ASML bán cho Intel, Samsung, TSMC máy giúp sản xuất chip 1 nanomet

TSMC (Đài Loan) và Samsung Foundry (Hàn Quốc) lần lượt là hai hãng sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất và thứ hai thế giới. Cả hai đã bắt đầu áp dụng kỹ thuật in thạch bản tia cực tím (EUV) vào sản xuất chip từ năm 2019, đặt nền móng cho việc tạo ra chip theo quy trình dưới 7 nanomet. Những máy EUV khắc các mẫu mạch điện lên wafer silicon (đĩa bán dẫn silicon) để tạo nên các chất bán dẫn. Xuống quy trình càng thấp, các đặc điểm của chip càng nhỏ, gồm cả những bóng bán dẫn (transistor).

Kích thước nhỏ hơn đồng nghĩa có thể lắp nhiều bóng bán dẫn hơn vào trong một mạch tích hợp. Với hàng chục tỉ bóng bán dẫn trong các chipset hiện đại (chẳng hạn A17 Pro trên iPhone 15 Pro/Pro Max được sản xuất ở quy trình 3 nanomet có 20 tỉ bóng bán dẫn trong mỗi chip), các mẫu mạch điện này phải cực kỳ mỏng.

Đó là lúc máy EUV phát huy tác dụng. Chỉ có một công ty duy nhất trên toàn cầu sản xuất máy này, đó là ASML (Hà Lan). Cần lưu ý rằng số lượng bóng bán dẫn trong chip càng cao thì chip đó càng mạnh và tiết kiệm năng lượng hơn.

Thế hệ máy EUV cực kỳ tiên tiến tiếp theo đã bắt đầu được ASML vận chuyển.

Từng tuyên bố sẽ lấy lại vị trí dẫn đầu về quy trình sản xuất chip vào năm 2025 từ TSMC và Samsung Foundry, Intel là công ty đầu tiên mua chiếc máy EUV high-NA mới từ ASML trị giá 400 triệu USD, tăng khẩu độ số (NA) từ 0,33 lên 0,55. Điều này cho phép máy giảm kích thước đặc điểm nhỏ nhất có thể in xuống 1,7 lần và tăng mật độ bóng bán dẫn của chip lên 2,9 lần.

Trong khi thế hệ đầu tiên của máy EUV giúp các xưởng đúc đạt tới quy trình 7 nanomet, các máy EUV high-NA sẽ đưa việc sản xuất chip xuống quy trình 1 nanomet và thấp hơn. ASML cho biết khẩu độ số, được viết tắt là NA trong high-NA, đo lường khả năng của hệ thống quang học trong việc thu thập và tập trung ánh sáng. Khẩu độ NA cao hơn là 0,55 trên các máy EUV thế hệ tiếp theo giúp thiết bị mới hoạt động tốt hơn so với máy đời đầu.

Intel đã đặt trước 11 máy EUV high-NA, gồm cả chiếc đầu tiên đã được ASML lắp đặt. Trong khi TSMC dự kiến sẽ sử dụng máy mới vào năm 2028 với quy trình sản xuất chip 1,4 nanomet, hoặc vào năm 2030 với quy trình 1 nanomet. Năm 2025, khi bắt đầu sản xuất chip 2 nanomet, TSMC sẽ tiếp tục sử dụng các máy EUV thế hệ đầu tiên.

Intel đang có kế hoạch sử dụng các máy EUV high-NA để giúp họ bắt kịp TSMC và Samsung Foundry.

Samsung Foundry dự kiến sẽ nhận được chiếc máy high-NA đầu tiên từ ASML vào đầu năm 2025.

Intel vẫn đang phải đối mặt với tỷ lệ sản xuất thấp, thua lỗ và giá cổ phiếu sụt giảm. Điều này khiến cổ phiếu Intel bị loại khỏi chỉ số Dow Industrial gồm 30 cổ phiếu của thị trường chứng khoán Mỹ và bị thay thế bởi Nvidia. Tình hình của Intel tồi tệ đến mức phải thuê TSMC sản xuất chip quy trình 3 nanomet.

SMIC là hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 Trung Quốc, lớn thứ ba thế giới sau TSMC và Samsung Foundry.

Thế nhưng, SMIC không được phép mua ngay cả máy EUV thế hệ đầu tiên do lệnh trừng phạt của Mỹ. ASML chỉ có thể cung cấp cho SMIC các máy quang khắc cực tím sâu (DUV) kém tiên tiến hơn EUV. Điều này khiến SMIC không thể sản xuất chip Kirin cho Huawei với quy trình tiên tiến hơn 7 nanomet.

SMIC lần lượt sản xuất chip Kirin 9000s, Kirin 9010 quy trình 7 nanomet cho dòng smartphone Mate 60 (năm ngoái) và Pura 70 (ra mắt hồi tháng 4) của Huawei, vốn đạt được thành công ngoài mong đợi.

Huawei đã chứng kiến ​​doanh thu tăng vọt trong 9 tháng đầu năm 2024 nhờ doanh số smartphone tăng mạnh tại Trung Quốc. Công ty có trụ sở tại thành phố Thâm Quyến (Trung Quốc) đã báo cáo doanh thu tăng 29,5% lên 585,9 tỉ nhân dân tệ (82,3 tỉ USD) trong ba quý đầu năm 2024, so với mức 452,3 tỉ nhân dân tệ cùng kỳ năm ngoái, theo trang SCMP.

Theo một số nguồn tin, SMIC cũng sản xuất chip cho Mate 70, dòng smartphone 5G hàng đầu của Huawei sẽ trình làng tháng 11 này.

Mới đây, Michael McCaul (Chủ tịch Ủy ban Đối ngoại tại Hạ viện) cáo buộc chính quyền Biden không làm đủ để ngăn chặn SMIC củng cố ngành sản xuất chip và tổ hợp công nghiệp quân sự của Trung Quốc.

Hạ nghị sĩ đảng Cộng hòa Michael McCaul đã thúc giục các đặc vụ của Bộ Thương mại Mỹ đến thăm các cơ sở SMIC và kiểm tra xem công ty này có sản xuất chip bất hợp pháp cho Huawei hay không. Bị Mỹ trừng phạt từ 2019, công ty thiết bị viễn thông Huawei được coi là “lá cờ đầu” trong ngành công nghiệp chip của Trung Quốc.

Trong một lá thư mà hãng tin Reuters đã xem, Michael McCaul mô tả những gì ông gọi là "sự thất vọng ngày càng tăng từ lưỡng đảng" rằng Cục Công nghiệp và An ninh (BIS) thuộc Bộ Thương mại chưa phản ứng sau các báo cáo về nỗ lực của Huawei nhằm lách luật kiểm soát xuất khẩu từ Mỹ.

Michael McCaul viết cho Thứ trưởng Bộ Thương mại Mỹ - Alan Estevez rằng: "Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy SMIC đang vi phạm luật kiểm soát xuất khẩu của Mỹ. Nếu Trung Quốc không sẵn sàng ngay lập tức chấp nhận cuộc kiểm toán toàn diện tất cả cơ sở và sổ sách của SMIC, BIS nên tạm dừng tất cả giấy phép hiện có cho SMIC".

Michael McCaul cho rằng những đột phá của SMIC, gồm cả chip tiên tiến 7 nanomet trong smartphone Huawei và dự kiến ​​sản xuất hơn 1 triệu chip trí tuệ nhân tạo (AI) cho Huawei, là "bằng chứng rõ ràng" cho hành vi vi phạm và có thể giúp Trung Quốc vượt qua Mỹ trong lĩnh vực AI.

Bộ Thương mại Mỹ thông báo đã nhận được thư của Michael McCaul và sẽ phản hồi thông qua "các kênh thích hợp". Tuần trước, để đáp lại những lời chỉ trích tương tự, họ tuyên bố chưa có chính quyền nào mà Bộ Thương mại Mỹ cứng rắn với Trung Quốc như hiện nay.

Đại sứ quán Trung Quốc tại Washington tuyên bố rằng "một số chính trị gia Mỹ lạm dụng khái niệm an ninh quốc gia và chính trị hóa khoa học, công nghệ cùng các vấn đề kinh tế và thương mại".

SMIC bị Bộ Thương mại Mỹ đưa vào danh sách đen thương mại (danh sách thực thể) năm 2020 vì cáo buộc có liên hệ với tổ hợp công nghiệp quân sự Trung Quốc. Năm 2019, Huawei bị đưa vào danh sách này sau cáo buộc vi phạm lệnh trừng phạt. Cả hai công ty Trung Quốc trước đó đều phủ nhận hành vi sai trái.

Các công ty nằm trong danh sách thực thể sẽ bị hạn chế nhận sản phẩm, công nghệ hoặc dịch vụ từ Mỹ. Dù Huawei và SMIC bị đưa vào danh sách này, chính quyền Trump thời trước vẫn cho phép các công ty Mỹ xin giấy phép đặc biệt để tiếp tục xuất khẩu hàng hóa và công nghệ cho họ.

Gần đây, công ty nghiên cứu TechInsights (Canada) phát hiện ra rằng bộ xử lý AI Ascend 910B của Huawei chứa các chip do TSMC (Đài Loan) sản xuất.

Các nhà phân tích nhận định vụ việc liên quan TSMC đã làm sáng tỏ những lỗ hổng có thể tồn tại trong lệnh trừng phạt của Mỹ và những nỗ lực liên tục từ Trung Quốc nhằm tiếp cận các công nghệ sản xuất chip tiên tiến.

"Các lệnh trừng phạt dài hạn của Mỹ với ngành bán dẫn Trung Quốc đã được chứng minh là có lỗ hổng", Arisa Liu, Giám đốc tại Viện Nghiên cứu Kinh tế Đài Loan, nhận xét.

Phát hiện trên gây ra cuộc tranh giành để tìm lời giải thích cho những gì đã xảy ra. Kể từ đó, TSMC đã dừng giao hàng cho khách hàng giấu tên sau khi phát hiện ra một trong những chip mà họ cung cấp cho khách hàng này lại nằm trong sản phẩm Huawei, Reuters đưa tin.

TSMC đã thông báo cho chính phủ Mỹ và các cơ quan chức năng Đài Loan về sự việc, một hành vi có thể vi phạm các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ. Trong tuyên bố trước đó, TSMC cho biết không cung cấp chip cho Huawei kể từ tháng 9.2020.

Huawei nói rằng đã không "sản xuất bất kỳ chip nào thông qua TSMC sau khi thực hiện các sửa đổi do Bộ Thương mại Mỹ đưa ra với quy định về sản phẩm trực tiếp nước ngoài nhắm vào Huawei hồi năm 2020".

Hiện tại, vẫn còn nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời. Thời gian, quy mô và phạm vi hợp tác của khách hàng bị tình nghi với TSMC vẫn chưa được biết đến. Mối quan hệ giữa khách hàng này với Huawei cũng chưa rõ ràng.

Không chắc chắn liệu các chip do TSMC sản xuất mà TechInsights phát hiện có được đưa vào phần cứng Huawei thông qua cùng một khách hàng hay không.

Dù Huawei có tiếp cận trực tiếp vào năng lực sản xuất chip tiên tiến của TSMC, hay thông qua các kênh gián tiếp, điều này thể hiện rằng các biện pháp hạn chế nghiêm ngặt của Mỹ nhắm vào gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc đã bị phá vỡ, theo các nhà phân tích.

Phát hiện của TechInsights phần lớn không được đưa tin trên các phương tiện truyền thông chính thức ở Trung Quốc, dù một số tài khoản mạng xã hội đã dịch và trích dẫn những bản tin của phương tiện truyền thông nước ngoài.

Công ty Xiamen Sophgo Technologies (Trung Quốc) gần đây đã đặt hàng TSMC sản xuất hàng trăm ngàn chip có thiết kế giống hệt một sản phẩm của Huawei.

Xiamen Sophgo Technologies được thành lập và một phần thuộc sở hữu của Micree Zhan, Giám đốc điều hành Bitmain, công ty Trung Quốc chuyên sản xuất máy tính dùng để khai thác tiền số và bộ xử lý cho các hệ thống AI. Bitmain là một trong những khách hàng Trung Quốc quan trọng nhất của TSMC.

Xiamen Sophgo Technologies tuyên bố họ chưa bao giờ tham gia vào bất kỳ mối quan hệ kinh doanh trực tiếp hoặc gián tiếp nào với Huawei và hoạt động kinh doanh cũng chưa bao giờ vi phạm bất kỳ luật kiểm soát xuất khẩu nào từ Mỹ.

Theo những người trong ngành, sự việc nêu trên cho thấy Trung Quốc vẫn đang gặp khó khăn trong việc sản xuất chip tiên tiến và rất khó để đạt được tiến bộ ở lĩnh vực này nếu không có công nghệ hoặc công cụ nước ngoài như máy quang khắc cực tím từ nhà cung cấp ASML.

Khi chip Huawei Ascend trở thành chất bán dẫn AI hàng đầu Trung Quốc, chúng hiện là trọng tâm trong nỗ lực tự cung tự cấp của quốc gia này. Tính đến năm nay, hệ sinh thái Ascend có 40 đối tác phần cứng, 1.600 đối tác phần mềm và 2.900 giải pháp ứng dụng AI, theo Huawei.

Huawei lần đầu tiên phát hành chip AI Ascend 910 vào năm 2019, bốn tháng sau khi công ty bị đưa vào danh sách đen thương mại của Mỹ. Kể từ đó, Huawei vẫn giữ kín khả năng của mình. Huawei chưa bao giờ chính thức phát hành Ascend 910B, phiên bản nâng cấp của Ascend 910. Thay vào đó, Ascend 910B chỉ xuất hiện mà không được công bố tại Trung Quốc vào năm 2023, nhưng nhanh chóng trở thành sự thay thế phổ biến nhất cho các GPU Nvidia.

Vào tháng 6, một giám đốc cấp cao Huawei phát biểu tại một diễn đàn rằng Ascend 910B ngang tầm với Nvidia A100 - một trong những GPU phổ biến nhất trong ngành AI. Wang Tao, Giám đốc điều hành của hệ sinh thái chip Huawei Ascend và Kunpeng, nói "không có nhiều khác biệt" về hiệu suất tính toán giữa 910B và Nvidia A100 khi nói đến việc đào tạo các mô hình AI lớn.

Tuy nhiên, những thông tin quan trọng về Ascend 910B, gồm quy mô sản lượng và nhà sản xuất, vẫn chưa được tiết lộ. Một nguồn tin trong ngành nói với trang SCMP rằng Huawei đã bắt đầu gửi Ascend 910C (chip AI thế hệ thứ ba là phiên bản nâng cấp của Ascend 910B) cho một nhóm khách hàng lớn để thử nghiệm và cấu hình.