Trung Quốc tìm kiếm đột phá mới cho chip thế hệ tiếp theo

Theo South China Morning Post, một cơ quan chính phủ ít được biết đến dưới sự lãnh đạo của Phó thủ tướng Trung Quốc Lưu Hạc đang nổi lên như trung tâm chỉ huy cho trận chiến quan trọng nhất trong cuộc chiến công nghệ của Bắc Kinh chống lại Washington: đạt được quyền tự chủ về chip bằng cách tập trung vào các công nghệ tương lai.

Một trong những chiến lược hàng đầu của Trung Quốc là khai thác nguồn lực tích hợp của các trường đại học, tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp tư nhân để tìm kiếm đột phá cho chip thế hệ tiếp theo ở thời kỳ “hậu kỷ nguyên Moore” trong ngành bán dẫn. Theo quy tắc định luật Moore được người đồng sáng lập Intel Gordon Moore đưa ra, số lượng bóng bán dẫn trên chip silicon sẽ tăng gấp đôi khoảng hai năm một lần. Hiện chúng ta đang ở rất gần với giới hạn về việc có thể tạo ra một bóng bán dẫn nhỏ đến mức độ nào. Điều này cũng đồng nghĩa Định luật Moore có khả năng đang tiến gần đến điểm tới hạn và các loại chip mới nhỏ hơn sẽ không còn tạo ra được nữa.

Các nhà phân tích đánh giá ý định của Trung Quốc trong việc chuyển từ chip wafer silicon sang chip "thế hệ thứ ba" được chế tạo bằng vật liệu mới sẽ là con đường đầy khó khăn do các rào cản công nghệ hiện có. Tuy nhiên, Bắc Kinh dường như đang lên kế hoạch thử nghiệm cách tiếp cận toàn quốc trong tầm bắn xa này, giống như cách đảng Cộng sản Trung Quốc đã huy động tất cả các nguồn lực khoa học và công nghệ sẵn có vào những năm 1960 để sản xuất quả bom nguyên tử đầu tiên.

Trung Quốc công bố kế hoạch tìm kiếm công nghệ chip đột phá vào tháng trước tại cuộc họp của “Nhóm hàng đầu quốc gia về cải cách hệ thống khoa học và công nghệ và xây dựng hệ thống đổi mới”, một cơ quan liên bộ ít người biết đến được thành lập vào năm 2012 để điều phối các dự án và chính sách công nghệ của quốc gia. Ngoài cuộc họp đầu tiên vào năm 2012, hoạt động của nhóm này phần lớn đều diễn ra bí mật, mãi cho đến gần đây mới tiết lộ một số thông tin.

Theo một tuyên bố của Hội đồng Nhà nước, trong cuộc họp tháng trước do ông Lưu Hạc chủ trì, các thành viên trong nhóm đã xem xét chiến lược phát triển công nghệ của Trung Quốc trong 5 năm tới, đồng thời tiến hành một cuộc thảo luận theo chủ đề về “các công nghệ mạch tích hợp có khả năng gây rối loạn trong thời kỳ hậu định luật Moore”. Điều này cho thấy rằng Bắc Kinh đang xem xét các lĩnh vực như vật liệu chip mới để giảm sự phụ thuộc vào công nghệ của Mỹ và tránh các lệnh trừng phạt có hại.

“Các chip thế hệ thứ ba mở ra một lĩnh vực mới để nghiên cứu và phát triển thương mại. Chúng mang lại cơ hội mới cho những người tham gia muốn đầu tư”, William Deng, chuyên gia phân tích tại UBS ở Hồng Kông, nói và khẳng định điều này chắc chắn đúng với cả Trung Quốc. Tuy nhiên, sẽ có nhiều thách thức vì việc chế tạo các vật liệu mới “đòi hỏi sự hỗ trợ của toàn bộ chuỗi cung ứng”, bao gồm cả thiết bị và vật liệu mà Trung Quốc có thể không tự cung cấp được. Hơn nữa, sẽ là lạc quan quá mức nếu cho rằng một vật liệu khác ngoài silicon có thể thay thế “toàn bộ chuỗi cung ứng chất bán dẫn hiện có”.

Tại thời điểm này, Trung Quốc ở vào thế bất lợi trong chuỗi giá trị chip toàn cầu khi nhiều công cụ thiết kế chip, vật liệu tiên tiến, thiết bị sản xuất quan trọng như hệ thống in thạch bản cực tím (EUV), cũng như năng lực sản xuất tiên tiến nhất đang nằm dưới sự kiểm soát của Mỹ và các đồng minh. Để đối phó, Trung Quốc đang nỗ lực tìm mọi cách để thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn trong nước, với việc đưa ra các biện pháp khuyến khích rộng rãi trong toàn ngành.

Mao Junfa, phó chủ tịch Đại học Giao thông Thượng Hải, học giả của Học viện Khoa học Trung Quốc, trong một hội nghị về bán dẫn ở Nam Kinh vào tháng này nói rằng, “tích hợp không đồng nhất” là hướng đi mới cho ngành trong thời kỳ hậu định luật Moore. “Đây cũng là cơ hội để Trung Quốc chuyển hướng và vượt qua các nước khác trong ngành công nghiệp vi mạch”.

Tuy nhiên, theo nhiều nhà phân tích trong ngành, Trung Quốc vẫn còn nhiều năm nữa mới có thể tự cung cấp chất bán dẫn mà nước này khao khát, mặc cho những nỗ lực gấp đôi của Bắc Kinh. Hiện tại, tấm wafer làm từ silicon vẫn thống trị toàn bộ chuỗi giá trị toàn cầu, với ba nhà cung cấp hàng đầu là Shin-Etsu Chemical, SUMCO và Taiwan GlobalWafers. Ba hãng này đang chiếm khoảng hai phần ba thị phần trên thế giới.

Các vật liệu mới cho chip thế hệ tiếp theo bao gồm silicon carbide (SiC) và gallium nitride (GaN). Khi định luật Moore tiếp cận các giới hạn vật lý, thì việc sử dụng các vật liệu mới này hoặc đi theo con đường tích hợp không đồng nhất được coi là hai lĩnh vực có nhiều khả năng dẫn đến đổi mới đột phá nhất. Hầu hết chuyên gia đều cho rằng Trung Quốc không có lợi thế trong cả hai lĩnh vực.

“Khi nói đến sự phát triển của chất bán dẫn thế hệ thứ ba, các công ty Trung Quốc có khoảng cách lớn so với những công ty hàng đầu về sức mạnh kỹ thuật, năng lực sản xuất và thị phần. Như vậy, bước phát triển tiếp theo của ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc trong kỷ nguyên hậu định luật Moore là không lạc quan”, Arisa Liu, chuyên gia nghiên cứu cấp cao tại Viện Nghiên cứu Kinh tế Đài Loan, nhận xét.