán là một trường có mối quan hệ dự đoán với kết quả dựa trên AI/ML.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét: (1) Các công ty tương đồng (peer) nên hợp tác với các cơ sở giáo dục nghiên cứu học thuật nào để tận dụng các ưu đãi của chính phủ và cơ sở hạ tầng nghiên cứu chung nhằm hợp tác xây dựng, thử nghiệm và thí điểm các phương pháp đóng gói thế hệ sáng tạo tiếp cận? (2)- Những phần nào của quy trình AT nên được đưa trở lại sản xuất trong nước, phần nào nên phải thuê ngoài và những quốc gia nào (trong khu vực Đông Nam Á, Nam Á, Đông Âu, Mỹ Latinh) nên được xem xét xây dựng các cơ sở back-end mới? (3)- Trong quá trình lắp ráp back-end, kim loại, nhựa và các vật liệu khác nên được xử lý như thế nào như là một phần của những nỗ lực phát triển bền vững rộng lớn hơn và tuân thủ các yêu cầu về mặt pháp lý của quản trị môi trường, xã hội và doanh nghiệp (ESG)? (4) Có nên xây dựng thêm nhiều nhiều nhà máy đúc vật kim loại và IDM tích hợp đóng gói chip tiên tiến vào chuỗi giá trị của họ không? Liệu mức độ chiến lược phù hợp ngày càng tăng của đóng gói chip tiên tiến có được thể hiện thông qua các liên minh và quan hệ đối tác mới mà các nhà sản xuất fabless là những công ty thiết kết chip nhưng không thể sản xuất được ra chip nên phải gia công chip và IDM có thể xem xét không?

Tăng cường an ninh mạng trong cuộc chiến chống lại các mối đe dọa mạng ngày càng gia tăng

Hiện ngành công nghiệp bán dẫn đang phải đối mặt với các mối đe dọa mạng ở mức độ khác so với các ngành khác. Ngoài các cuộc tấn công của mã độc tống tiền ransomware nhằm tìm kiếm lợi nhuận thông thường mà mọi ngành đều phải đối mặt thì các công ty bán dẫn còn sở hữu giao thức internet (IP) độc nhất, có giá trị song có mặt bị hạn chế. Do tầm quan trọng ngày càng tăng của chất bán dẫn đối với nhiều ngành công nghiệp khác nên chúng thường bị một tác nhân tư nhân của một nước thực hiện hoạt động, ví dụ như một hacker hoặc một công ty đã ký hợp đồng nhắm đến. Do các vấn đề địa chính trị và hạn chế đối với công nghệ sản xuất chip tiên tiến nên IP của các công ty bán dẫn là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của các cuộc tấn công mạng.

Trường hợp căng thẳng địa chính trị tiếp tục leo thang trong năm 2024, điều này sẽ dẫn đến những hạn chế nhiều hơn nữa đối với sở hữu trí tuệ, chip và nguyên liệu thô, vì vậy, các cuộc tấn công mạng có thể gia tăng, làm gián đoạn hoạt động sản xuất trong ngành công nghiệp bán dẫn.

Các tác nhân đe dọa mạng không chỉ nhắm mục tiêu vào các công ty bán dẫn cốt lõi mà còn ngày càng nhắm tới các kênh đối tác mở rộng (ví như nhà cung cấp, nhà phân phối và nhà sản xuất theo hợp đồng). Các tác nhân đe dọa một cách tinh vi có thể sử dụng các phương pháp tiên tiến như che giấu các nhóm ransomware, để tạo ra các cuộc tấn công và gây ra sự gián đoạn sản xuất kinh doanh trên toàn chuỗi cung ứng.

Đây chính là nơi ngành công nghiệp bán dẫn có thể trải qua một cuộc chiến phi cân xứng trong năm 2024 khi mà ngành này có thể cần phải đối mặt với những tác nhân đe dọa tinh vi có nguồn lực tiên tiến hơn nhiều so với các mối đe dọa mạng công nghiệp khác. Cuộc chiến phi đối xứng này giữa các tác nhân tư nhân thực hiện hoạt động, ví dụ như một hacker hoặc một công ty đã ký hợp đồng nhắm đến và những bên tham gia ngành công nghiệp bán dẫn rộng lớn hơn có thể đặt ra những thách thức mới cho các nhà điều hành ngành công nghiệp bán dẫn trong năm 2024 và xa hơn thế nữa.

Do đó, trong năm 2024, các công ty bán dẫn nên xem xét đẩy nhanh nỗ lực tăng cường khả năng phòng thủ mạng của chính cơ sở của mình cũng như cơ sở hạ tầng kỹ thuật số và mạng lưới chuỗi cung ứng mở rộng của họ.

Ngoài ra, các công ty bán dẫn cũng nên nhanh chóng hơn trong việc sắp xếp lại các chương trình mạng của mình để ứng phó với những mối đe dọa mới nổi này cũng như đầu tư vào các giải pháp bảo vệ dữ liệu của khách hàng. Ví dụ: Báo cáo của hãng Deloitte về khảo sát tương lai mạng toàn cầu năm 2023 đã từng lưu ý có hơn 75% số người khi được hỏi đều tin rằng việc đầu tư vào chiến lược an ninh mạng, đám mây mạng và các giải pháp bảo vệ dữ liệu sẽ góp phần tạo ra giá trị cao nhất cho doanh nghiệp và cơ sở của họ. Bên cạnh đó, các công ty bán dẫn cũng nên xem xét việc sử dụng AI để giúp chống lại các mối đe dọa mạng bởi vì AI không chỉ có thể cho phép các nhóm an ninh mạng phản ứng nhanh hơn tốc độ của những kẻ tấn công mạng mà còn sử dụng một cách tiếp cận dựa trên dữ liệu và AI thì cũng có thể giúp nhận biết và dự đoán các mối đe dọa cũng như phòng chống lại các cuộc tấn công mạng một cách chủ động.

Ngoài việc củng cố cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin của riêng mình, các công ty bán dẫn cũng nên giúp hỗ trợ các nhà cung cấp trên khắp toàn cầu tăng cường khả năng phòng thủ mạng của họ. Điều này có thể cho phép hệ sinh thái bán dẫn rộng lớn hơn hoạt động với mức độ đảm bảo và khả năng phục hồi cao hơn, ngay cả khi ở những khu vực có mức độ rủi ro cao về an ninh mạng. Đây là điều đặc biệt quan trọng bởi vì các cơ sở sản xuất và cung ứng của các công ty bán dẫn có thể sẽ mở rộng hơn nhiều trên toàn cầu như trong báo cáo của hãng Deloitte “Triển vọng ngành bán dẫn toàn cầu năm 2023”. Ngoài ra, các giải pháp mạng tiên tiến cũng có thể cung cấp môi trường kỹ thuật số an toàn cho các công ty có dây chuyền sản xuất và chế tạo bán dẫn của riêng mình khi họ có thể tự thiết kế và sản xuất những con chip thành phẩm cuối cùng (Fabrication Maunufacturer –Fab), nhà máy đúc vật liệu kim loại, nhà cung cấp thiết bị, cơ sở back-end và nhà cung cấp để tương tác và trao đổi thông tin theo thời gian thực. Đối với sự khởi đầu, các công ty trên nên lphối hợp àm việc cùng nhau để thiết lập các tiêu chuẩn và quy trình bảo mật nhằm ngăn chặn rò rỉ dữ liệu và giảm thiểu những vi phạm.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét: (1) Do sự khác biệt trong khu vực về các mối đe dọa và sự cố an ninh mạng, chiến lược nào sẽ giúp cải thiện khả năng phục hồi và tạo dựng niềm tin kỹ thuật số cho các tổ chức và nhà cung cấp trên toàn cầu? Làm thế nào các công ty có thể điều chỉnh các chiến lược nhằm giải quyết tốt nhất các nhu cầu về an ninh mạng và các mối đe dọa cụ thể cho từng khu vực mà họ hoạt động? Liệu việc chuyển đổi sang sản xuất thông minh có thể giúp các nhà sản xuất chip trở nên linh hoạt hơn trên mạng bên cạnh những lợi ích khác không? (2) Những loại phương pháp riêng biệt nào cần được xem xét khi phân chia IP và tài sản của doanh nghiệp bởi giá trị tài sản, lợi nhuận và triển vọng tương lai bằng hệ thống bảo mật và quản lý truy cập? (3) Các kỹ năng và khả năng toàn diện nào chẳng hạn như pháp y mạng, mật mã, AI/ML, phương pháp tích hợp kiểm thử bảo mật ở mọi giai đoạn của quy trình phát triển phần mềm (DevSecOps) mà các công ty cần có để phát triển một chương trình an ninh mạng mạnh mẽ trên khắp các đơn vị cơ sở?

Địa chính trị, kiểm soát xuất khẩu, chất bán dẫn, node tiên tiến và AI

Trong những năm gần đây, các nhà hoạch định chính sách Hoa Kỳ đã ban hành các biện pháp kiểm soát xuất khẩu nhiều loại chất bán dẫn và công nghệ sản xuất chất bán dẫn sang Trung Quốc mà phần nhiều trong số đó bị hạn chế vì các nhà hoạch định chính sách cho rằng chúng có ứng dụng quân sự. Một số quốc gia khác lại đã ban hành các hạn chế tương tự áp đặt đối với Trung Quốc về chất bán dẫn. Điều tương đối mới trong giai đoạn 2022–2023 và có thể ngày càng quan trọng trong năm 2024 là nhận thức về hai công nghệ bán dẫn quan trọng: tự sản xuất node tiên tiến và chip tăng tốc AI. Cả hai công nghệ này hiện đều bị hạn chế ở một mức độ nào đó trong năm 2022 và các hạn chế đó đã được siết chặt hơn nữa vào tháng 10/2023.

Hãng Deloitte kỳ vọng rằng năm 2024 sẽ chứng kiến sự phân nhánh những hạn chế đó cũng như những hạn chế khác liên quan có thể xảy ra. Các công ty bán dẫn dự kiến sẽ cố gắng cân bằng doanh số bán hàng trong khi vẫn tuân thủ các hạn chế ngày càng gia tăng, chống lại các hạn chế có thể xảy ra và những phát triển mới về khả năng node tiên tiến sản xuất ngay trong nước và ở các quốc gia bị ảnh hưởng bởi những hạn chế này. Ngoài ra, các công ty bán dẫn không chỉ phải tuân thủ tình hình hiện tại mà còn phải tăng cường lập kế hoạch hoặc cố gắng dự báo các quy định và hạn chế trong tương lai có thể xảy ra.

Hạn chế sản xuất node tiên tiến

Hiện Trung Quốc đã đưa ra một loạt sáng kiến của chính phủ trung ương và đầu tư hàng tỷ đô la để trở thành một nước tự cung tự cấp (hoặc ít nhất là tự cung cấp nhiều hơn) về chip trong một thập kỷ nay. Trung Quốc còn là nước đóng vai trò chính trong sản xuất node cuối (tiến trình khoảng 50–180nm) và node trung gian (tiến trình 14–45nm), chiếm khoảng 25% công suất sản xuất chip toàn cầu, và vẫn có chiều hướng đang tăng lên. Tuy nhiên, đối với việc sản xuất node tiên tiến (từ tiến trình 10nm trở xuống, với các chip tiên tiến nhất hiện nay được sản xuất ở tiến trình 3nm vào năm 2023). Nhìn chung, Trung Quốc tự tin cho rằng việc sản xuất quang khắc cực tím (extreme ultraviolet lithography-EUV) là một công nghệ tiên tiến được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn để sản xuất các mạch tích hợp, là điều hết sức cần thiết để chế tạo ra những con chip này.

Trong khi đó, Hoa Kỳ ban hành nhiều quy định hạn chế liên quan đến máy móc tia cực tím sâu (deep ultraviolet-DUV) với tiến trình 193nm khi chuyển sang chip tiến trình 90nm, và EUV cũng như các công nghệ hỗ trợ được cho là những rào cản hiệu quả trong việc sản xuất node của quy trình là thước đo kích thước nhỏ nhất có thể được sử dụng trong sản xuất được đo bằng nanomet (nm) tức là node chip tiên tiến. Trong mùa hè năm 2023, một trong những nhà sản xuất chip hàng đầu của Trung Quốc được cho là đã sản xuất chip 7nm cho một thương hiệu điện thoại thông minh cao cấp có thể sử dụng các công cụ tia cực tím sâu DUV tiên tiến có khả năng sử dụng giới hạn trước với nhiều khuôn mẫu và căn chỉnh chính xác. Bên cạnh đó, các công ty bán dẫn có thể sản xuất chip 5nm bằng cách sử dụng các phương pháp tiếp cận trên song giá cả được dự đoán là rất đắt tiền, chậm và có khả năng ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất.

Các hạn chế của chip AI tạo sinh

Thị trường tăng trưởng nhanh nhất về doanh số chất bán dẫn trong năm 2024 dự kiến sẽ là những loại chip bán dẫn được thiết kế để tăng tốc khối lượng công việc của AI tạo sinh khi hãng Deloitte đưa ra dự báo thị trường này ước sẽ đạt hơn 50 tỷ USD trong năm nay, chiếm gần 10% tổng doanh số bán chip toàn cầu cả năm 2024 so với mức tăng chỉ là 0% (2022). Hiện Hoa Kỳ đang thực thi các quy định hạn chế xuất khẩu những loại chip này đến một số thị trường chọn lọc song những hạn chế này lại đang phát triển một cách nhanh chóng. Giải thích điều này rõ hơn là các hạn chế nói chung áp dụng cho tất cả các loại chip máy tính hiệu năng cao không chỉ riêng AI tạo sinh.

Cho đến nay, cách tiếp cận của Hoa Kỳ là hạn chế xuất khẩu những loại chip có một số tính năng nhất định. Năm 2022, các biện pháp kiểm soát xuất khẩu chủ yếu xoay quanh tốc độ kết nối tối đa, điều đó có nghĩa là một số loại chip AI tạo sinh bị hạn chế song một số loại chip AI tạo sinh cũ hơn cũng như các loại chip mới hơn song lại được thiết kế với tốc độ kết nối thấp hơn, thì vẫn có thể được phép xuất khẩu.

Tuy vậy, hiện Hoa Kỳ vẫn tiếp tục siết chặt các quy định đã ban hành (10/2023) thông qua việc áp đặt các mức trần mới về mật độ hiệu suất mà cụ thể là hiệu suất của hệ thống siêu máy tính (floating-point operations per second-FLOPS/mm2), dẫn đến việc một số loại chip AI tạo sinh trước đây không bị hạn chế thì nay lại trở thành đối tượng bị kiểm soát xuất khẩu. Do vậy, căng thẳng ngày càng gia tăng giữa các quy định hạn chế của chính phủ và niềm mong muốn bán chip của ngành công nghiệp bán dẫn là điều có thể xảy ra.

Điều cần cân nhắc đối với những hạn chế đang diễn ra và ngày càng gia tăng này là một số điểm đến bị hạn chế là các thị trường thiết bị và chip lớn. Tương tự như các hạn chế xuất khẩu thì điều này có thể ảnh hưởng đáng kể đến doanh thu của các công ty thiết bị và chip bán dẫ, điều này cũng đặt ra cho ngành công nghiệp bán dẫn một câu hỏi quan trọng cần xem xét: Ngay cả khi việc hạn chế xuất khẩu chip hoặc công nghệ sản xuất chip bán dẫn đạt được các mục tiêu địa chính trị ngắn hạn thì liệu nó có tác động lâu dài trong việc khiến các quốc gia bị hạn chế phát triển các giải pháp của riêng họ và trở nên tự cung tự cấp trong các lĩnh vực này hay không? Tương tự, việc tăng cường hạn chế xuất khẩu đối với chip hoặc công nghệ sản xuất chip bán dẫn có thể dẫn đến việc Trung Quốc hoặc các quốc gia khác cũng tung ra các hạn chế xuất khẩu của riêng họ đối với loại chip thế hệ cũ và các nguyên liệu thô quan trọng.

Thời gian gần đây, cuối tháng 12/2023, Bộ Thương mại Hoa Kỳ đã công bố việc sẽ tiến hành một cuộc thăm dò khảo sát về chuỗi cung ứng của Hoa Kỳ về thế hệ chip hiện tại cũng như các mẫu chip lớn với công nghệ node trưởng thành (mature-node) hoặc những mẫu chip phổ biến không có công nghệ hiện đại và có kích cỡ lớn với tiến trình từ 28nm trở lên (legacy chips) trong năm 2024. Những phát hiện mới này có thể dẫn đến một sự thay đổi đáng kể, đặc biệt là đối với các ngành sử dụng nhiều chip bán dẫn này, chẳng hạn như sản xuất xe ô tô và quốc phòng.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét: (1) Các quốc gia bị hạn chế xuất khẩu công nghệ DUV và EUV có thể phát triển giải pháp DUV và EUV của riêng mình không? Nếu không, họ có thể tạo ra những loại chip tiên tiến sử dụng kỹ thuật dựa trên DUV hay liệu họ có thể làm điều đó một cách tiết kiệm chi phí không? (2) Liệu những hạn chế này có dẫn đến sự phản đối từ những quốc gia bị hạn chế, điều này có thể gây ảnh hưởng xấu đến các công ty, các ngành công nghiệp và nền kinh tế toàn cầu? Điều này cũng sẽ ảnh hưởng như thế nào đến doanh thu và tăng trưởng của công ty sản xuất chip?

Những chỉ dấu tương lai

Trong năm 2024, các nhà điều hành ngành công nghiệp bán dẫn nên lưu ý đến các điều chỉ dẫn sau:

Quản lý hàng tồn kho khi nhu cầu tăng

Nhu cầu từ các thị trường cuối truyền thống có thể vẫn bằng phẳng song liệu nhu cầu về loại chip bán dẫn chuyên dụng có thể còn tăng mạnh hơn nữa trong năm 2024? Các công ty bán dẫn nên chú trọng công tác quản lý mức tồn kho đi đôi với việc tạo ra động lực thúc đẩy nhu cầu thị trường cuối cùng ngày càng năng động và đa dạng hơn, bao gồm cả việc tạo ra hệ thống kho dự trữ hàng hóa (buffer) nhằm bình ổn giá cả của thị trường, đồng thời, nhường chỗ cho việc đàm phán lại các điều khoản hợp đồng về đơn đặt hàng cho bên người khác. Các công ty bán dẫn cũng nên tìm cách trở thành người điều khiển và điều phối hệ sinh thái, ví dụ, bằng cách thiết lập nhiều đường dây liên lạc trực tiếp hơn và tầm nhìn xa hơn với khách hàng cuối để có được cái nhìn rõ hơn về nhu cầu và tăng cường mối quan hệ mang tính kỹ thuật của họ.

Cơ hội cho M&A chiến lược

Đối với một loạt các công ty sản xuất và công ty khởi nghiệp tích hợp về thiết kế chất bán dẫn, chip AI tạo sinh, vật liệu và linh kiện tiên tiến cũng như việc đóng gói chip và thử nghiệm tiên tiến thì các công ty bán dẫn nên lập kế hoạch và theo đuổi các thương vụ M&A có chủ đích, đồng thời tìm kiếm cơ hội mua sắm các tài sản hấp dẫn, có thể cùng với hoặc cạnh tranh với các nhà đầu tư cổ phần tư nhân.

Tác động tiêu cực tiềm tàng đến mối quan hệ kênh đối tác

Khi các vấn đề địa chính trị leo thang căng thẳng và mối quan hệ giữa các nước phương Tây với Trung Quốc tiếp tục phát triển trong năm 2024, các công ty bán dẫn được coi như một phần trong chiến lược xây dựng chuỗi cung ứng linh hoạt, nên theo dõi chặt chẽ các địa điểm tìm nguồn cung thay thế và xem xét định kỳ hợp đồng mua bán của họ với các nhà cung cấp và kênh phân phối toàn cầu của đối tác ở các khu vực và quốc gia quan trọng.

Ngoài ra, các công ty bán dẫn còn có thể cần đánh giá việc tiếp cận trực tiếp một số khách hàng khi kênh mối quan hệ có thể bị gián đoạn do căng thẳng địa chính trị.

- Những phát hiện và phân nhánh của cuộc khảo sát mới được đề xuất xung quanh việc mua sắm chip truyền thống của Hoa Kỳ sẽ như thế nào?

- Liệu những hạn chế xuất khẩu này có dẫn đến phản ứng từ các quốc gia bị hạn chế và có thể ảnh hưởng xấu đến các công ty, các ngành công nghiệp và nền kinh tế toàn cầu không?

Các khía cạnh về thuế quan và quy định trong các giao dịch xuyên biên giới

Trong khi Hoa Kỳ và Liên minh Châu Âu đang đặt mục tiêu tăng cường hơn nữa khả năng sản xuất chip trong nước và khu vực của họ thông qua quy trình chuyển đổi hoạt động kinh doanh ở nước ngoài quay trở lại quốc gia đầu tiên của nó (onshoring), hoặc chuyển các hoạt động trong chuỗi cung ứng hàng hóa về các nước thân thiện nhằm vừa tận dụng lợi ích của toàn cầu hóa, vừa hạn chế các rủi ro gián đoạn sản xuất vì đặt ở các nước không thân thiện (friendshoring) và xu hướng trong đó các công ty chuyển hoạt động sản xuất hoặc dịch vụ của họ đến gần thị trường quê hương hơn, thường đưa họ trở về từ các địa điểm ở nước ngoài (nearshoring), các công ty chip bán dẫn nên cân nhắc các giao dịch M&A xuyên biên giới và đầu tư kinh doanh chiến lược ở những khu vực này có thể có những quy định nghiêm ngặt hơn về thuế khóa và quy định luật lệ.

Biến động lãi suất và bội số định giá:

Khi việc cấp vốn cho tăng trưởng và mở rộng trong năm 2024, các công ty bán dẫn cũng nên lưu ý đến việc bảo toàn dòng tiền mặt cho các khoản đầu tư trong tương lai, đặc biệt nên xem xét tác động từ những thay đổi về lãi suất vay vốn khi gia tăng nợ nần và đánh giá hệ số định giá khi nhắm mục tiêu vào những công ty tích hợp tách ra khỏi vốn cổ phần tư nhân và sự rút lui của nhà đầu tư mạo hiểm hoặc thoái vốn doanh nghiệp.

Những thách thức về tài năng đòi hỏi sự nhạy bén

Khi cuộc cạnh tranh về nhân tài tiếp tục diễn ra và lan rộng khắp chuỗi cung ứng chất bán dẫn trong năm 2024, các nhà điều hành trong ngành công nghiệp bán dẫn nên tìm kiếm những lựa chọn nhân tài thay thế nào? Ví dụ: tìm nguồn nhân tài từ các khu vực bạn bè, tuyển dụng lực lượng lao động nhập cư có tay nghề cao, nhân viên nội bộ nâng cao kỹ thuật và kỹ năng chéo, thuê nhân viên hợp đồng hoặc thậm chí hợp tác với các công ty khởi nghiệp và chương trình tăng tốc khởi nghiệp.

AI tạo sinh cũng có thể giúp giải quyết một số tình trạng thiếu hụt nhân tài, song ngược lại, nó cũng có thể tạo ra tình trạng thiếu hụt nhân tài vì các công ty chip bán dẫn đang tìm cách thuê những người sở hữu bộ kỹ năng AI tạo sinh trong một thị trường cạnh tranh cao như hiện nay.

Tuấn Hùng

Deloitte