Cuộc khủng hoảng chip sẽ còn kéo dài

Thư Kỳ

(KTSG) - Thế giới đang thiếu chip. Chip – hay gọi đầy đủ là vi mạch tích hợp – là một món không thể thiếu trong bất kỳ các loại máy móc ngày nay, từ khoảng 3.000 con chip trong mỗi xe hơi đến con chip điều khiển chiếc điện thoại di động biến chúng thành điện thoại thông minh. Chip có mặt trong máy giặt, máy rửa chén, ngay cả trong chiếc loa thông minh kết nối bằng bluetooth... Hiện nay mỗi năm thế giới tiêu thụ chừng 1.000 tỉ con chip, tính ra mức tiêu thụ chip lên đến 128 con mỗi đầu cư dân trái đất.

Trong giới sản xuất việc thiếu hay đủ hàng thường được tính bằng thời gian giao hàng, tức khoảng thời gian từ khi đặt hàng sản xuất đến khi hàng được giao tận tay. Với Broadcom, thời gian này giãn ra từ 12,2 tuần vào tháng 2-2020 lên đến 22,2 tuần hiện nay. Đại dịch làm thay đổi nếp sinh hoạt của xã hội, làm nhu cầu sử dụng máy móc có chip tăng vọt, từ xe hơi đến máy tính bảng, từ điện thoại thông minh đến máy chơi game ở nhà. Vì thiếu chip nên nhiều dây chuyền lắp ráp xe phải ngưng hoạt động, máy chơi game PlayStation rất khó mua, ngay cả máy tính xách tay cũng rơi vào tình trạng cung không đủ cầu.

Thiếu chip dây chuyền lắp ráp xe ô tô toàn cầu có thể phải ngưng hoạt động, máy chơi game PlayStation rất khó mua, ngay cả máy tính xách tay cũng rơi vào tình trạng cung không đủ cầu.

Một khi dấu hiệu thiếu chip xuất hiện, các nhà sản xuất ngay lập tức tích trữ hàng, đặt hàng nhiều hơn dự kiến càng làm việc thiếu hụt ngày càng trầm trọng. Mặc các các công ty công nghệ lớn của Trung Quốc như Huawei, nhà sản xuất điện thoại di động và thiết bị mạng hàng đầu, do lo ngại Mỹ có thể áp dụng những biện pháp cấm vận nghiêm ngặt như không cho các công ty bán chip cho họ nên tích cực mua hàng tích trữ. Năm 2020, tính ra Trung Quốc nhập khẩu chip lên đến 380 tỉ đô la, chiếm một phần năm tổng kim ngạch nhập khẩu của nước này.

Nói đến chip, người ta phân ra hai lĩnh vực riêng biệt: thiết kế chip và sản xuất chip. Cầu tăng vọt, kèm với các loại máy móc ngày càng thông minh hơn, cần nhiều chip hơn nên lĩnh vực thiết kế chip sôi động hơn bao giờ hết. Nvidia nhà thiết kế chip cho máy chơi game, đồ họa và trí tuệ nhân tạo nay trở thành hãng chip có giá trị lớn nhất nước Mỹ. Nhu cầu cần có chip đặc thù, tỏa nhiệt ít hơn, tốc độ nhanh hơn, tiết kiệm pin hơn làm các hãng nhảy vào tự thiết kế chip như Apple nay sử dụng chip do mình thiết kế cho iPhone, rồi lan sang dòng máy Mac. Amazon cũng tự thiết kế chip cho các trung tâm dữ liệu của họ. Thiết kế xong họ giao bản vẽ cho các nhà máy chuyên dụng sản xuất chip.

Ngược lại, lĩnh vực sản xuất chip dựa trên thiết kế được giao lại trải qua một giai đoạn cạnh tranh khốc liệt, năm 2000 còn có đến 25 nhà sản xuất chip nay chỉ còn vỏn vẹn ba nơi là Intel của Mỹ, Samsung của Hàn Quốc và TSMC của Đài Loan cùng một số nhà máy nhỏ khác.

Định luật Moore, rằng số lượng bóng bán dẫn trên một vi mạch sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm trong khi giá thành giảm một nửa, nay bắt đầu không còn đúng nữa.

Thế hệ chip sau khó sản xuất hơn thế hệ trước đòi hỏi những nhà máy ngày càng hiện đại, quy trình sản xuất ngày càng nghiêm nhặt. Trong bộ ba này, Intel đang gặp khó vì năng lực sản xuất đang tụt hậu so với hai nơi còn lại. Samsung và TSMC, chiếm đến 81% thị phần sản xuất chip, phải phục vụ toàn những khách hàng loại A như Apple, Amazon, Qualcomm, Toyota hay Tesla nên khó lòng đáp ứng đúng thời hạn. Tình trạng thiếu hụt chip có thể sẽ kéo dài hết năm nay, đặc biệt các con chip cấp thấp dùng trong đủ loại máy móc.

Hệ lụy của việc thiếu chip là rất lớn. Báo chí đã bắt đầu phản ánh giá cả điện thoại di động, laptop, ngay cả Chromebook đang tăng khá mạnh; các loại điện thoại di động cao cấp đang dần khan hiếm. Ngành ô tô dự báo năm nay do thiếu chip nên doanh thu toàn ngành sẽ mất đi chừng 61 tỉ đô la do không có xe để bán. Nay các nước mới bắt đầu sực tỉnh: chỉ cần thiếu các con chip tí hon là dây chuyền sản xuất ô tô tại nước họ phải ngưng ngay, bất kể chính phủ cứ rót tiền duy trì công ăn việc làm cho công nhân.

Để giải quyết cuộc khủng hoảng chip hiện nay, không chỉ các doanh nghiệp mà nhiều nước đang rót tiền đầu tư nhằm giành ưu thế trong cuộc đua sản xuất chip cho thế giới. TSMC nâng mức đầu tư cho năm 2021 lên 28 tỉ đô la so với 17 tỉ đô la của năm trước đó, dù con số đó cũng đã là kỷ lục.

Tuần trước, TSMC tuyên bố sẽ đầu tư 100 tỉ đô la trong ba năm tới để nâng công suất sản xuất chip. Samsung có kế hoạch đầu tư 116 tỉ đô la trong 10 năm tới để cạnh tranh với TSMC. Ngay cả Intel cũng không chịu thua khi công bố một kế hoạch đầy tham vọng để bắt kịp TSMC. Trước mắt họ sẽ đầu tư 20 tỉ đô la cho hai nhà máy sản xuất chip tại Arizona rồi lên kế hoạch xây một loạt các nhà máy khác ở Mỹ và châu Âu.

Trung Quốc rót tiền cho các doanh nghiệp như SMIC để sản xuất chip nhằm giảm sự phụ thuộc vào công nghệ Mỹ. Các doanh nghiệp Trung Quốc đều ấp ủ các dự án làm chip để tránh phụ thuộc vào công nghệ Mỹ như Xiaomi làm chip cho camera điện thoại di động; Oppo làm chip quản lý công nghệ sạc nhanh; Baidu có hai dự án làm chip riêng lẻ, một con dùng trong xe hơi thông minh tự lái, một con dùng cho công nghệ nhận diện giọng nói; Alibaba làm chip trí tuệ nhân tạo... Còn Mỹ hình thành một chiến lược chuỗi cung ứng mới không có sự tham gia của Trung Quốc bằng cách đề ra các chính sách ưu đãi thuế để TSMC xây nhà máy chip 12 tỉ đô la ở Arizona và Samsung xây nhà máy 17 tỉ đô la, có thể ở Texas.

Người ta có thể tự hỏi, vì sao các nước không nhanh chóng xây thêm các nhà máy sản xuất chip để giải quyết tình trạng thiếu hụt. Sản xuất chip là một ngành đòi hỏi độ chính xác cực kỳ lớn, sử dụng các máy móc hiện đại mà biên lợi nhuận lại không cao. Đầu thế kỷ này một nhà máy tối tân nhất cần khoảng 1 tỉ đô la tiền đầu tư xây dựng, đến những năm đầu thập niên 2010, giá một nhà máy như thế tăng lên 3-4 tỉ đô la.

Thế nhưng đến năm 2020, khi TSMC xây nhà máy mới nhất tại phía nam Đài Loan, chi phí đầu tư vọt lên 19,5 tỉ đô la. Một trong các tiêu chí đo lường mức độ tinh vi của một con chip là khoảng cách giữa các vi mạch; tiêu chuẩn hiện nay cho con chip thế hệ mới là 5 nanomet (nm), bằng chừng một phần một trăm ngàn bề rộng sợi tóc. TSMC và Samsung đang nhắm tới sản xuất quy mô lớn loại chip 3nm vào năm 2022 và nhà máy TSMC mới xây là nhằm sản xuất loại chip đó. Intel sản xuất chip đến 10nm thì kẹt lại, không tiến thêm được nữa; nay phải đầu tư bắt đầu lại cuộc đua.

Chính vì thế, bất kể các khoản đầu tư lớn đến đâu, từ doanh nghiệp hay từ Nhà Nước, khủng hoảng thiếu chip vẫn còn kéo dài thêm một thời gian nữa.