Trung Quốc dùng chiêu gì với máy ASML cũ để tăng sản lượng chip AI?

Các công ty Trung Quốc đang nâng cấp thiết bị sản xuất chip hiện có theo những cách lách biện pháp kiểm soát xuất khẩu, khi nước này tìm cách cạnh tranh với Mỹ trong phát triển AI (trí tuệ nhân tạo).

Cụ thể hơn, các nhà máy sản xuất chip smartphone và chip AI của Trung Quốc đã tăng cường hiệu suất máy quang khắc cực tím sâu (DUV) cũ từng mua từ ASML, theo những nguồn tin của FT.

ASML (Hà Lan) là nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip hàng đầu thế giới.

Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ và Hà Lan ngăn ASML cung cấp những máy DUV tiên tiến nhất cho Trung Quốc. Điều này buộc nhiều công ty Trung Quốc phải dựa vào máy DUV đời cũ, đáng chú ý là Twinscan NXT:1980i, để sản xuất chip 7 nanomet cần thiết cho việc phát triển các hệ thống AI.

Trong ngành bán dẫn, con số nanomet dùng để phân biệt các thế hệ chip, không còn phản ánh kích thước vật lý thực tế của chip như trước đây.

Theo những nguồn tin của FT, các công ty sản xuất chip Trung Quốc đã mua được các linh kiện trên thị trường thứ cấp, gồm bệ đỡ được nâng cấp (nền tảng cơ khí đỡ đĩa bán dẫn silicon), thấu kính và cảm biến giúp đảm bảo các lớp chip được căn chỉnh với độ chính xác cao hơn. Những cải tiến này với các máy DUV cũ của ASML cho phép các nhà máy Trung Quốc tăng sản lượng chip AI.

SMIC và Huawei được cho đang sử dụng các máy ASML đời cũ để xây dựng dây chuyền sản xuất chip 7 nanomet, nhưng chưa rõ họ có tiếp tục nâng cấp thêm linh kiện cho những máy này hay không. SMIC hiện là hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 Trung Quốc.

Các công ty Trung Quốc tăng sản lượng chip AI và chip smartphone bằng chiêu nâng cấp linh kiện các máy ASML đời cũ - Ảnh: FT

Những động thái trên cho thấy các nhà sản xuất chip Trung Quốc đang tìm ra cách thức để vượt qua những biện pháp kiểm soát xuất khẩu vốn nhằm kìm hãm đà tiến công nghệ của nước này.

Mỹ đã tìm cách áp đặt các biện pháp hạn chế để ngăn chặn Trung Quốc tiếp cận các chip tiên tiến, đồng thời gây áp lực lên chính phủ Hà Lan, Hàn Quốc và Nhật Bản để thắt chặt kiểm soát bán hàng. Nỗ lực do Mỹ dẫn dắt này nhằm buộc các công ty trên chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu cắt giảm hoạt động kinh doanh với khách hàng Trung Quốc.

Theo các quy định hiện hành, ASML vẫn được phép hỗ trợ kỹ thuật cho khách hàng Trung Quốc để bảo dưỡng và vận hành các máy DUV đang sử dụng. Tuy nhiên, công ty Hà Lan không được phép nâng cấp độ chính xác căn chỉnh của máy DUV, cũng như không được cải tiến để tăng tốc độ xử lý của máy vượt quá 1%.

Nhiều người am hiểu với thỏa thuận cho biết các nhà máy sản xuất chip Trung Quốc đã mua linh kiện từ nước ngoài và vận chuyển đến nước này. Các công ty bên thứ ba cung cấp dịch vụ kỹ thuật tại chỗ để nâng cấp các máy DUV hiện có, theo FT.

Về chuyện trên, ASML phản hồi: “Chúng tôi hoàn toàn tuân thủ tất cả luật và quy định hiện hành. Công ty không hỗ trợ các nâng cấp hệ thống cho phép khách hàng cải thiện mức hiệu năng vượt quá những gì pháp luật cho phép".

Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu từ Mỹ lẫn Hà Lan cũng ngăn ASML cung cấp cho Trung Quốc máy quang khắc tử ngoại cực tím (EUV) tiên tiến hơn DUV.

Có giá từ 250 triệu USD, máy EUV cho phép sản xuất chip ở tiến trình 7 nanomet, 5 nanomet, 3 nanomet và nhỏ hơn một cách hiệu quả.

Máy EUV sử dụng chùm tia cực tím để khắc các mạch nhỏ hơn hàng nghìn lần so với sợi tóc người lên các tấm bán dẫn silicon, khả năng mà phương Tây đang độc quyền. Mạch càng nhỏ thì chip càng mạnh.

Gần đây, Reuters đưa tin nhóm kỹ sư cũ của ASML giúp Trung Quốc tạo ra nguyên mẫu máy có khả năng sản xuất các chip tiên tiến.

Cụ thể hơn, tại phòng thí nghiệm an ninh cao ở thành phố Thâm Quyến, các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra điều mà Mỹ nhiều năm qua cố gắng ngăn chặn: Một nguyên mẫu máy có khả năng sản xuất các chip tiên tiến, theo Reuters.

Nguyên mẫu này hoàn thành vào đầu năm 2025 và đang trong giai đoạn thử nghiệm, chiếm gần toàn bộ diện tích của một nhà máy, được xây dựng bởi nhóm kỹ sư cũ của ASML. Họ đã phân tích ngược công nghệ máy in quang khắc cực tím (EUV) của ASML, theo hai nguồn tin am hiểu dự án.

Máy của Trung Quốc hiện đã hoạt động và tạo ra ánh sáng cực tím thành công, nhưng chưa sản xuất được chip hoạt động, theo các nguồn tin của Reuters.

Vào tháng 4, Christophe Fouquet - Giám đốc điều hành ASML - cho biết, Trung Quốc sẽ cần “rất nhiều năm” để phát triển công nghệ như vậy. Sự tồn tại của nguyên mẫu này cho thấy Trung Quốc có thể tiến gần hơn nhiều đến độc lập về bán dẫn so với dự đoán của các nhà phân tích. Tuy vậy, Trung Quốc vẫn đối mặt với các thách thức kỹ thuật lớn, đặc biệt là trong việc sao chép các hệ thống quang học chính xác mà các nhà cung cấp phương Tây sản xuất.

Việc có thể tiếp cận các bộ phận từ những máy ASML cũ trên thị trường thứ cấp đã cho phép Trung Quốc xây dựng nguyên mẫu trong nước. Mục tiêu là sản xuất chip hoạt động trên nguyên mẫu này vào năm 2028. Thế nhưng, những người gần gũi với dự án cho rằng mục tiêu thực tế hơn là năm 2030, vẫn sớm hơn nhiều so với khoảng 10 năm mà các nhà phân tích từng dự đoán Trung Quốc cần để bắt kịp phương Tây về công nghệ chip.

“Mục tiêu là Trung Quốc cuối cùng có thể tự sản xuất chip tiên tiến trên các máy hoàn toàn do họ làm ra. Trung Quốc muốn loại bỏ hoàn toàn Mỹ ra khỏi chuỗi cung ứng của mình”, một nguồn tin nói với Reuters.

Cho đến nay, chỉ có một công ty nắm vững công nghệ EUV, đó là ASML. Máy EUV của ASML là thiết yếu để sản xuất các chip tiên tiến do Nvidia và AMD thiết kế. Máy này được TSMC, Intel và Samsung sử dụng để sản xuất chip tiên tiến.

ASML tạo ra nguyên mẫu EUV đầu tiên vào năm 2001 và phải mất gần hai thập kỷ cùng hàng tỉ euro chi cho nghiên cứu & phát triển trước khi sản xuất được chip thương mại đầu tiên năm 2019.

“Việc các công ty muốn sao chép công nghệ của chúng tôi là điều dễ hiểu, nhưng làm được không phải là việc đơn giản”, ASML nói với Reuters.

Máy EUV của ASML hiện được cung cấp cho các đồng minh của Mỹ, gồm cả Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản.

Nâng cấp linh kiện cho máy DUV cũ để tăng sản lượng chip AI và chip smartphone

Vì không có máy EUV, các nhà máy Trung Quốc phải sử dụng các kỹ thuật như phơi sáng DUV nhiều lần, quy trình được gọi là "đa mẫu", để sản xuất chip tiên tiến. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi thời gian vận hành máy lâu hơn, làm tăng chi phí sản xuất và giảm tỷ lệ chip đạt chuẩn.

Những nâng cấp linh kiện đã cho phép các nhà máy sản xuất chip Trung Quốc giảm thiểu một số hạn chế này và tăng sản lượng chip AI lẫn chip tiên tiến cho smartphone, theo những người quen thuộc với vấn đề này.

Trong tháng 12, nhóm phân tích thuộc TechInsights cho biết SMIC tiếp tục đẩy giới hạn của kỹ thuật đa mẫu vượt ra ngoài quy trình 7 nanomet. Theo TechInsights, bộ xử lý Kirin 9030 mới nhất của Huawei phản ánh trình độ sản xuất chip tiên tiến nhất mà Trung Quốc đạt được đến nay.

Kirin 9030 là chip mới nhất mà Huawei phát triển để dùng trong các smartphone cao cấp mới như dòng Mate 80. Chip này được sản xuất bởi SMIC, sử dụng công nghệ chế tạo tiên tiến nhất mà nước này hiện có, gọi là N+3, tương đương 5 nanomet về mức độ thu nhỏ bóng bán dẫn.

Kirin 9030 có 9 lõi xử lý, với một lõi chính hiệu suất cao khoảng 2,75 GHz, bốn lõi ở tốc độ 2,27 GHz và bốn lõi tiết kiệm điện ở tốc độ 1,72 GHz, giúp cân bằng hiệu năng và pin tốt hơn so với thế hệ trước. Ngoài ra, Kirin 9030 tích hợp Maleoon 935 - bộ xử lý đồ họa (GPU) mới hơn so với đời trước, hỗ trợ đồ họa mượt hơn cho game và ứng dụng nặng.

Trong các bài kiểm tra ban đầu, Kirin 9030 đạt điểm khá ở phần xử lý đơn nhân và đa nhân, nằm ở mức gần các chip khá mạnh, nhưng chưa đạt tới hiệu năng của các chip hàng đầu thế giới như Snapdragon 8 Elite hay MediaTek Dimensitym, vốn được sản xuất bằng tiến trình 3 nanomet.

“Các nhà máy sản xuất chip Trung Quốc đã có thể đạt được những thành tựu ấn tượng mà không cần tiếp cận đầy đủ với thiết bị tốt nhất hiện có như TSMC và Samsung”, Dan Kim (Giám đốc chiến lược của TechInsights) cho hay.

TSMC (Đài Loan) là hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 thế giới, còn Samsung hiện xếp vị trí thứ hai.

Cục Công nghiệp và An ninh Mỹ (BIS) đã điều tra việc ASML cung cấp những hỗ trợ gì cho khách hàng Trung Quốc và đang chuẩn bị siết chặt các quy định để ngăn công ty Hà Lan này cung cấp một số dịch vụ bảo dưỡng vốn vẫn được phép theo các quy tắc hiện hành, theo FT.

Hiện chưa rõ BIS có tiếp tục thúc đẩy việc thay đổi quy định hay không, sau khi chính quyền Trump phát tín hiệu đình chiến trong cuộc chiến thương mại với Trung Quốc.

ASML đã vận động phản đối các biện pháp kiểm soát xuất khẩu sang Trung Quốc, bởi đây là thị trường quan trọng và là nước mua thiết bị sản xuất đĩa bán dẫn silicon lớn nhất thế giới trong năm 2024

Peter Wennink, cựu giám đốc điều hành ASML, từng lập luận rằng các hạn chế như vậy không mang lại thêm lợi ích an ninh nào cho phương Tây, bởi Trung Quốc đã sở hữu những thiết bị cần thiết để sản xuất chip phục vụ mục đích quân sự. Các dây chuyền sản xuất chip mới nhất của Trung Quốc đang vận hành thiết bị DUV 2050i và 2100i mới hơn của ASML, vốn tích hợp cơ chế bệ đỡ được nâng cấp.

Chính phủ Hà Lan đã thu hồi giấy phép xuất khẩu của ASML với cả hai dòng máy này vào tháng 9.2024, nhưng chỉ sau khi nhiều thiết bị đã được vận chuyển sang Trung Quốc và lắp đặt.

Doanh thu của ASML từ Trung Quốc đã tăng mạnh khi các nhà sản xuất chip địa phương gấp rút mua sắm thiết bị trước khi các hạn chế dự kiến có hiệu lực. Năm 2023, công ty Hà Lan đạt doanh thu 7,2 tỉ euro tại Trung Quốc, chiếm 26% tổng doanh thu toàn cầu.

Năm 2024, con số đó đã tăng lên 10,2 tỉ euro, tương đương 36% tổng doanh thu. Vào tháng 10, ASML đã cảnh báo các nhà đầu tư rằng doanh thu từ thị trường Trung Quốc sẽ "giảm đáng kể" vào năm tới.

Sơn Vân