Những 'gã khổng lồ thầm lặng' trong ngành sản xuất chip
Thứ hai, 01/12/2025 17:41 (GMT+7)
Đằng sau những con chip AI hay điện thoại thông minh là một mạng lưới cung ứng phức tạp, nơi những doanh nghiệp ít tên tuổi nắm giữ các công nghệ lõi án ngữ "yết hầu" của cả ngành công nghiệp.
Khi nhắc đến ngành bán dẫn, truyền thông thường tập trung vào cuộc đua nghìn tỷ USD giữa Nvidia, Apple hay năng lực sản xuất của TSMC và Samsung. Tuy nhiên, theo các chuyên gia phân tích công nghiệp, sức mạnh thực sự của ngành này nằm ở tính chuyên môn hóa cao độ. Có những công ty hoạt động theo mô hình B2B (doanh nghiệp bán cho doanh nghiệp) nắm giữ thị phần gần như tuyệt đối trong các phân khúc hẹp nhưng mang tính sống còn.
Sự gián đoạn từ bất kỳ mắt xích nào trong số các doanh nghiệp dưới đây đều có khả năng làm tê liệt dây chuyền sản xuất chip toàn thế giới.
ASML
Trên bản đồ công nghệ hiện đại, ASML (Hà Lan) giữ vị trí đặc biệt quan trọng. Đây là đơn vị duy nhất trên thế giới thương mại hóa thành công hệ thống máy quang khắc siêu cực tím (EUV).
Quang khắc là bước quan trọng nhất để in các vi mạch lên tấm silicon. Với các dòng chip tiên tiến dưới 7nm dùng cho trí tuệ nhân tạo (AI) hay các thiết bị di động đời mới, công nghệ quang khắc truyền thống không thể đáp ứng được độ chính xác cần thiết. Chỉ có tia EUV với bước sóng cực ngắn mới có thể thực hiện nhiệm vụ này.
Máy quang khắc siêu cực tím của ASML. Ảnh: Wired
Một hệ thống máy EUV của ASML nặng 180 tấn, to bằng một chiếc xe buýt và có giá trị lên tới hơn 300 triệu USD. Do độ phức tạp về kỹ thuật, các đối thủ cạnh tranh như Canon hay Nikon đã rút lui khỏi phân khúc này từ lâu, để lại cho ASML vị thế độc quyền tự nhiên. Điều này đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất chip như TSMC, Intel hay Samsung hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn cung thiết bị từ Hà Lan để duy trì lộ trình phát triển công nghệ.
Carl Zeiss
Nếu không có các kính quang học Zeiss chế tạo, ASML không thể tạo ra các máy EUV, vốn sử dụng tia cực tím để quét thiết kế chip trên các tấm silicon có diện tích siêu nhỏ. Mối quan hệ hợp tác giữa hai công ty này là ví dụ điển hình cho sự phụ thuộc lẫn nhau trong chuỗi cung ứng.
Do tính chất vật lý của tia siêu cực tím (bị thủy tinh hấp thụ), máy quang khắc EUV không thể sử dụng thấu kính thông thường. Thay vào đó, hệ thống cần một bộ gương phản xạ đa lớp với độ phẳng và chính xác gần như tuyệt đối để dẫn hướng ánh sáng. Carl Zeiss (Đức) là đơn vị duy nhất sở hữu công nghệ chế tác loại gương này ở quy mô công nghiệp.
Thấu kính trong máy quang khắc siêu cực tím của ASML được chế tạo bởi Zeiss. Ảnh: Wired
Độ chính xác của gương Zeiss được mô tả qua một ví dụ kỹ thuật: Nếu phóng đại chiếc gương lên kích thước bằng diện tích nước Đức, độ gồ ghề lớn nhất trên bề mặt gương sẽ không vượt quá 0,1 mm. ASML sở hữu cổ phần thiểu số tại Zeiss để đảm bảo sự gắn kết chiến lược, khẳng định vai trò không thể thay thế của công nghệ quang học Đức trong ngành bán dẫn.
Synopsys và Cadence
Trước khi đi vào sản xuất vật lý, mọi con chip đều bắt đầu từ các bản vẽ kỹ thuật số. Với độ phức tạp lên tới hàng chục tỷ bóng bán dẫn, việc thiết kế thủ công là bất khả thi. Các kỹ sư phải dựa vào Phần mềm Tự động hóa Thiết kế Điện tử (EDA).
Thị trường EDA toàn cầu hiện nay là cuộc chơi "song mã" của hai công ty Mỹ: Synopsys và Cadence. Hai đơn vị này kiểm soát khoảng 75% thị phần toàn cầu.
Tầm quan trọng của Synopsys và Cadence giúp Mỹ duy trì vị thế hàng đầu trong ngành sản xuất chip. Ảnh: Nikkei Asia
Vai trò của EDA không chỉ là công cụ vẽ, mà còn là môi trường mô phỏng để kiểm tra lỗi. Chi phí để sản xuất một khuôn mẫu chip (mask set) có thể lên tới hàng trăm triệu USD, do đó các nhà thiết kế như Nvidia hay AMD không được phép sai sót. Họ buộc phải sử dụng các bộ thư viện bản quyền và công cụ kiểm thử của Synopsys và Cadence. Sự phụ thuộc này khiến phần mềm EDA trở thành một trong những rào cản gia nhập lớn nhất đối với bất kỳ quốc gia nào muốn tự chủ ngành chip.
Shin-Etsu
Trong khi Mỹ mạnh về thiết kế, Đài Loan mạnh về gia công, thì Nhật Bản lại nắm giữ vị thế thượng phong ở mảng vật liệu đầu vào. Đại diện tiêu biểu nhất là Shin-Etsu Chemical.
Shin-Etsu hiện là nhà sản xuất tấm silicon đúc chip (wafer) lớn nhất thế giới, chiếm hơn 30% tổng thị phần toàn cầu. Những tấm wafer do Shin-Etsu sản xuất có độ tinh khiết cực cao (99,999999999%), được sử dụng trên nhiều dòng chip tiên tiến nhất thế giới. Bên cạnh đó, Shin-Etsu cùng các công ty Nhật Bản khác cũng thống trị thị trường quang trở - hóa chất cảm quang thiết yếu cho quá trình quang khắc.
Đặc biệt ở phân khúc quang trở cao cấp dùng cho công nghệ EUV, các doanh nghiệp Nhật Bản chiếm thị phần gần như tuyệt đối. Tầm quan trọng của mảng vật liệu này đã được chứng minh qua sự kiện căng thẳng thương mại Nhật - Hàn năm 2019, khi việc hạn chế xuất khẩu hóa chất đã gây tác động mạnh đến hoạt động sản xuất của các tập đoàn công nghệ Hàn Quốc.
Ajinomoto
Ajinomoto là một tập đoàn thực phẩm hàng đầu của Nhật Bản chuyên sản xuất gia vị, dầu ăn, thực phẩm đông lạnh, nước giải khát, chất làm ngọt. Không chỉ vậy, công ty này còn đóng vai trò quan trọng trong ngành sản xuất chip nhờ nắm độc quyền công nghệ màn phim cách điện.
Vào những năm 1990, khi các bộ vi xử lý ngày càng mạnh và nóng hơn, việc cách điện và kết nối các lớp mạch điện trở nên cực kỳ khó khăn. Các vật liệu lỏng truyền thống không còn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Một nhóm nghiên cứu của Ajinomoto, dựa trên kiến thức về hóa học axit amin (vốn dùng làm gia vị), đã tình cờ phát triển ra một loại màng phim cách điện dạng rắn có độ bền và tính năng vượt trội.
Vật liệu đó được gọi là ABF (Ajinomoto Build-up Film).
ABF chiếm hơn 95% thị phần toàn cầu của sản phẩm vật liệu cách điện, cách nhiệt dùng trong chip. Ảnh: TechX
Ngày nay, ABF là vật liệu tiêu chuẩn để làm đế (substrate) cho các CPU và GPU hiệu năng cao. 100% chip máy tính hiện đại, từ Intel Core i9 cho đến các máy chủ dữ liệu, đều sử dụng màng phim của Ajinomoto.
Trong giai đoạn thiếu hụt chip toàn cầu năm 2021, sự khan hiếm màng ABF là một trong những nguyên nhân chính khiến chuỗi cung ứng bị tắc nghẽn. Thế giới có thể thiếu mì chính, nhưng ngành bán dẫn tuyệt đối không thể thiếu "công thức bí mật" của Ajinomoto.
Applied Materials và KLA
Ngoài quang khắc, quá trình sản xuất chip còn bao gồm hàng trăm bước xử lý hóa học như lắng đọng vật liệu, ăn mòn, cấy ion. Applied Materials (AMAT) của Mỹ là tập đoàn cung cấp thiết bị bao phủ hầu hết các công đoạn này. Sự hiện diện của máy móc AMAT là bắt buộc trong hầu hết các nhà máy sản xuất chất bán dẫn trên thế giới.
Song song đó, KLA Corporation đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý chất lượng. Ở kích thước nanomet, các khiếm khuyết nhỏ nhất cũng có thể làm hỏng sản phẩm. KLA cung cấp các thiết bị đo lường và kiểm tra quang học giúp phát hiện lỗi ngay trong quá trình sản xuất.
Bộ máy kiểm tra chip do KLA sản xuất. Ảnh: KLA
Trong lĩnh vực sản xuất chip, "tỷ lệ thành phẩm" là yếu tố quyết định lợi nhuận. Công nghệ của KLA giúp các nhà sản xuất tối ưu tỷ lệ này, tiết kiệm hàng tỷ USD chi phí vận hành mỗi năm.
ASE Group
Sau khi hoàn tất quá trình chế tạo trên tấm wafer, chip cần được cắt rời, đóng gói vỏ bảo vệ và kết nối các chân tiếp xúc. Đây là lĩnh vực chuyên môn của ASE Group (Đài Loan).
Trước đây, đóng gói được xem là khâu có giá trị gia tăng thấp. Tuy nhiên, khi định luật Moore dần chạm ngưỡng vật lý, ngành công nghiệp chuyển hướng sang các công nghệ đóng gói tiên tiến (Advanced Packaging) như xếp chồng chip để tăng hiệu năng. ASE Group đang là đơn vị dẫn đầu trong việc thương mại hóa các kỹ thuật đóng gói phức tạp này, phục vụ cho các đối tác lớn như Apple hay AMD.
ASE Group dẫn đầu thế giới về công nghệ đóng gói chip. Ảnh: ASE
Bức tranh toàn cảnh ngành bán dẫn cho thấy sự phân công lao động toàn cầu hóa ở mức độ sâu sắc. Không một quốc gia hay doanh nghiệp nào có thể tự chủ hoàn toàn từ khâu thiết kế, vật liệu, máy móc đến gia công và đóng gói.
Sự tồn tại của những "nút thắt" như ASML, Synopsys hay Shin-Etsu vừa tạo ra hiệu quả kinh tế nhờ chuyên môn hóa, vừa đặt ra bài toán lớn về an ninh chuỗi cung ứng. Hiểu rõ vai trò của những doanh nghiệp thầm lặng này giúp giới đầu tư và hoạch định chính sách có cái nhìn thực tế và toàn diện hơn về dòng chảy công nghệ thế giới.
Sự thống trị tuyệt đối của Nvidia trên thị trường chip AI vừa hứng chịu đòn đánh mạnh nhất lịch sử. Không phải đối thủ truyền thống AMD, chính Google mới là kẻ khiến "vua chip" mất 115 tỷ USD vốn hóa chỉ trong một phiên giao dịch.
Lời đe dọa áp thuế 100% lên chip nhập khẩu của Tổng thống Trump dường như đang bị trì hoãn, hé lộ sự tính toán phức tạp, nỗi lo về đất hiếm và lạm phát đang tạm thời lấn át quyết tâm trừng phạt.
Trong bối cảnh các quốc gia chạy đua phát triển chip AI, dù sở hữu nhiều công nghệ phát triển vượt bậc nhưng Trung Quốc vẫn gặp nhiều trở ngại do hạn chế về công nghệ quang khắc siêu chính xác. Dù vậy, nước này đang tìm cách vượt qua rào cản để duy trì sức cạnh tranh trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.
Tại Trung Quốc, doanh số iPhone tăng vọt trong dịp Lễ độc thân 11/11 vừa qua giúp Apple chiếm 26% thị phần smartphone, trong khi đối thủ nội địa Huawei sụt giảm và rơi xuống vị trí thứ ba.
Theo khảo sát của EY, gần 2/3 người lao động toàn cầu cho biết khối lượng công việc tăng đáng kể trong 12 tháng qua, điều đáng nói là sự phổ biến của trí tuệ nhân tạo (AI) đang gây thêm áp lực mới tại công sở.
Mặt hàng sắp ra mắt của OpenAI được Sam Altman mô tả là đơn giản và tĩnh lặng, hướng tới trải nghiệm công nghệ cá nhân hóa nhưng không gây xao nhãng cho người dùng.
Robot hình người A2, sản phẩm đột phá từ công ty Agibot có trụ sở tại Thượng Hải (Trung Quốc), vừa chính thức được Tổ chức Kỷ lục Guinness Thế giới công nhận sau khi hoàn tất một thử thách phi thường.