Biện pháp hạn chế của Mỹ ngăn Trung Quốc mua chip AI tiên tiến và cản trở việc tiếp cận công nghệ quan trọng, nhưng nước này vẫn đạt được một số đột phá.
Trung Quốc đã huy động hàng chục tỷ USD để cố gắng lấp đầy các khoảng trống do lệnh cấm của Mỹ gây ra. Tuy nhiên, giới chuyên gia nhận định, nước này vẫn còn một chặng đường dài khi cả bốn mảng chính – thiết kế chip AI, sản xuất chip AI, chế tạo thiết bị sản xuất và chế tạo chip nhớ – đều đang vật lộn để vươn lên.
CNBC dẫn lời Paul Triolo, Phó chủ tịch tại công ty tư vấn Mỹ DGA-Albright Stonebridge Group: “Biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ đối với chip Nvidia tiên tiến 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 là công ty chip AI hàng đầu thế giới, nhưng không trực tiếp sản xuất chip dùng cho điện toán và đào tạo AI. Thay vào đó, họ thiết kế chip AI, còn gọi là bộ xử lý đồ họa (GPU). Công ty sau đó gửi thiết kế đã được cấp bằng sáng chế đến các xưởng đúc để sản xuất hàng loạt.
Tuy nhiên, Nvidia đối mặt sự hạn chế ngày càng nghiêm ngặt từ Mỹ. Hồi tháng 4, các lệnh hạn chế bổ sung ngăn họ bán bộ xử lý H20 cho khách hàng Trung Quốc. Để đối phó, nhiều công ty bán dẫn tại quốc gia tỷ dân đã tham gia cuộc đua thiết kế bộ xử lý AI, trong đó có startup như Enflame hay Biren Technology. Dẫn đầu cuộc đua đang là HiSilicon – công ty thiết kế chip của Huawei.
GPU tiên tiến nhất của Huawei là Ascend 910B. Thế hệ tiếp theo Ascend 910C từng dự kiến bắt đầu giao hàng vào tháng 5, nhưng đến nay chưa có cập nhật mới.
Theo Dylan Patel, CEO công ty tư vấn Mỹ SemiAnalysis, dù tụt hậu so với chip Nvidia, Ascend cho thấy Huawei đã có bước tiến đáng kể. Patel nhận định, năm ngoái, 910B ở khoảng cách hai năm so với Nvidia còn 910C hiện còn một năm.
Ngày 10/6, nhà sáng lập Huawei Nhậm Chính Phi thừa nhận Ascend đang theo sau các đối thủ Mỹ , 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 – xưởng đúc chip hợp đồng lớn nhất thế giới. TSMC cũng phải tuân thủ các biện pháp kiểm soát và bị cấm nhận bất kỳ đơn đặt hàng 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 trong nước, lớn nhất là SMIC. SMIC bắt đầu sản xuất chip theo tiến trình 7 nm bằng công nghệ quang khắc cực tím sâu (DUV) từ 2022, theo báo cáo của TechInsights năm 2023 khi phân tích Mate 60 Pro – điện thoại đầu tiên của Huawei dùng chip nội địa.
Chip 7 nm ít tiên tiến hơn nhiều so với chip 3 nm của TSMC. Kích thước nm nhỏ hơn đồng nghĩa với hiệu suất và sức mạnh xử lý lớn hơn. Dù còn kém 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
Khả năng sản xuất chip của SMIC bị giới hạn do không thể nhập khẩu những cỗ máy tiên tiến từ Hà Lan. Dù không có bất kỳ nhà thiết kế chip nổi bật nào, Hà Lan lại là nơi đặt trụ sở của ASML, nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip tiên tiến nhất. Họ có những cỗ máy sử dụng chùm electron hoặc tia sáng để đưa các dạng mẫu phức tạp lên tấm silicon (wafer), tạo nên nền tảng của microchip.
Theo yêu cầu kiểm soát xuất khẩu của Mỹ, Hà Lan đồng ý hạn chế bán máy quang khắc siêu cực tím (EUV) tiên tiến nhất của ASML sang Trung Quốc. Loại máy này đóng vai trò trọng yếu giúp sản xuất GPU tiên tiến ở quy mô lớn và hiệu quả về chi phí.
Jeff Koch, nhà phân tích của SemiAnalysis, đánh giá 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 và công nghệ khác để thúc đẩy đổi mới.
Một người đi ngang qua biển quảng cáo Huawei. Ảnh: Reuters
Chip nhớ AI
GPU là thành phần quan trọng trong điện toán AI, nhưng không phải thành phần duy nhất. Để đào tạo và chạy mô hình, 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. Các công ty đang dẫn đầu là SK Hynix, Samsung (Hàn Quốc) và Micron (Mỹ).
Tương tự Hà Lan, Hàn Quốc bắt đầu tuân thủ những hạn chế mới từ Mỹ trong việc bán một số chip nhớ HBM cho Trung Quốc từ tháng 12 năm ngoái. Reuters cho biết, để đối phó, nhà sản xuất chip nhớ Trung Quốc CXMT đã 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.
Ngày 12/6, Jeffrey Kessler, 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 tạo được 200.000 chip Ascend hoặc ít hơn, và phần lớn hoặc toàn bộ sẽ được giao cho các công ty Trung Quốc.
Dù vậy, ông 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 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 cho hay.
Thu Thảo tổng hợp