Tương lai ngành công nghiệp bán dẫn thế giới trong bối cảnh cạnh tranh Mỹ-Trung

Chất bán dẫn là một trong những ngành công nghiệp quan trọng nhất toàn cầu, ảnh hưởng đến mọi mặt trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của nhân loại. Từ các thiết bị gia dụng di động nhỏ đến ô tô và máy bay đều không thể tách rời khỏi chất bán dẫn.

Những năm gần đây, ngành công nghiệp bán dẫn trở thành điểm nóng cạnh tranh của các cường quốc công nghệ toàn cầu, đặc biệt là giữa Mỹ và Trung Quốc. Bắt đầu từ năm 2018, Mỹ đã từng bước tăng cường hạn chế đối với các ngành công nghệ cao của Trung Quốc (như chất bán dẫn, 5G và trí tuệ nhân tạo (AI)….) bằng cách ban hành danh sách hạn chế đối với các doanh nghiệp tích hợp công nghiệp quân sự của Trung Quốc, thành lập “Liên minh chip 4”…

Tác động của EAR mới

Ngày 9/8/2022, Tổng thống Mỹ Joe Biden đã ký “Đạo luật Khoa học và CHIPS”, cấm các công ty nhận được vốn tài trợ từ Chính phủ Mỹ xây dựng nhà máy có “công nghệ tiên tiến” ở Trung Quốc, thời hạn cấm kéo dài 10 năm.

Ngày 7/10/2022, Cục Công nghiệp và An ninh (BIS) của Bộ Thương mại Mỹ tuyên bố sửa đổi Quy định Quản lý Xuất khẩu (EAR), cấm xuất khẩu chip cao cấp sang Trung Quốc, cấm các công nghệ liên quan chảy vào Trung Quốc, cũng như cấm nhân tài công nghệ mang quốc tịch Mỹ (bao gồm công dân Mỹ, thường trú nhân có thẻ xanh hoặc pháp nhân được thành lập theo luật pháp Mỹ) hỗ trợ Trung Quốc phát triển hoặc sản xuất chip cao cấp khi chưa được phép của các cơ quan quản lý chức năng Mỹ.

Những biện pháp hạn chế bắt đầu ban hành vào năm 2018 này đã xuyên suốt từ thời chính quyền cựu Tổng thống Donald Trump cho đến chính quyền Tổng thống Joe Biden hiện nay, từ đó có thể thấy rằng đây là đồng thuận của lưỡng đảng ở Mỹ. 

Những biện pháp hạn chế này, đặc biệt là quy định EAR mới, đã gây ra cú sốc lớn đối với ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc. Quy định EAR mới đã kiểm soát và hạn chế toàn bộ quá trình từ các khâu cung ứng chất bán dẫn, thiết bị công nghệ liên quan cho đến nhân tài chuyên nghiệp, mức độ hạn chế có thể nói là chưa từng có.

Tác động mà quy định EAR mới gây ra đối với Trung Quốc chủ yếu bao gồm: Thứ nhất, quy định mới trực tiếp hạn chế đối với các mạch tích hợp logic cấu trúc bóng bán dẫn không phẳng có kích thước 16 nm hoặc dưới 14 nm, chip nhớ NAND Flash 128 lớp trở lên, cũng như chip nhớ DRAM dưới 18 nm.

Điều này trực tiếp khiến các doanh nghiệp liên quan của Trung Quốc, chẳng hạn Yangtze Memory Technologies (YMTC), ChangXin Memory Technologies (CXMT), Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC)… không thể tiếp tục nhập khẩu những thiết bị bán dẫn nằm trong phạm vi hạn chế do Mỹ quy định. Trong ngắn hạn, rất khó tìm kiếm sản phẩm thay thế cho những thiết bị này, ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và nghiên cứu của các doanh nghiệp bán dẫn Trung Quốc, thậm chí đẩy họ vào thế đối diện với rủi ro ngừng sản xuất hoặc mất thị trường.

Thứ hai, quy định mới tuyên bố bổ sung một số chip máy tính tiên tiến và hàng hóa máy tính liên quan vào “Danh sách kiểm soát thương mại” (CCL), bao gồm chip AI tiên tiến trong lĩnh vực dân dụng và chip tính toán CPU hoặc GPU hiệu suất cao (GPU là viết tắt của Graphics Processing Unit, là một bộ vi xử lý chuyên dụng nhận nhiệm vụ tăng tốc, xử lý đồ họa cho bộ vi xử lý trung tâm CPU) cần thiết cho siêu máy tính… Điều này khiến hoạt động nhập khẩu chip AI hiệu suất cao của Trung Quốc gặp khó khăn, trực tiếp cản trở sự phát của ngành công nghiệp Internet và công nghệ AI của Trung Quốc. Đồng thời, việc nghiên cứu phát triển siêu máy tính của Trung Quốc cũng bị ảnh hưởng, trong khi những siêu máy tính này thường rất quan trọng trong các lĩnh vực như kỹ thuật sinh học và hàng không vũ trụ… 

Thứ ba, quy định mới cũng hạn chế nghiêm ngặt đối với các nhà thiết kế và sản xuất chip Fabless của Trung Quốc (Sản xuất Fabless là thiết kế và bán các thiết bị phần cứng và chip bán dẫn trong khi gia công phần chế tạo của chúng cho một nhà sản xuất chuyên biệt gọi là xưởng đúc bán dẫn) đang tìm kiếm các xưởng đúc ở nước ngoài để sản xuất các "tape-out chip" (chip đã được hoàn thiện về khâu thiết kế) hiệu suất cao có liên quan. Theo quy định, chỉ cần các khâu thiết kế và chuỗi cung ứng có liên quan đến công nghệ của Mỹ, hoặc thiết bị sản xuất có liên quan đến linh kiện của Mỹ… đều bị lệnh cấm hạn chế. Điều này có nghĩa là ngay cả khi các doanh nghiệp chip của Trung Quốc có thể thiết kế chip hiệu suất cao thì cũng không thể hoàn thành "tape-out chip", chưa nói đến việc sản xuất hàng loạt. 

Thứ tư, trong ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc, có nhiều nhà sáng lập các công ty vật liệu và thiết bị bán dẫn tiên tiến của Trung Quốc là người Mỹ gốc Hoa, không ít giám đốc điều hành doanh nghiệp và nhân tài công nghệ chuyên nghiệp vẫn đang nắm giữ hộ chiếu Mỹ hoặc thẻ xanh. Quy định EAR mới hạn chế công việc của nhân viên mang quốc tịch Mỹ sẽ gây thiệt hại nặng nề cho đội ngũ nhân tài và sự phát triển công nghệ của ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc, ảnh hưởng lớn đến tiến trình sản xuất và nghiên cứu phát triển công nghệ.

Thứ năm, quy định EAR mới cũng đã bổ sung yêu cầu giấy phép mới đối với việc nghiên cứu phát triển hoặc sản xuất thiết bị chế tạo chất bán dẫn và những dự án liên quan của Trung Quốc. Nếu các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn của Trung Quốc muốn nghiên cứu phát triển và sản xuất công nghệ, linh kiện Mỹ cần thiết cho các thiết bị bán dẫn liên quan, các nhà cung ứng Mỹ muốn xuất khẩu thì phải xin giấy phép từ Bộ Thương mại Mỹ. Điều này cũng sẽ hạn chế nghiêm trọng tiến độ nghiên cứu phát triển và sản xuất thiết bị bán dẫn của Trung Quốc.  

“Con dao hai lưỡi”

Những chính sách hạn chế này là một “con dao hai lưỡi”, bên cạnh việc làm trọng thương ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc, những hạn chế này cũng gây ra tác động lớn đối với ngành công nghiệp bán dẫn của Mỹ và các nước khác. Trung Quốc là thị trường tiêu thụ chip bán dẫn lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 1/3 thị phần toàn cầu. Việc hạn chế bán chip cao cấp đối với Trung Quốc sẽ ảnh hưởng lớn đến doanh thu và lợi nhuận của các công ty chip hàng đầu của Mỹ như Intel, AMD và Nvida. Xét về góc độ dài hạn, điều này có thể ảnh hưởng đến tiến trình nghiên cứu phát triển chip mới của những công ty này.

Đồng thời, ảnh hưởng đối với các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn (SME) cũng rất lớn do thị phần tiêu thụ của thị trường Trung Quốc rất quan trọng đối với hầu hết các công ty thiết bị SME. Chẳng hạn, các nhà sản xuất SME hàng đầu của Mỹ là Lam Research và KLA đều có khoảng 30% doanh thu từ thị trường Trung Quốc.

Dưới ảnh hưởng từ một loạt biện pháp của Mỹ như danh sách tích hợp công nghiệp quân sự Trung Quốc, Đạo luật Khoa học và CHIPS, quy định EAR mới…, logic mở rộng và phát triển của các doanh nghiệp bán dẫn quốc tế sẽ buộc phải cân nhắc nhiều hơn đến nhân tố địa chính trị, tiếp theo mới là thị trường, hiệu quả và chi phí, có thể dự đoán rằng mô hình cạnh tranh thị trường hóa truyền thống của chất bán dẫn sẽ thay đổi.

Đối diện với mô hình cạnh tranh mới, các nước đều đưa ra chiến lược bán dẫn của riêng mình, chẳng hạn Hàn Quốc đưa ra “Chiến lược bán dẫn K” vào tháng 5/2021, Nhật Bản đưa ra “Chiến lược phát triển công nghiệp số và bán dẫn” vào tháng 6/2021, Liên minh châu Âu (EU) thông qua “Đạo luật chip bán dẫn châu Âu” vào tháng 11/2022.   

Ngày 6/12, khi tham dự lễ khánh thành dây chuyền đầu tiên của nhà máy mới ở bang Arizona, nhà sáng lập xưởng đúc chip lớn nhất thế giới TSMC của Đài Loan (Trung Quốc) Trương Trung Mưu nhấn mạnh, địa chính trị đã làm thay đổi mạnh mẽ hệ sinh thái của các nhà sản xuất chip, đồng thời bi quan cho rằng: “Toàn cầu hóa dường như đã chết, thương mại tự do dường như đã chết. Rất nhiều người vẫn hy vọng nó sẽ trở lại, nhưng tôi không cho rằng nó sẽ trở lại”. Tất cả điều này dường như có nghĩa là ngành công nghiệp bán dẫn thế giới sẽ phát triển từ toàn cầu hóa và hợp tác sang khu vực hóa và cạnh tranh hóa.  

Tuy nhiên, ngành công nghiệp bán dẫn rất phức tạp, là một hệ sinh thái toàn cầu hóa danh bất hư truyền. Theo phân tích nghiên cứu của công ty cung cấp dịch vụ và tư vấn công nghệ Accenture, mỗi khâu trong chuỗi giá trị bán dẫn trung bình có 25 quốc gia tham gia trực tiếp vào hoạt động của chuỗi cung ứng, 23 quốc gia cung cấp hỗ trợ thị trường, và chất bán dẫn sẽ đi vòng hơn 70 lần giữa các nước trước khi đến tay người tiêu dùng cuối cùng.

Dưới sự thúc đẩy của toàn cầu hoàn trong nhiều thập niên qua, các cường quốc bán dẫn đều đã thiết lập lợi thế cạnh tranh cốt lõi của mình, chẳng hạn thiết kế chip và thiết bị bán dẫn của Mỹ, vật liệu bán dẫn và linh kiện thiết bị của Nhật Bản, máy in thạch bản của Hà Lan, vật liệu thô và kiểm tra đóng gói của Trung Quốc… Không một quốc gia nào có thể hoàn toàn độc lập xây dựng hệ sinh thái bán dẫn hoàn chỉnh.   

Trong bối cảnh cạnh tranh địa chính trị Mỹ-Trung ngày càng gay gắt, liệu toàn cầu hóa ngành công nghiệp bán dẫn có thực sự chết hay không ở mức độ rất lớn được quyết định bởi lực lượng bán dẫn của bên thứ ba ngoài Mỹ và Trung Quốc, chẳng hạn như châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc…

Hiện nay, quan hệ các nước đều ở giai đoạn khá tinh tế, mặc dù xem ra triển vọng không mấy lạc quan, nhưng hy vọng toàn cầu hóa vẫn chưa bị dập tắt hoàn toàn. Suy cho cùng, đối với việc tối ưu hóa nguồn lực của toàn thế giới và ổn định địa chính trị lâu dài, toàn cầu hóa vẫn là sự lựa chọn tốt nhất./.