Nhật Bản đầu tư hàng tỉ đô la Mỹ để chạy đua sản xuất chip 1nm

Hiện Nhật Bản chưa có công nghệ nào để sản xuất chip 1nm nhưng kỳ vọng việc hợp tác quốc tế cùng nguồn tài chính lớn có thể sản xuất được chip 1nm từ 2030. Ảnh: Reuters.

Hợp tác đa phương để sản xuất chip 1nm

Với cấu trúc thành phần chip thông thường, việc thu nhỏ kích thước, nếu vượt qua ngưỡng nhất định nào đó, sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng và hạn chế cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, tính đến thời điểm hiện tại, Nhật Bản không có bí quyết riêng để phát triển và thiết kế chất bán dẫn trong phạm vi 1nm.

Vì thế, trong bối cảnh này, Rapidus và các bên liên quan khác của Nhật Bản xem việc xây dựng mối quan hệ với các viện nghiên cứu và công ty ở nước ngoài thông qua nghiên cứu chung và nhập khẩu công nghệ thiết kế 1nm.

Các nhà phân tích cho rằng, chip 1nm sẽ trở thành xu hướng phổ biến từ những năm đầu thập niên 2030. So với công nghệ chip 2nm, công nghệ 1nm sẽ tăng hiệu suất năng lượng và hiệu suất tính toán từ 10-20%.

Mối quan hệ đối tác xuyên biên giới giữa Nhật Bản, Mỹ và châu Âu dự kiến sẽ mang lại chuỗi cung ứng ổn định cho chip thế hệ tiếp theo. Năm 2022, hãng Rapidus, Đại học Tokyo và các trường đại học quốc gia khác của Nhật Bản đã hợp tác với Viện nghiên cứu Riken của nước này để thành lập Trung tâm Công nghệ Bán dẫn hàng đầu (LSTC). Tháng 10-2023, LSTC đã ký bản ghi nhớ với Viện nghiên cứu Leti, Pháp trong nghiên cứu và phát triển chip công nghệ cao.

Theo đó, LSTC và Leti tìm cách thiết lập công nghệ cơ bản để thiết kế chất bán dẫn có kích cỡ 1,4nm đến 1nm (kích thước càng nhỏ, hiệu năng chip càng cao). Tờ Nikkei Asia, Nhật Bản đưa tin, các đối tác sẽ bắt đầu trao đổi nhân sự và chia sẻ công nghệ vào đầu năm tới. Hiện, Leti đi đầu trong việc nghiên cứu cấu trúc bóng bán dẫn mới, trong khi LSTC sẽ hợp tác đánh giá và thử nghiệm nguyên mẫu cũng như quản lý nhân sự.

Tuy nhiên, trước khi sản xuất chip 1nm, Rapidus sẽ sản xuất chip 2nm để cung cấp cho thị trường. Rapidus đang hợp tác với IBM và nhóm nghiên cứu và phát triển thuộc hãng IMEC của Bỉ để hiện thực hóa mục tiêu sản xuất hàng loạt chip 2nm. Cụ thể, Rapidus sẽ khởi động dây chuyền sản xuất thí điểm loại chip 2nm vào tháng 4-2025. Công ty dự định sản xuất hàng loạt chất bán dẫn 2nm ở Hokkaido vào năm 2027.

Rapidus được thành lập vào tháng 8 năm ngoái với cam kết đầu tư từ tám công ty, trong đó, có cái tên nổi tiếng như Toyota Motor và tập đoàn viễn thông NTT của Nhật Bản.

Dùng gói trợ cấp tài chính để thu hút các hãng chip nước ngoài

Hiện Nhật Bản đang xây dựng chiến lược hỗ trợ cho các hãng chip tiên tiến xây dựng các trung tâm sản xuất mới ở Nhật Bản. Hồi tháng 3-2022, nội các chính phủ của Thủ tướng Fumio Kishida đã đưa ra dự luật hỗ trợ các hãng chip sau khi Quốc hội nước này thông qua gói hỗ trợ 600 tỉ yen cho ngành chip.

Chính phủ Nhật Bản đưa ra quy định các hãng chip nước ngoài phải duy trì hoạt động sản xuất tại Nhật Bản trong 10 năm để đủ điều kiện nhận khoản trợ cấp mới theo các quy định của Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI). Để nhận được khoản trợ cấp, các nhà sản xuất chip phải đệ trình kế hoạch cho các nhà máy mới để METI phê duyệt. Hãng chip phải hoàn trả lại tiền hỗ trợ nếu đi chệch khỏi những kế hoạch ban đầu.

Ngày 2-11, Nhật Bản cho biết, đang tìm ngân sách bổ sung trị giá 2.000 tỉ yen (khoảng 13,2 tỉ đô la) tài trợ cho ngành chip và ngành AI tạo sinh. Kế hoạch này gồm 650 tỉ yen cho Rapidus, chi nhánh nghiên cứu của Intel và thiết kế chip tiên tiến, 770 tỉ yen cho nhà máy thứ hai của TSMC của Đài Loan, và 460 tỉ yen cho hãng Powerchip Semiconductor Manufacturing Corp (PSMC) cũng của Đài Loan và tài trợ cho chip xe điện.

Đầu những năm 2000, Nhật Bản đã triển khai nhiều dự án bán dẫn quốc gia hướng tới phát triển công nghệ thu nhỏ, nhưng tất cả đều không mang lại kết quả như mong muốn.

Theo hãng tư vấn McKinsey & Co., thị trường bán dẫn toàn cầu sẽ đạt 1.000 tỉ đô la Mỹ vào năm 2030.

Theo Nikkei Asia, Reuters

Ricky Hồ