Vì sao ASML chưa có đối thủ từ Mỹ và châu Á?

ASML chỉ bán hơn 40 máy sản xuất chip tiên tiến nhất mỗi năm. Trong hơn một thập kỷ, các nhà đầu tư đã đặt câu hỏi liệu sản lượng hạn chế như vậy có thể tạo nên mô hình kinh doanh khả thi cho công ty Hà Lan hay không.

Những nghi ngờ kiểu đó giờ đã trở nên lỗi thời. Sau khi giá cổ phiếu tăng 80% trong 6 tháng qua, ASML hiện có vốn hóa thị trường hơn 500 tỉ USD.

Để hiểu vì sao, cần nhìn vào nơi nắm giữ quyền lực thực sự trong chuỗi cung ứng AI (trí tuệ nhân tạo). Các nhà sản xuất chip đã trở thành những người chiến thắng lớn nhất trong lĩnh vực AI đang bùng nổ.

Dù là hai nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới hiện nay, TSMC và Samsung Electronics vẫn cạnh tranh theo cách truyền thống, tức là tập trung vào việc vận hành nhà máy sao cho hiệu quả hơn, mở rộng quy mô sản xuất và nâng cao tỷ lệ thành phẩm. Tuy nhiên, sự thống trị của họ không phải là tuyệt đối và khách hàng hoàn toàn có thể chuyển sang đối tác khác.

ASML đang trong một cuộc chơi khác TSMC và Samsung Electronics. Đây là công ty duy nhất có thể chế tạo các máy quang khắc sử dụng tia cực tím bước sóng cực ngắn (EUV), vốn cần thiết để sản xuất những chip tiên tiến nhất. Mỗi máy EUV có giá khởi điểm khoảng 220 triệu USD và hiện nay trên thị trường chưa có công ty nào khác đủ khả năng sản xuất loại máy này để thay thế ASML.

ASML hiện là công ty duy nhất trên thế giới tạo được máy EUV - Ảnh: Internet

Vì sao ASML vô đối?

Thoạt nhìn, sự thống trị kiểu này có vẻ khó tin. Trong hầu hết ngành công nghiệp, một thế độc quyền sinh lợi như vậy (biên lợi nhuận gộp của ASML là 52% trong quý 3/2025) thường sẽ kéo theo sự cạnh tranh, đặc biệt từ những khu vực vốn đã dẫn đầu các công nghệ liên quan.

Châu Á là trung tâm của ngành công nghiệp chip toàn cầu. Đài Loan với TSMC là nơi sản xuất chip tiên tiến nhất, Hàn Quốc có Samsung Electronics và SK Hynix dẫn đầu về chip nhớ. Nhật Bản gần như không có đối thủ trong vật liệu sản xuất chip, còn Trung Quốc sẵn sàng chi mạnh để thu hẹp khoảng cách công nghệ. Nếu có nơi nào có thể tạo ra một nhà cung cấp EUV thứ hai đáng tin cậy, đó hẳn phải là một trong những khu vực này.

Tuy nhiên, hiện không có nhà cung cấp EUV thứ hai nào giống ASML. Những lý do quen thuộc, như thiếu nhân tài, thiếu vốn hay sai lầm chính sách, không phải là vấn đề cốt lõi.

Lý do vì công nghệ đứng sau các máy EUV là hàng loạt công đoạn cực kỳ phức tạp, tất cả đều phải hoạt động hoàn hảo cùng lúc. Các chip hiện đại được tạo ra bằng cách in các mẫu, từng lớp một, lên silicon bằng ánh sáng.

Để làm được điều đó, các kỹ sư trước hết phải tạo ra một dạng ánh sáng không tồn tại trong tự nhiên. Những tia laser công suất cực lớn được bắn vào các giọt thiếc nóng chảy kích thước hiển vi, biến chúng thành plasma nóng hơn cả bề mặt Mặt trời. Quá trình này tạo ra một xung tia cực tím bước sóng cực ngắn, sau đó được phản xạ qua hàng loạt gương - mỗi chiếc đều được chế tạo với độ chính xác tới cấp độ nguyên tử và mất hàng tháng để hoàn thiện - trước khi mẫu cuối cùng được chuyển lên wafer silicon.

Wafer silicon là tấm vật liệu bán dẫn silicon rất mỏng, được dùng làm nền để chế tạo chip. Trong quá trình sản xuất, các mạch điện tử siêu nhỏ sẽ được khắc và tạo lớp trực tiếp lên bề mặt wafer, sau đó wafer được cắt thành nhiều chip riêng lẻ để lắp vào các sản phẩm như chip nhớ, chip xử lý hay chip AI. Một wafer có thể tạo ra hàng trăm hoặc hàng nghìn chip, tùy kích thước và độ phức tạp của từng loại.

Phần khó sao chép nhất là hệ thống quang học. Gương đạt chuẩn EUV được sản xuất bởi một nhà cung cấp duy nhất: Carl Zeiss SMT (Đức). Loại gương này là sản phẩm của hàng chục năm phát triển gắn kết chặt chẽ giữa Carl Zeiss SMT và ASML.

Gương đạt chuẩn EUV được sản xuất bởi Carl Zeiss SMT

Ngay cả khi một đối thủ có thể sao chép công nghệ đó thì hiệu quả kinh tế cũng không khả thi. Bất kỳ nhà sản xuất máy EUV mới nào cũng sẽ bán quá ít thiết bị mỗi năm để thu hồi chi phí phát triển. Trong khi đó những máy EUV này phải đạt độ tin cậy gần như hoàn hảo ngay từ ngày đầu tiên.

Các nhà máy sản xuất chip vận hành liên tục 24/7. Tại một công ty như TSMC (hãng sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới), với doanh thu hơn 120 tỉ USD mỗi năm, chỉ một ngày gián đoạn sản xuất chip trên các nhà máy đó cũng có thể gây thiệt hại hàng trăm triệu USD. Một máy EUV chỉ gần tốt bằng thiết bị của ASML cũng tiềm ẩn quá nhiều rủi ro trong sản xuất chip, bất kể giá có rẻ hơn bao nhiêu.

Vì vậy, các hãng chip không sẵn sàng thử nghiệm các máy EUV chưa được kiểm chứng trong sản xuất quy mô lớn. Điều đó đồng nghĩa một đối thủ tiềm năng sẽ không bao giờ tích lũy được dữ liệu vận hành thực tế cần thiết để cải tiến thiết bị.

ASML đã xuất xưởng chiếc máy EUV đầu tiên từ năm 2006. Song phải đến năm 2013, công ty Hà Lan có máy EUV đủ ổn định và hoàn thiện để dùng trong sản xuất chip quy mô lớn. Do các nhà máy chip hoạt động liên tục, tổng số giờ vận hành tích lũy đến nay đã lên tới hàng triệu giờ.

Chính khoảng cách rất lớn về dữ liệu vận hành thực tế đó đã giải thích vì sao Nikon và Canon, hai công ty Nhật Bản từng là đối thủ của ASML trong lĩnh vực này, cuối cùng đã từ bỏ việc theo đuổi công nghệ EUV từ hơn 10 năm trước, tức là rất lâu trước khi nó trở nên khả thi về mặt thương mại. Đó cũng là lý do từ khi Nikon và Canon rút lui đến nay, vẫn chưa có công ty nào khác tiếp tục theo đuổi công nghệ EUV để cạnh tranh với ASML.

Trung Quốc đột phá về sao chép máy sản xuất chip tiên tiến nhưng...

Nhiều người cho rằng chính phủ một cường quốc có thể là lời giải cho bài toán này. Theo lý thuyết, nếu một quốc gia thực sự quyết tâm, sẵn sàng trợ cấp mạnh tay và đảm bảo đầu ra cho các doanh nghiệp trong nước thì có thể tạo ra một đối thủ của ASML.

Trung Quốc là ví dụ điển hình. Từ sau năm 2020, khi các biện pháp kiểm soát xuất khẩu từ Mỹ khiến Huawei không còn tiếp cận được chip tiên tiến, Trung Quốc đã coi ngành sản xuất chip là ưu tiên chiến lược quốc gia. Vì vậy, cường quốc châu Á đang đầu tư rất lớn và liên tục vào nỗ lực tự phát triển các loại máy phục vụ sản xuất chip.

Hồi tháng 12.2025, 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.

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 hãng tin 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 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, theo các nguồn tin của Reuters.

Vào tháng 4.2025, 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.

Đột phá này đánh dấu kết quả của một sáng kiến kéo dài 6 năm của chính phủ Trung Quốc nhằm đạt tự chủ bán dẫn, một trong những ưu tiên hàng đầu của Chủ tịch Tập Cận Bình. Trong khi mục tiêu bán dẫn của Trung Quốc đã được công khai, dự án máy EUV ở Thâm Quyến được tiến hành bí mật, theo Reuters.

Dự án thuộc chiến lược bán dẫn của Trung Quốc, mà truyền thông nhà nước xác định do ông Đinh Tuyết Tường, người đứng đầu Ủy ban Khoa học và Công nghệ Trung ương, chỉ đạo.

Theo các nguồn tin của Reuters, Huawei đóng vai trò chủ chốt trong việc điều phối một mạng lưới các công ty và viện nghiên cứu nhà nước trên khắp cả nước, với sự tham gia của hàng nghìn kỹ sư.

Các nguồn tin mô tả đây là “Dự án Manhattan của Trung Quốc”, tương tự như nỗ lực sản xuất bom nguyên tử của Mỹ trong chiến tranh.

“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.

Cho đến nay, chỉ có một công ty nắm vững công nghệ EUV, đó là ASML. Công ty Hà Lan cung cấp máy EUV cho các đồng minh của Mỹ, gồm cả Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản.

Máy EUV của ASML đang được TSMC, Intel và Samsung sử dụng, cần có để sản xuất các chip tiên tiến do Nvidia hay AMD thiết kế.

“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.

Bắt đầu từ năm 2018, Mỹ bắt đầu gây áp lực lên Hà Lan để ngăn ASML bán máy EUV cho Trung Quốc. Các hạn chế mở rộng vào năm 2022, khi chính quyền Biden áp đặt các lệnh kiểm soát xuất khẩu nhằm cắt đứt khả năng tiếp cận công nghệ bán dẫn tiên tiến của Trung Quốc.

Các lệnh kiểm soát nhắm đến không chỉ máy EUV mà còn các máy quang khắc tia cực tím sâu (DUV) cũ hơn, sản xuất các chip kém tiên tiến hơn như của Huawei, nhằm giữ Trung Quốc tụt hậu ít nhất một thế hệ trong khả năng sản xuất chip.

Những gì Trung Quốc đang trải qua lại cho thấy chỉ dựa vào tiền bạc và chính sách thôi vẫn chưa đủ để tạo ra một đối thủ của ASML. Trường hợp của ASML chỉ ra rằng khi công nghệ đã đạt đến mức quá cao và phức tạp thì ngay cả thị trường cũng không thể tạo ra sự cạnh tranh để phá vỡ thế độc quyền đó.

Sơn Vân