Ngành bán dẫn Trung Quốc bị lưỡng đảng Mỹ đặt vào tầm ngắm

Đạo luật Phối hợp Đa phương về Kiểm soát Công nghệ Phần cứng, gọi tắt là Đạo luật MATCH, được thiết kế như một công cụ ngoại giao và kinh tế sắc bén nhằm đồng bộ hóa các biện pháp kiểm soát xuất khẩu giữa Mỹ và các quốc gia đồng minh. Dự luật này trực tiếp nhắm vào một nhóm các công ty bán dẫn hàng đầu của Trung Quốc, nỗ lực ngăn chặn sự chuyển giao các công cụ sản xuất chip mang tính sống còn được cung cấp bởi những gã khổng lồ như ASML của Hà Lan.

Chiến lược cô lập ngành bán dẫn Trung Quốc và những điều khoản khắt khe

Đạo luật MATCH không chỉ là một văn bản quy phạm thông thường mà là một kế hoạch bao vây toàn diện với những điều khoản cực kỳ khắt khe. Trọng tâm của dự luật là lệnh cấm toàn diện đối với việc bán và bảo trì các công cụ sản xuất chip quan trọng tại các quốc gia bị coi là mối quan ngại về an ninh, ngoại trừ những cơ sở do chính Mỹ hoặc các đồng minh trực tiếp kiểm soát.

Đáng chú ý, dự luật áp đặt những biện pháp hạn chế khắt khe đối với các trụ cột của ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc, bao gồm ChangXin Memory Technologies (CXMT), Hua Hong, Huawei Technologies, Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) và Yangtze Memory Technologies Corp (YMTC). Theo đó, mọi hoạt động xuất khẩu, bảo trì và hỗ trợ kỹ thuật hướng tới các tập đoàn này cùng toàn bộ các chi nhánh trực thuộc đều sẽ bị giới hạn nghiêm ngặt.

Để đảm bảo tính khả thi, đạo luật vạch ra một lộ trình ngoại giao với thời hạn 150 ngày để Washington đạt được sự đồng thuận với các nước đồng minh về việc kiểm soát xuất khẩu. Trong trường hợp cần thêm thời gian đàm phán, đạo luật vẫn cho phép áp dụng các quyền miễn trừ vì lý do an ninh quốc gia. Đặc biệt, để tạo ra một sân chơi công bằng và tránh tình trạng lách luật, dự luật bao gồm các bước mở rộng kiểm soát đối với thiết bị do nước ngoài sản xuất nhưng có sử dụng công nghệ của Mỹ, nếu các quốc gia đồng minh không áp dụng các biện pháp hạn chế tương đương trong một khoảng thời gian xác định.

Việc dự luật nhắm thẳng vào tất cả các hệ thống quang khắc chìm DUV, các công cụ khắc và lắng đọng xuyên silicon (TSV), thiết bị khắc đông lạnh và thiết bị lắng đọng coban đánh dấu một sự leo thang chưa từng có. Trong khi TSV và kỹ thuật khắc đông lạnh là chìa khóa để các kỹ sư khoan những con đường dẫn theo chiều dọc cực sâu qua tấm silicon nhằm xếp chồng các lớp bán dẫn, thì kỹ thuật lắng đọng coban lại cung cấp hệ thống dây kim loại hiệu suất cực cao để kết nối các lớp đó thành một bộ vi xử lý thống nhất và mạnh mẽ.

Sức sát thương lớn nhất của đạo luật này có lẽ nằm ở việc nó cấm các công ty đồng minh, chủ yếu là các hãng công nghệ từ Hà Lan và Nhật Bản, cung cấp dịch vụ kỹ thuật để duy trì hoặc nâng cấp các cỗ máy hiện đang hoạt động tại Trung Quốc. Đây là một điểm nghẽn chí mạng bởi các nhà sản xuất chip Trung Quốc hiện vẫn đang phụ thuộc nặng nề vào các công cụ thế hệ cũ như hệ thống NXT:1980i của ASML.

Chính nhờ việc khai thác tối đa những thiết bị cũ này, kết hợp cùng các kỹ thuật tạo khuôn mẫu đa lớp phức tạp, SMIC đã thành công trong việc sản xuất chip 7 nanomet cho Huawei Technologies, vượt qua vô số các lệnh trừng phạt trước đó của Mỹ. Nếu đầu ra chip 7nm của SMIC bị bóp nghẹt, tham vọng tự chủ chip AI của Huawei sẽ bị giáng một đòn chí mạng, nhất là trong bối cảnh Bắc Kinh đang hối thúc các công ty công nghệ trong nước ưu tiên sử dụng sản phẩm nội địa thay vì các giải pháp thay thế từ Mỹ như H200 của Nvidia.

Lực cản tức thời và nghịch lý của sự tự chủ

Phản ứng trước nguy cơ đạo luật MATCH được thông qua, giới truyền thông và các nhà bình luận tại Trung Quốc đều có chung nhận định rằng đây sẽ là một đòn giáng kinh hoàng vào tham vọng bán dẫn của quốc gia này. Một nhà báo chuyên về công nghệ ở Hà Nam, sử dụng bút danh "Wu Mou", cảnh báo rằng các kênh cung cấp thiết bị bán dẫn cốt lõi từ nước ngoài sẽ bị cắt đứt hoàn toàn, và thậm chí cả hoạt động bảo trì cũng sẽ bị cấm đoán. Hệ quả trực tiếp và nặng nề nhất sẽ đổ dồn lên đầu các nhà máy đang phải phụ thuộc vào thiết bị nhập khẩu để duy trì dây chuyền sản xuất.

Ông khẳng định mục tiêu thực sự của Đạo luật MATCH là giam cầm ngành công nghiệp chip Trung Quốc ở các quy trình sản xuất thế hệ cũ từ 14 nanomet trở lên. Các quy trình tinh vi ở mức 14nm trở xuống hiện vẫn sống ký sinh vào các hệ thống quang khắc nhập khẩu, việc cắt đứt các nhà cung cấp như ASML hay Tokyo Electron chắc chắn sẽ làm tê liệt các kế hoạch sản xuất bán dẫn tinh vi của Trung Quốc.

Sự siết chặt này sẽ đẩy các doanh nghiệp Trung Quốc vào tình thế buộc phải mua chip nước ngoài với giá cắt cổ, làm trì trệ tốc độ phát triển công nghiệp nội địa và dẫn đến nguy cơ mất việc làm trong các phân khúc kém sức cạnh tranh. Dưới góc nhìn địa chính trị, việc Mỹ không ngừng mở rộng các biện pháp kiểm soát lại càng củng cố thêm một tư tưởng đã bén rễ sâu trong cộng đồng công nghệ Trung Quốc, thường được gắn liền với Viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc Ni Guangnan: các công nghệ lõi mang tính sống còn không thể được mua từ nước ngoài mà bắt buộc phải được tự chủ phát triển trong nước.

Zhang Guobin, giám đốc điều hành của Eetrend.com, mô tả Đạo luật MATCH cho thấy sự thay đổi chiến thuật của Mỹ từ việc chỉ "bóp nghẹt" một vài công nghệ tiên tiến sang việc tạo ra một "khóa toàn thân" nhắm vào toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc. Ông Zhang nhấn mạnh rằng các biện pháp hạn chế mới này sẽ đánh sập ngành bán dẫn trong ngắn hạn bằng cách cắt đứt hỗ trợ bảo trì.

Thiết bị sản xuất chip là những cỗ máy vô cùng tinh vi, đòi hỏi sự bảo dưỡng liên tục từ chính nhà cung cấp gốc; thiếu đi sự hỗ trợ này, các hệ thống sẽ từ từ đi vào một "cái chết mãn tính". Việc hạn chế các công cụ ở tiến trình trưởng thành cũng sẽ kìm hãm sự mở rộng trong lĩnh vực sản xuất chip ô tô và công nghiệp. Tuy nhiên, ông vẫn giữ niềm tin rằng dưới áp lực khổng lồ này, ngành công nghiệp của Trung Quốc cuối cùng sẽ trở nên độc lập hơn theo thời gian.

Hành trình dài và những điểm nghẽn chưa thể vượt qua

Dù một số nhà bình luận Trung Quốc cố gắng giữ thái độ lạc quan khi cho rằng tác động tiêu cực của Đạo luật MATCH sẽ chỉ tồn tại trong ngắn hạn, thực tế lại phơi bày những thách thức công nghệ không thể giải quyết trong một sớm một chiều. Những người lạc quan lập luận rằng các công ty nội địa đã phát triển được các công cụ chìm DUV có khả năng sản xuất ở tiến trình 28nm và đang hướng tới những bước đột phá mới. Họ viện dẫn rằng hệ thống SSA800 của Công ty Thiết bị Vi điện tử Thượng Hải (SMEE) có giá thành chỉ bằng một phần bảy so với các sản phẩm tương đương của ASML.

Tuy nhiên, một cây viết có bút danh "Sumang Shanran" lại chỉ ra khoảng cách thực tế còn quá xa vời. Ngay cả khi so sánh với một hệ thống đã được ra mắt từ năm 2015 như NXT:1980 của ASML, Trung Quốc vẫn còn một chặng đường vô cùng chông gai phía trước. Dòng máy SSA800 nội địa sử dụng nguồn sáng Argon Fluoride (ArF) 193nm nhưng phải dựa vào kỹ thuật tạo khuôn bốn lớp tự căn chỉnh (SAQP) cực kỳ phức tạp để ép ra được các dòng chip 28nm, khiến quy trình sản xuất trở nên cồng kềnh và đẩy chi phí lên rất cao.

Nút thắt sinh tử nằm ở chỗ các bộ phận cốt lõi của máy móc vẫn đang phải nhập khẩu, bao gồm hệ thống thấu kính tinh xảo của Zeiss và nguồn sáng ArF từ Cymer. Mặc dù nền tảng giai đoạn kép của Beijing U-Precision đã cải thiện độ chính xác định vị xuống còn khoảng 1,5nm, con số này vẫn còn kém xa mức độ ổn định 0,5nm của ASML. Nguyên vật liệu và công cụ thượng nguồn cũng là một rào cản lớn. Chất cản quang ArF do công ty nội địa Jiangsu Nata sản xuất chỉ đạt năng suất khoảng 60%, một tỷ lệ quá thấp so với mức 95% của công ty Shin-Etsu Chemical (Nhật Bản).

Hơn nữa, dù công ty Shenzhen Qingyi Photomask có thể sản xuất hàng loạt mặt nạ quang học ở mức 65nm, họ vẫn phải cúi đầu nhập khẩu từ Shin-Etsu đối với các loại mặt nạ tiên tiến hơn. Dựa trên tốc độ nghiên cứu hiện tại, giới chuyên môn dự đoán Trung Quốc có thể sẽ phải chờ đợi đến tận năm 2030 mới có thể tự chủ ra mắt được một hệ thống quang khắc DUV đủ sức sản xuất chip 14nm. Trong khi một số nguồn tin khẳng định SMEE đã bán được khoảng 10 hệ thống SSA800, nhiều nguồn thạo tin lại tiết lộ cỗ máy này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Minh chứng rõ nhất là trên trang web chính thức của SMEE, công cụ quang khắc tiên tiến nhất được liệt kê để bán thương mại vẫn chỉ là dòng SSA600, vốn chỉ hỗ trợ các quy trình lạc hậu từ 90nm đến 280nm.

Bùi Tú