Theo các nhà phân tích, nỗ lực tự chủ ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc sẽ gặp phải một trở lực lớn trong thời gian tới nếu chính phủ Mỹ cấm xuất khẩu phần mềm thiết kế chip với quốc gia này. Ít được biết tới, nhưng phần mềm này là một thành phần cốt lõi để có thể phát triển được các thế hệ chip mới trong tương lai.

Theo một báo cáo từ trang Protocol, chính phủ đã sẵn sàng chặn việc xuất khẩu các phần mềm thiết kế điện tử tự động (EDA: electronic design automation) sang Trung Quốc. Nếu được xác nhận, đây sẽ là bước leo thang mới nhất trong nỗ lực hạn chế chuyển giao công nghệ cho Trung Quốc trong lĩnh vực sản xuất chip. Phần mềm thiết kế chip là một thành phần không thể thiếu để phát triển chip kiến trúc GAA (Gate-all-around), thế hệ tiếp theo của kiến trúc FinFET.

Mỹ bơm tiền cho công nghệ chip, Trung Quốc tức tối ra mặtSau FinFET, GAA là thế hệ kiến trúc chip tiếp theo.

Đối với các chip tiến trình nhỏ từ 3nm trở xuống và chip trí tuệ nhân tạo, các chip kiến trúc GAA đặc biệt quan trọng khi cho phép khả năng xử lý mở rộng hơn nhiều so với hiện tại. Trong thiết kế này, các điện cực cổng sẽ được bố trí bao quanh mọi mặt của bóng bán dẫn giúp kiểm soát tốt hơn dòng điện đi qua đồng thời mang lại hiệu năng tốt hơn đáng kể.

Tuy vậy, các chip dạng GAA lại cần phần mềm thiết kế chip EDA đặc thù, một lĩnh vực Trung Quốc đang bị bỏ xa phía sau các đối thủ trên toàn cầu. Kể từ chip kiến trúc FinFET xuất hiện cũng như các cải tiến trong quy trình sản xuất chip, thiết kế chip đã trở nên ngày càng phức tạp hơn và cần phải có các phần mềm thiết kế chip để tối ưu quá trình thiết kế và sản xuất chip. Đối với các chip kiến trúc GAA, phần mềm này lại càng cần thiết hơn vì mức độ phức tạp của nó.

Trong khi đó, thị trường phần mềm thiết kế chip này lại đang bị các công ty Mỹ thống trị, bao gồm các cái tên như Cadence Design Systems, Synopsys và Mentor Graphics. Một chuyên gia của Nvidia cho biết, "Trung Quốc có một khoảng cách lớn về phần mềm EDA so với các công ty toàn cầu. Synopsys và Cadence đã có ít nhất 30 năm để rèn giũa tay nghề của mình trong lĩnh vực này. Cơ hội (để Trung Quốc) bắt kịp trong ngắn hạn là vô cùng mong manh."

Kiến trúc bán dẫn GAA thường được xem như công nghệ chip thế hệ kế tiếp. Tháng 6 vừa qua, hãng Samsung đã thông báo việc bắt đầu sản xuất các chip tiến trình 3nm dựa trên kiến trúc bán dẫn GAA của mình. Hãng TSMC, nhà gia công chip lớn nhất thế giới, cũng sử dụng kiến trúc GAA cho lộ trình sản xuất các chip có tiến trình dưới 5nm.

Tháng 6 vừa qua, hãng Samsung đã bắt đầu sản xuất được chip 3nm dựa trên kiến trúc GAA

Hiện tại ở Trung Quốc, vẫn chưa có hãng đúc chip nào phát triển được công nghệ sản xuất chip dưới 5nm do các lệnh cấm xuất khẩu của Mỹ đối với các công cụ cao cấp trong sản xuất chip. Hiện tại khoảng 3.000 hãng thiết kế vi mạch vẫn phải đang phải phụ thuộc vào phần mềm EDA từ Mỹ.

Cơ hội cho các công ty Trung Quốc

Với nỗ lực của Bắc Kinh nhằm thoát khỏi sự phụ thuộc vào nước ngoài đối với ngành công nghiệp bán dẫn, các hãng phát triển phần mềm EDA trong nước đang bùng nổ. Hàng chục công ty khác nhau đang tìm cách thay thế cho sản phẩm nhập khẩu và nhà đầu tư cũng ồ ạt rót tiền vào với hy vọng sự hỗ trợ từ chính phủ sẽ giúp lĩnh vực này phát triển mạnh.

Giá cổ phiếu của Empyrean Technology, một nhà cung cấp EDA Trung Quốc với 6% thị phần từ năm 2020, đã tăng gấp 3 lần kể từ khi IPO vào tuần trước ở Thâm Quyến.

Một kỹ sư đang xem một bản thiết kế chip để phân tác các lớp vi mạch trước khi đưa vào sản xuất. Với hàng tỷ bóng bán dẫn trong các chip hiện tại, nếu không có sự hỗ trợ của những phần mềm này, sẽ không thể sản xuất được các chip hiện đại.

Trong số các công ty EDA chưa niêm yết, X-Epic là một ngôi sao đang lên ở Trung Quốc. Gần đây, công ty được chính quyền thành phố Nam Kinh, nơi họ đặt trụ sở, ca ngợi như một trong 17 startup đầy triển vọng. Công ty đã thành lập một viện nghiên cứu để theo dõi các công nghệ đột phá được gọi là EDA 2.0 và phát triển một hệ sinh thái EDA nội địa. Công ty huy động được 121,7 triệu USD vào tháng Một năm nay với phần lớn nguồn vốn đến từ Quỹ đầu tư của Ngân hàng Phát triển Trung Quốc và hãng Sequoia Capital China.

Theo một báo cáo của hãng phân tích ReportLinker, quy mô thị trường EDA toàn cầu ước tính đạt 9,1 tỷ USD vào năm 2020. Dự báo con số này sẽ tăng lên 14,9 tỷ USD vào năm 2026.

Tham khảo SCMP

Nguyễn Hải