'Mỹ vượt xa Trung Quốc về năng lực sản xuất chip tiên tiến vào năm 2032'
Mỹ dự kiến sẽ tăng gấp ba năng lực sản xuất chất bán dẫn trong nước vào năm 2032 và vượt xa Trung Quốc về sản lượng chip tiên tiến, theo báo cáo được công bố bởi Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn (SIA) và hãng tư vấn quản trị toàn cầu Boston Consulting Group (BCG) có trụ sở tại Mỹ.
Mỹ sẽ tăng thị phần chip tiên tiến (những chip dưới 10 nanomet) lên 28% vào năm 2032, trong khi Trung Quốc dự kiến sẽ chỉ chiếm 2% thị phần danh mục đó cùng kỳ, theo báo cáo của SIA và BCG.
Vào năm 2022, năng lực sản xuất chip dưới 10 nanomet toàn cầu do Đài Loan và Hàn Quốc thống trị, với thị phần lần lượt là 69% và 31%.
Trong lĩnh vực chip, nanomet (nm) được sử dụng để đo kích thước của bóng bán dẫn, là thành phần cơ bản tạo nên chip. Bóng bán dẫn càng nhỏ thì càng có thể đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn trên cùng một diện tích chip, dẫn đến chip mạnh hơn và hiệu quả hơn.
Kích thước bóng bán dẫn được đo bằng chiều rộng của cổng, là phần điều khiển dòng điện chảy qua bóng bán dẫn. Kích thước cổng càng nhỏ, bóng bán dẫn càng có thể chuyển đổi trạng thái nhanh hơn, dẫn đến hiệu suất cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn.
Quy trình sản xuất chip được đặt tên theo kích thước bóng bán dẫn mà nó có thể tạo ra. Ví dụ, quy trình 7 nanomet có thể tạo ra bóng bán dẫn có cổng rộng 7 nanomet. Nói chung, quy trình nhỏ hơn dẫn đến chip mạnh hơn, hiệu quả hơn và đắt hơn.
Tuy nhiên, kích thước bóng bán dẫn không phải là yếu tố duy nhất quyết định hiệu suất chip. Kiến trúc chip, vật liệu được sử dụng và các yếu tố khác cũng đóng vai trò quan trọng.
Sự vươn lên dự kiến của Mỹ một phần nhờ vào Đạo luật Chips và Science (chip và khoa học) mà chính quyền Biden thông qua vào năm 2022 nhằm thúc đẩy năng lực sản xuất chip trong nước.
Chẳng hạn, TSMC (hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 thế giới của Đài Loan) đã đồng ý xây dựng nhà máy sản xuất chip 2 nanomet ở bang Arizona (Mỹ) như một phần trong tổng vốn đầu tư dự kiến là 65 tỉ USD vào bang này.
Văn phòng của TSMC tại thành phố San Jose, bang California, Mỹ - Ảnh: Bloomberg
Theo báo cáo, dự kiến Mỹ nắm giữ 14% thị phần sản xuất chip của thế giới vào năm 2032, nhưng Đài Loan và Trung Quốc sẽ tiếp tục dẫn đầu về năng lực chế tạo đĩa bán dẫn (wafer) toàn cầu với thị phần lần lượt là 21% và 17% vào năm 2032.
Đĩa bán dẫn là một lát silicon mỏng, thường có đường kính từ 150 mm đến 300 mm, được sử dụng làm vật liệu nền để sản xuất mạch tích hợp (IC).
Quá trình sản xuất chip bắt đầu với một wafer silicon nguyên chất. Sau đó, wafer trải qua hàng loạt các bước xử lý hóa học và vật lý để tạo ra các mạch điện tử trên bề mặt của nó. Các mạch điện tử này chính làmạch tích hợp mà chúng ta sử dụng trong máy tính, smartphone và nhiều thiết bị điện tử khác.
Chính phủ Trung Quốc đã cung cấp hơn 142 tỉ USD tiền hỗ trợ để xây dựng ngành công nghiệp bán dẫn trong nước với mục tiêu đạt 70% khả năng tự cung tự cấp vào năm 2025, trong bối cảnh Mỹ thắt chặt các lệnh trừng phạt với công nghệ cao.
Trung Quốc đã đạt được mức tăng gấp ba lần về năng lực sản xuất wafer từ năm 2012 đến 2022, còn Mỹ chỉ tăng 11% trong cùng kỳ.
Báo cáo cho biết Trung Quốc hiện có hơn 3.000 công ty chuyên thiết kế chip (không sản xuất trực tiếp mà thuê gia công) với tăng trưởng doanh thu hàng năm ở mức hai con số.
Tổng sản lượng mạch tích hợp của Trung Quốc đã tăng vọt 40% lên 98,1 tỉ chiếc trong quý 1/2024, theo dữ liệu mới nhất do Cục Thống kê Quốc gia công bố.
Báo cáo của SIA và BCG cho biết thiết kế chip trong nước của Trung Quốc tập trung vào điện tử tiêu dùng, hệ thống điều khiển công nghiệp và thiết bị thông minh, nhưng "kém cạnh tranh hơn về CPU (bộ xử lý trung tâm), GPU (bộ xử lý đồ họa) và FPGA tiên tiến cũng như máy chủ cao cấp và quản lý năng lượng máy tính tương ứng".
FPGA (Field-Programmable Gate Array) là một loại mạch tích hợp đặc biệt có thể được lập trình bởi người dùng để thực hiện nhiều chức năng logic khác nhau. Khác với các mạch tích hợp thông thường được thiết kế và sản xuất cho một mục đích cụ thể, FPGA có thể được cấu hình lại để thực hiện bất kỳ tác vụ logic nào mà người dùng mong muốn.
Tuy nhiên, Trung Quốc vẫn đang dẫn đầu về năng lực toàn cầu về cơ sở lắp ráp, kiểm tra và đóng gói chip, với 30% thị phần so với 27% của Đài Loan. Trong số 36 cơ sở thực hiện công việc này được công bố kể từ năm 2020, 25 cái dự kiến sẽ được đặt tại Trung Quốc và Đài Loan.
Báo cáo cho biết Trung Quốc và Đài Loan sẽ tiếp tục nắm giữ thị phần lớn nhất về năng lực lắp ráp, kiểm tra và đóng gói chip toàn cầu do “chi phí về xây dựng và lao động có tay nghề thấp hơn”.
TSMC nhận 11,6 tỉ USD tài trợ và khoản vay từ Mỹ cho 3 nhà máy sản xuất chip tiên tiến
Hôm 8.4, Bộ Thương mại Mỹ thông báo sẽ trao cho đơn vị tại Mỹ của TSMC khoản tài trợ 6,6 tỉ USD để sản xuất chất bán dẫn tiên tiến ở thành phố Phoenix (bang Arizona) và khoản vay lên tới 5 tỉ USD của chính phủ với lãi suất thấp.
TSMC đã đồng ý mở rộng khoản đầu tư theo kế hoạch của mình từ 40 tỉ USD thêm 25 tỉ USD lên 65 tỉ USD và bổ sung nhà máy thứ ba ở Arizona vào năm 2030, Bộ Thương mại Mỹ tiết lộ khi công bố về khoản trợ cấp sơ bộ.
Bộ Thương mại Mỹ cho biết TSMC sẽ sản xuất chip công nghệ 2 nanomet tiên tiến nhất thế giới tại nhà máy thứ hai ở Arizona, dự kiến bắt đầu vào năm 2028.
Bà Gina Raimondo, Bộ trưởng Thương mại Mỹ, nói: “Đây là những chip làm nền tảng cho tất cả AI và là thành phần cần thiết cho những công nghệ mà chúng ta cần để củng cố nền kinh tế của mình, nhưng thành thật mà nói là chúng hỗ trợ cho cả bộ máy quân sự và an ninh quốc gia của thế kỷ 21”.
TSMC trước đó từng công bố kế hoạch đầu tư 40 tỉ USD vào bang Arizona. Tập đoàn Đài Loan dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất số lượng lớn chip tại nhà máy đầu tiên của mình ở bang Arizona vào nửa đầu năm 2025, theo Bộ trưởng Thương mại Mỹ.
Bộ này cho biết khoản đầu tư trị giá hơn 65 tỉ USD của TSMC là khoản đầu tư bên ngoài lớn nhất vào một dự án hoàn toàn mới trong lịch sử Mỹ.
Vào năm 2022, Quốc hội Mỹ đã thông qua đạo luật Chips and Science để thúc đẩy sản lượng bán dẫn trong nước với 52,7 tỉ USD trợ cấp cho nghiên cứu và sản xuất. Các nhà làm luật Mỹ còn phê duyệt khoản vay của chính phủ trị giá 75 tỉ USD.
TSMC ở Arizona cũng đã cam kết hỗ trợ phát triển khả năng đóng gói tiên tiến thông qua các đối tác ở Mỹ để cho phép khách hàng mua chip tiên tiến được sản xuất hoàn toàn trên đất Mỹ. Bộ Thương mại cho biết 70% khách hàng của TSMC là các công ty Mỹ.
C.C. Wei, Giám đốc điều hành TSMC, nói tập đoàn Đài Loan sẽ giúp các hãng công nghệ Mỹ “kích hoạt những đổi mới của họ bằng cách tăng cường năng lực cho công nghệ tiên tiến thông qua TSMC ở Arizona”.
Bộ Thương mại Mỹ kỳ vọng các dự án sẽ tạo ra 6.000 việc làm sản xuất chip trực tiếp và 20.000 công việc xây dựng. Ngoài ra, Bộ này cho biết 14 nhà cung cấp trực tiếp của TSMC có kế hoạch xây dựng hoặc mở rộng các nhà máy ở Mỹ.
Theo Bộ Thương mại Mỹ, khi hoạt động hết công suất, ba nhà máy của TSMC ở Arizona sẽ sản xuất hàng chục triệu chip hàng đầu trong smartphone 5G/6G, ô tô tự hành và máy chủ trung tâm dữ liệu AI.
"Thông qua ba nhà máy ở Arizona, TSMC sẽ hỗ trợ các khách hàng Mỹ quan trọng như Apple, Nvidia, AMD và Qualcomm bằng cách giải quyết nhu cầu năng lực hàng đầu của họ, giảm thiểu các vấn đề về chuỗi cung ứng và cho phép họ cạnh tranh hiệu quả trong kỷ nguyên chuyển đổi kỹ thuật số đang diễn ra”, Bộ Thương mại Mỹ tuyên bố.
Hôm 15.4, Bộ Thương mại Mỹ thông báo chính quyền Biden sẽ trao khoản tài trợ 6,4 tỉ USD cho Samsung Electronics để mở rộng cơ sở sản xuất chip của họ ở miền trung bang Texas (Mỹ).
Vào tháng 3, Bộ này đã công bố khoản tài trợ 8,5 tỉ USD và khoản vay lãi suất thấp lên tới 11 tỉ USD cho Intel để sản xuất chip tiên tiến nhất, từ cùng một chương trình.
