Người Nhật tìm ra cách mới để lấy lại thị trường bộ nhớ NAND
Khi cơn sốt phần cứng trí tuệ nhân tạo tiếp tục tăng nhiệt và lan rộng sang mảng bộ nhớ NAND, Kioxia Holdings của Nhật Bản đang ráo riết tìm cách giành lại thị phần.
Hãng Kioxia đặt trọn niềm tin vào một công nghệ mới cho bộ nhớ NAND (hay bộ nhớ flash NAND) mà họ đã xuất sắc thương mại hóa trước các đối thủ cạnh tranh, hứa hẹn mang lại tốc độ xử lý vượt trội cho các trung tâm dữ liệu hiện đại.
Sự tự tin của Kioxia đang ở mức rất cao. Một kỹ sư của hãng khẳng định rằng họ đã mạnh tay đầu tư đi trước những người khác vì tin tưởng tuyệt đối vào tiềm năng tương lai của bộ nhớ NAND. Đội ngũ phát triển nhấn mạnh công ty đang nắm giữ một lợi thế áp đảo khi so sánh với các đối thủ sừng sỏ như Samsung Electronics trên đường đua công nghệ cốt lõi.
Lối đi mới cho bộ nhớ NAND từ công nghệ liên kết vi mạch
Đối với bộ nhớ NAND, vốn được sử dụng chủ yếu để lưu trữ dữ liệu dài hạn, cuộc cạnh tranh từ lâu đã tập trung vào việc tăng dung lượng lưu trữ bằng cách xếp chồng các ô nhớ theo chiều dọc. Đáng chú ý, chính công nghệ xếp chồng này đã được Toshiba, công ty tiền thân của Kioxia, phát triển và giới thiệu ra thế giới vào năm 2007.
Dù vậy, Kioxia trong những năm gần đây lại bị đánh giá là đang đi sau các đối thủ về số lượng lớp có thể xếp chồng. Vào mùa xuân năm 2023, Kioxia cho biết họ đã phát triển một sản phẩm có 218 lớp. Tuy nhiên, hãng SK Hynix của Hàn Quốc tiết lộ vào mùa hè năm đó rằng họ đã tạo ra một sản phẩm với hơn 300 lớp. Các sản phẩm chính của Kioxia trên thị trường hiện tại vẫn duy trì ở mức 218 lớp.
Nhận thấy sẽ rất khó để vượt qua các đối thủ cạnh tranh nếu chỉ tập trung vào cuộc đua số lượng lớp, Kioxia đã khám phá ra một con đường tiến lên hoàn toàn mới bằng công nghệ liên kết. Về cấu tạo cơ bản, ngoài các ô nhớ dùng để lưu trữ thông tin, NAND còn chứa các mạch điều khiển luồng dữ liệu đầu vào và đầu ra. Các ô nhớ và mạch điều khiển này thường được hình thành trên cùng một tấm wafer bán dẫn duy nhất. Kioxia đã thay đổi cách làm này thông qua công nghệ liên kết mang tên CBA. Quy trình này liên quan đến việc hình thành các ô nhớ và mạch điều khiển trên các tấm wafer bán dẫn riêng biệt, sau đó dùng kỹ thuật cao để liên kết hai tấm này lại với nhau.
Cách tiếp cận mới mẻ này cho phép bố trí các ô nhớ và các thành phần khác trên bề mặt vật liệu một cách hiệu quả hơn, giúp tăng mật độ lưu trữ của bộ nhớ NAND lên mức tối đa. Việc liên kết các tấm wafer bán dẫn mỏng manh mà không để xảy ra bất kỳ sự xê dịch nào, đồng thời kết nối hai lớp mạch đỏi hỏi độ chính xác vô cùng cao. Kioxia đã thành công trong việc thương mại hóa công nghệ phức tạp này trước các đối thủ.
Theo ông Kazuyoshi Saito, một nhà phân tích cấp cao tại IwaiCosmo Securities, tốc độ đọc và ghi của bộ nhớ NAND do Kioxia sản xuất nhanh hơn khoảng 20% đến 30% so với các sản phẩm của đối thủ. Khi Kioxia lần đầu công bố công nghệ CBA vào cuối năm 2023, một số chuyên gia trong ngành đã phản ứng khá hờ hững vì họ vẫn tin rằng xếp chồng lớp là phương pháp tiếp cận trực tiếp và mang lại hiệu quả rõ ràng hơn.
Nhưng khi tốc độ xử lý NAND trở nên ngày càng quan trọng đối với quá trình vận hành trí tuệ nhân tạo, công nghệ CBA đã nhanh chóng bước ra ánh sáng. Các sản phẩm chủ lực của công ty Nhật Bản hiện đã ứng dụng thành công công nghệ này. Nhà phân tích Toshiya Suzuki nhận định nhu cầu chắc chắn sẽ tiếp tục tăng trưởng cùng với sự phổ biến của các máy chủ trí tuệ nhân tạo.
Thách thức thị phần và bài toán khách hàng trung tâm dữ liệu
Trong khi các đối thủ như Samsung Electronics đã dồn lực đầu tư vào DRAM, loại bộ nhớ có nhu cầu tăng vọt trong giai đoạn đầu của cơn sốt trí tuệ nhân tạo, Kioxia lại âm thầm hoàn thiện NAND. Điều này tạo ra một lợi thế lớn cho Kioxia, do các đối thủ cạnh tranh đã phản ứng chậm chạp hơn trong việc rót vốn vào phát triển công nghệ NAND thế hệ mới.
Tuy nhiên, Kioxia vẫn đang phải đối mặt với một thách thức không hề nhỏ khi thị phần của họ có dấu hiệu trì trệ kéo dài. Báo cáo từ công ty nghiên cứu TrendForce của Đài Loan (Trung Quốc) cho thấy, Kioxia xếp thứ ba về doanh thu NAND toàn cầu tính theo giá trị trong quý từ tháng 1 đến tháng 3, đạt mức 13.9%.
Con số này cho thấy hãng vẫn đang đi sau Samsung với 31.6% thị phần. Nguyên nhân sâu xa nằm ở việc Kioxia có cơ sở khách hàng tương đối yếu trong phân khúc trung tâm dữ liệu, điều được cho là đã làm chậm quá trình áp dụng mức tăng giá lên khách hàng.
Hơn nữa, sự gia tăng nhu cầu bộ nhớ NAND cho trí tuệ nhân tạo thực tế chỉ mới bắt đầu vào khoảng mùa thu năm 2025. Điều này có nghĩa là công nghệ mới của công ty vẫn chưa có đủ thời gian để được đánh giá một cách toàn diện trên thị trường rộng lớn. Trong khi đó, Samsung Electronics và SK Hynix đã khéo léo tận dụng năng lực cung cấp khổng lồ của họ để đảm bảo các hợp đồng dài hạn với khách hàng.
Điều đó khiến Kioxia gặp khó khăn trong việc nhanh chóng giành lại thị phần. Để chiến thắng trong cuộc đua dài hơi này, công ty Nhật Bản sẽ cần phải nỗ lực thuyết phục các khách hàng vận hành trung tâm dữ liệu bằng cách chứng minh sự vượt trội từ những công nghệ độc quyền do chính họ tạo ra.
