Bán dẫn Trung Quốc trỗi dậy từ nghịch cảnh

Tháng 1/2025, DeepSeek, một startup ít tên tuổi của Trung Quốc, đã làm cả thế giới chấn động với mô hình trí tuệ nhân tạo (A.I) ngang ngửa các sản phẩm hàng đầu của Mỹ. Điều đáng kinh ngạc hơn cả là mô hình này được xây dựng mà không cần đến những con chip A.I tiên tiến từ Nvidia (Mỹ). Đây là lời nhắc nhở đanh thép về quyết tâm đổi mới của Bắc Kinh bất chấp mọi rào cản. Năm 2026, những bất ngờ sẽ không chỉ đến từ các dòng mã lệnh, mà từ chính các tấm silicon. Các công ty Trung Quốc sẽ tiến sâu vào hai lĩnh vực vốn được coi là “vùng cấm” đối với họ là thiết kế và sản xuất chip A.I hiệu năng cao.

Mỹ bắt đầu hạn chế xuất khẩu chip tiên tiến và công cụ sản xuất bán dẫn từ năm 2019 nhằm kìm hãm đà thăng tiến của Trung Quốc. Trớ trêu thay, các lệnh cấm lại trở thành chất xúc tác cho tinh thần tự chủ. Xây dựng ngành công nghiệp chip nội địa, đặc biệt là bộ vi xử lý cho A.I, vốn là bài toán khó. Việc chế tạo chúng đòi hỏi các máy quang khắc tiên tiến để khắc mạch điện lên tấm wafer silicon. Thế nhưng ASML, tập đoàn Hà Lan thống trị lĩnh vực này, bị cấm bán thiết bị cho Trung Quốc. Điều đó khiến các công ty Trung Quốc gặp khó trong việc sản xuất các dòng chip tiên tiến có kích thước bóng bán dẫn từ 7 nanomet (nm) trở xuống. Tuy nhiên, họ đang học cách tận dụng tối đa những gì mình có trong tay.

Sau lệnh hạn chế chip của Mỹ, Trung Quốc đang dồn lực tự chủ.

Bắt đầu từ mảng thiết kế. Nvidia vẫn thống trị thị trường chip A.I tại Trung Quốc, ngay cả khi không bán những sản phẩm tốt nhất của mình. Tuy nhiên, các nhà cung cấp nội địa như Huawei, Cambricon và MetaX hiện đã chiếm 2/5 nhu cầu, trị giá 38 tỉ USD vào năm 2025. Đến năm 2027, thị phần của họ có thể vượt quá 50% của một thị trường khi đó sẽ trị giá 71 tỉ USD. Chip của các hãng này tuy đi sau dòng cao cấp nhất của Nvidia, nhưng một số đã ngang ngửa với các phiên bản bị cắt giảm hiệu năng mà các công ty Mỹ được phép bán sang Trung Quốc. Để thúc đẩy sử dụng chip nội địa, chính phủ Trung Quốc được cho là đã cấm các doanh nghiệp trong nước sử dụng chip A.I của Nvidia. Các “gã khổng lồ” công nghệ như Alibaba và Baidu đã bắt đầu huấn luyện mô hình A.I bằng chip “cây nhà lá vườn”.

Các thiết kế của Trung Quốc thường chấp nhận hy sinh hiệu quả năng lượng để đổi lấy hiệu năng xử lý. Hệ thống CloudMatrix của Huawei liên kết 384 chip Ascend lại với nhau và cạnh tranh được với sản phẩm tiên tiến nhất của Nvidia, nhưng ngốn điện gấp hơn 4 lần. Một hướng đi triển vọng hơn là tối ưu chip bằng cách đồng bộ hóa thiết kế với phần mềm. Tháng 8 vừa qua, DeepSeek cho biết công ty đang áp dụng FP8, một định dạng dữ liệu giúp giảm độ chính xác nhưng tăng hiệu suất, cho phép các chip yếu hơn chạy mô hình A.I nhanh hơn. Cambricon đã hỗ trợ FP8, và phiên bản chip A.I tiếp theo của Huawei được đồn đoán cũng sẽ làm điều tương tự. Điều này có thể giúp các nhà thiết kế và phát triển phần mềm Trung Quốc thu hẹp khoảng cách về hiệu năng.

Mảng sản xuất cũng sẽ ghi nhận những bước tiến. Sản lượng chip A.I nội địa dự kiến tăng mạnh trong năm 2026. Trọng trách này đặt lên vai hai cái tên là Tập đoàn Sản xuất Bán dẫn Quốc tế (SMIC), xưởng đúc hàng đầu Trung Quốc, và Huawei, biểu tượng công nghệ quốc gia. SMIC đang lên kế hoạch gấp đôi công suất sản xuất chip 7nm hoặc nhỏ hơn. Huawei cũng được cho là đang tự xây dựng các nhà máy sản xuất chip riêng.

Rapidus, một nhà sản xuất chip Nhật Bản, đặt mục tiêu sản xuất chip 2nm tiên tiến vào năm 2027 nhờ các máy móc cao cấp từ ASML. Các nhà máy bán dẫn (fab) của Trung Quốc, do bị cấm tiếp cận thiết bị này, buộc phải “vắt kiệt” hiệu suất từ các công cụ ASML đời cũ vốn dùng để làm chip kém tiên tiến hơn. Tỉ lệ thành phẩm, tức số lượng chip đạt chuẩn trên mỗi tấm wafer, sẽ không thể sánh với TSMC, xưởng đúc số một thế giới của Đài Loan. Tuy nhiên, SemiAnalysis, một công ty tư vấn, dự đoán rằng ngay cả khi chỉ đạt một nửa tỉ lệ thành phẩm của TSMC, các nhà máy Trung Quốc vẫn sẽ cho ra lò hàng triệu chip A.I, đủ để đáp ứng phần lớn nhu cầu trong nước.

Con đường tự chủ chip A.I của Trung Quốc còn lắm chông gai. Các công ty nước này có thể sẽ không bao giờ bắt kịp những người dẫn đầu toàn cầu về hiệu suất hay hiệu quả năng lượng. Nhưng đến cuối năm 2026, họ có thể tự đáp ứng phần lớn nhu cầu của chính mình. Đó sẽ là một bước chuyển mình sâu sắc, chứng minh rằng nỗ lực kìm chân tham vọng Trung Quốc của Mỹ đang không theo kỳ vọng.

Có thể bạn quan tâm:

Nghịch lý ngành dầu khí: Thiên thời nhưng không địa lợi

Nguồn The Economist