Những biện pháp hạn chế của Mỹ không chỉ ngăn Trung Quốc mua các chip tiên tiến nhất mà còn cản trở việc tiếp cận công nghệ quan trọng.
Quốc gia tỷ dân đã huy động hàng chục tỷ USD để cố gắng lấp đầy những khoảng trống đó và đạt được một số đột phá. Tuy nhiên, giới chuyên gia nhận định, nước này vẫn còn một chặng đường dài phía trước khi cả 4 mảng chính – thiết kế chip AI, sản xuất chip AI, chế tạo thiết bị sản xuất chip và chế tạo chip nhớ – đều đang vật lộn để vươn lên.
CNBC hôm 12/6 dẫn lời Paul Triolo, Phó chủ tịch cấp cao nghiên cứu về Trung Quốc tại công ty tư vấn Mỹ DGA-Albright Stonebridge Group: “Biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ với chip AI tiên tiến của Nvidia thôi thúc ngành công nghiệp Trung Quốc phát triển giải pháp thay thế, nhưng cũng khiến các công ty Trung Quốc gặp khó khăn hơn”.
Một mẫu bộ xử lý đồ họa (GPU) của Nvidia. Ảnh: Nvidia
Thiết kế chip AI
Nvidia được coi là công ty chip AI hàng đầu thế giới, nhưng công ty này không thực sự sản xuất chip vật lý dùng cho điện toán và đào tạo AI. Thay vào đó, Nvidia thiết kế chip AI, hay chính xác hơn là bộ xử lý đồ họa (GPU). Công ty sau đó gửi thiết kế GPU đã được cấp bằng sáng chế đến các “xưởng đúc chip” để sản xuất hàng loạt.
Nhu cầu chip Nvidia lớn đến mức khách hàng Trung Quốc vẫn tiếp tục mua bất cứ chip nào có thể. Tuy nhiên, Nvidia đang đối mặt với sự hạn chế ngày càng nghiêm ngặt từ Mỹ. Tháng 4, các lệnh hạn chế bổ sung đã ngăn họ bán bộ xử lý H20 cho khách hàng Trung Quốc.
Để đối phó, nhiều công ty bán dẫn Trung Quốc tham gia vào cuộc đua thiết kế bộ xử lý AI, bao gồm hàng loạt startup như Enflame Technology hay Biren Technology. Dẫn đầu cuộc đua này đang là công ty thiết kế chip của Huawei, HiSilicon.
GPU tiên tiến nhất của Huawei đang sản xuất hàng loạt là Ascend 910B. Thế hệ tiếp theo, Ascend 910C, từng dự kiến bắt đầu giao hàng sớm nhất vào tháng 5, nhưng đến nay chưa có thêm cập nhật.
Theo Dylan Patel, CEO công ty tư vấn Mỹ SemiAnalysis, dù vẫn tụt hậu so với Nvidia, chip Ascend cho thấy Huawei đã có bước tiến đáng kể. Patel nhận định, năm ngoái, 910B tụt hậu hai năm so với Nvidia còn Ascend 910C hiện chỉ tụt hậu một năm.
Hôm 10/6, nhà sáng lập Huawei Nhậm Chính Phi cho rằng chip Ascend đang theo sau các đối thủ Mỹ một thế hệ, nhưng công ty đã tìm ra cách cải thiện hiệu suất.
Bên ngoài trụ sở chính của TSMC ở Đài Loan. Ảnh: TSMC
Sản xuất chip AI
Để sản xuất GPU, Nvidia dựa vào TSMC (Đài Loan) – xưởng đúc chip hợp đồng lớn nhất thế giới. TSMC tuân thủ các biện pháp kiểm soát chip và cũng bị cấm nhận bất kỳ đơn đặt hàng chip nào từ các công ty trong danh sách đen thương mại của Mỹ. Huawei bị đưa vào danh sách này năm 2019.
Điều này khiến các nhà thiết kế chip Trung Quốc như Huawei phải tìm đến xưởng đúc chip nội địa, trong đó lớn nhất là SMIC. SMIC bắt đầu sản xuất chip 7 nm bằng công nghệ quang khắc cực tím sâu (DUV) từ năm 2022, theo báo cáo của TechInsights năm 2023 sau khi phân tích chip trong Mate 60 Pro – điện thoại đầu tiên của Huawei dùng chip sản xuất nội địa.
Chip 7 nm đòi hỏi công nghệ ít tiên tiến hơn nhiều so với chip 3 nm của TSMC. Kích thước nm nhỏ hơn dẫn đến hiệu suất và sức mạnh xử lý chip lớn hơn.
Dù vẫn tụt hậu xa so với TSMC, SMIC đang nỗ lực tiến tới quy trình chip 5 nm. Theo Wccftech, SMIC có thể đạt được điều này trong năm nay.
Thiết bị sản xuất chip tiên tiến
Khả năng sản xuất chip của SMIC bị hạn chế bởi các biện pháp kiểm soát xuất khẩu, nhưng lần này là từ Hà Lan. Dù không có bất kỳ nhà thiết kế hay nhà sản xuất chip nổi bật nào, Hà Lan lại là nơi đặt trụ sở của ASML, nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip tiên tiến hàng đầu thế giới. Công ty này có những cỗ máy sử dụng chùm electron hoặc tia sáng để đưa các dạng mẫu phức tạp lên tấm nền silicon (wafer), tạo nên nền tảng của microchip.
Theo các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ, Hà Lan đồng ý hạn chế việc bán máy quang khắc siêu cực tím (EUV) tiên tiến nhất của ASML. Loại máy này đóng vai trò trọng yếu giúp sản xuất GPU tiên tiến với quy mô lớn và hiệu quả về chi phí.
Jeff Koch, nhà phân tích tại SemiAnalysis, cho rằng EUV là rào cản lớn nhất với ngành sản xuất chip tiên tiến của Trung Quốc. “Họ có hầu hết công cụ khác, nhưng quang khắc đang hạn chế khả năng mở rộng quy mô tới nút quy trình 3 nm và thấp hơn”, ông nói.
Để xoay xở, SMIC sử dụng hệ thống DUV kém tiên tiến hơn của ASML, vốn ít bị hạn chế hơn. Nhờ đó, việc sản xuất chip 7 nm vẫn khả thi, nhưng hiệu suất không tốt. Theo Koch, chiến lược này có thể đang đạt đến giới hạn và không đủ đáp ứng nhu cầu.
Một số công ty Trung Quốc đang nghiên cứu công nghệ quang khắc, trong đó có SiCarrier Technologies và SMEE. Nhưng Koch ước tính, việc bắt chước các công cụ quang khắc hiện nay có thể cần nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ. Thay vào đó, Trung Quốc có thể theo đuổi những kỹ thuật quang khắc và công nghệ khác để thúc đẩy đổi mới.
Một người đi ngang Apple Store ở Thượng Hải, phía trước là biển quảng cáo Huawei. Ảnh: Reuters
Chip nhớ AI
GPU thường được coi là thành phần quan trọng nhất trong điện toán AI, nhưng chúng không phải thành phần duy nhất. Để đào tạo và chạy mô hình AI, GPU phải hoạt động cùng chip nhớ với khả năng lưu trữ dữ liệu. Trong các ứng dụng AI, bộ nhớ băng thông cao (HBM) đã trở thành tiêu chuẩn. SK Hynix của Hàn Quốc đang dẫn đầu về HBM, một số công ty khác là Samsung (Hàn Quốc) và Micron (Mỹ).
Tương tự Hà Lan, Hàn Quốc phối hợp với lệnh hạn chế chip từ Mỹ. Nước này bắt đầu tuân thủ những hạn chế mới về việc bán một số chip nhớ HBM cho Trung Quốc vào tháng 12 năm ngoái.
Reuters cho biết, để đối phó, nhà sản xuất chip nhớ Trung Quốc CXMT hợp tác với công ty đóng gói và thử nghiệm chip Tongfu Microelectronics, bắt đầu sản xuất HBM. Nhà phân tích công nghệ và chip độc lập Ray Wang nhận định, CXMT đi sau những công ty hàng đầu thế giới về phát triển HBM khoảng 3-4 năm. Hồi tháng 4, SemiAnalysis ước tính CXMT còn một năm nữa mới có thể tăng sản lượng đến mức hợp lý.
Xưởng đúc XMC được cho là đang xây nhà máy sản xuất tấm wafer HBM. SCMP cuối năm ngoái cho biết, Huawei đã hợp tác với XMC để sản xuất chip HBM, dù các công ty chưa lên tiếng xác nhận.
Hôm 12/6, Jeffrey Kessler, một quan chức thương mại Mỹ, phát biểu tại phiên điều trần trước Quốc hội Mỹ rằng khả năng sản xuất chip của Huawei sẽ rất hạn chế trong năm nay. Ông đánh giá, Huawei chỉ có thể sản xuất 200.000 chip AI Ascend hoặc ít hơn, và phần lớn hoặc toàn bộ sẽ được giao cho các công ty Trung Quốc.
Dù vậy, Kessler nói với Global Times rằng Mỹ không nên có cảm giác an toàn sai lầm và cần hiểu Trung Quốc đang bắt kịp nhanh chóng. “Không nên quá thoải mái về việc sản lượng chip tiên tiến của Trung Quốc tương đối nhỏ, vì chúng ta biết họ có tham vọng toàn cầu”, ông nói.
Thu Thảo tổng hợp