“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản

Năm 1983, nhìn thấy ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản “kiêu ngạo”, Tổng thống Mỹ Ronald Reagan đã ra lệnh điều tra kỹ lưỡng vấn đề bán phá giá sản phẩm của các công ty bán dẫn Nhật Bản.
Khi đó, Lee Byung-cheol, chủ tịch thế hệ đầu tiên của Samsung tại Hàn Quốc, cũng gọi điện cho tờ báo: “Tập đoàn Samsung đã quyết định chính thức phát triển một dự án công nghệ tiên tiến về bán dẫn và chúng ta có thể đưa tin về điều này”.
Trung Quốc nước láng giềng, trùng với giai đoạn đầu cải cách và mở cửa, bắt đầu khám phá tương lai của mạch tích hợp.
Ngày nay, 40 năm sau, trong bốn lĩnh vực bán dẫn pan là chip, tấm nền, đèn LED và quang điện, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc chiếm 90% sản lượng toàn cầu và một lượng lớn hãng điện tử tiêu dùng đẳng cấp thế giới như Sony, Panasonic, Samsung, Huawei và Xiaomi đã nổi lên.
Trong số đó phải kể đến nỗ lực “đầu tư ngược chu kỳ” của Hàn Quốc và sự trỗi dậy “chống kẹt cổ” của Trung Quốc, tuy nhiên chỉ riêng Nhật Bản, thị phần của ngành bán dẫn đã giảm mạnh từ 50,3% năm 1988 xuống dưới 10% vào năm 2019. Về công nghệ, sau 40 năm phát triển nhanh chóng, nó đã phải hứng chịu một bước thụt lùi.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Hoa Kỳ và các nước Á-Âu đã hợp lực để trấn áp ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản, mặc dù nó đã trở thành một phần quan trọng cản trở sự phát triển của ngành bán dẫn Nhật Bản, nhưng nguyên nhân dẫn đến sự thất bại trong ngành bán dẫn Nhật Bản có thể là những sai lầm trong việc ra quyết định do “tay nghề thủ công” của các công ty Nhật Bản.
Năm 2022, Bộ trưởng Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản Koichi Hagiuda công khai tuyên bố sự suy thoái của ngành bán dẫn Nhật Bản là do sự đàn áp và phản công của Mỹ và các đối thủ khác, nhưng quan trọng hơn, chính những sai lầm chiến lược và chiến thuật của Nhật Bản đã dẫn đến đến sự suy thoái của ngành và sự thất vọng của những tham vọng.
Thời thế đã thay đổi, Nhật Bản đang nỗ lực lấy lại ánh hào quang cho ngành bán dẫn và giờ đây đã đến thời điểm quan trọng liệu ngành bán dẫn Nhật Bản có thể “chống trả” được hay không.
Vào tháng 6 năm nay, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã công bố "Chiến lược công nghiệp bán dẫn và kỹ thuật số" sửa đổi, dự định tăng gấp ba lần doanh thu của ngành bán dẫn nội địa Nhật Bản lên 15 nghìn tỷ yên (khoảng 108 tỷ USD) vào năm 2030.
Nhật Bản chia quá trình hồi sinh ngành bán dẫn đến năm 2030 thành ba giai đoạn:
(1) Đẩy nhanh xây dựng cơ sở hạ tầng cho sản xuất chất bán dẫn.
(2) Hợp tác phát triển công nghệ bán dẫn thế hệ tiếp theo.
(3) Dựa trên các công nghệ hiện có, phát triển các công nghệ bán dẫn đột phá.
Chiến lược này của chính phủ Nhật Bản thực sự đã đánh trúng cốt lõi sự suy thoái của ngành bán dẫn Nhật Bản, đồng thời người ta cũng có thể cảm nhận được sự “tiếc nuối” giữa ranh giới vì đã bỏ lỡ cơ hội phát triển kỹ thuật số. Nhưng con đường phục hồi công nghệ không hề bằng phẳng, liệu Nhật Bản có nắm bắt được “cơ hội cuối cùng” để vực dậy ngành bán dẫn?

Chất bán dẫn Nhật Bản tăng trưởng nhanh chóng sau chiến tranh​

Chiến tranh Triều Tiên khiến Nhật Bản trở thành "hậu phương đầu tiên" của Hoa Kỳ, Hoa Kỳ bắt đầu hỗ trợ mạnh mẽ cho ngành sản xuất của Nhật Bản với dòng vốn và công nghệ lớn. Các công ty, nhà máy Nhật Bản đã có thể hoạt động trở lại, thời điểm được coi là “sự bùng nổ nhu cầu đặc biệt” trong lịch sử.
Năm 1953, Tokyo Communications giới thiệu công nghệ bóng bán dẫn tiên tiến nhất của Westinghouse Electric ở Hoa Kỳ với mức giá cực thấp là 25.000 USD, và gã khổng lồ Sony đã ra đời. Năm 1962, Nippon Electric Co., Ltd. (NEC) mua công nghệ in thạch bản phẳng từ Fairchild của Hoa Kỳ, đánh dấu việc Nhật Bản chính thức sở hữu khả năng sản xuất mạch tích hợp. Chính phủ Nhật Bản ngay lập tức quyết định NEC cần mở cửa công nghệ Fairchild cho tất cả các công ty điện tử Nhật Bản, và quá trình phát triển chất bán dẫn của Nhật Bản chính thức khởi động.
Do sự đối đầu ăn miếng trả miếng giữa Mỹ và Liên Xô, ngành điện tử trong nước buộc phải “chuyển từ dân sự sang lực lượng quân sự”, điều này cũng tạo cơ hội tốt cho Nhật Bản theo đuổi điện tử dân dụng. Các sản phẩm điện tử do Nhật Bản sản xuất như radio và tivi đen trắng bắt đầu thâm nhập vào các gia đình Mỹ.
Sau đó, Bộ Thương mại và Công nghiệp Quốc tế Nhật Bản đã thành lập Viện Công nghệ Công nghiệp để đi đầu trong việc nghiên cứu các công nghệ mũi nhọn, đồng thời ban hành “Các biện pháp thúc đẩy công nghiệp điện tử” nhằm hạn chế sự gia nhập của đầu tư nước ngoài và bảo vệ thị trường trong nước.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Đài phát thanh sản xuất tại Nhật Bản
Các công ty Mỹ muốn thâm nhập thị trường Nhật Bản chỉ có thể "chịu những khoản lỗ câm lặng." Trong suốt những năm 1950, Nhật Bản đắm chìm trong những khoản cổ tức khổng lồ của "sự bùng nổ nhu cầu đặc biệt".
Năm 1974, Nhật Bản bị áp lực của Mỹ buộc phải mở cửa thị trường máy tính và chất bán dẫn trong nước.
IBM, được mệnh danh là "Người khổng lồ xanh", đã chiếm 40% thị trường máy tính Nhật Bản chỉ trong một năm. Thị phần trong nước của các nhà sản xuất máy tính Nhật Bản đã giảm mạnh từ 60% năm 1970 xuống còn 48% năm 1974. %.
Cảm nhận được áp lực, chính phủ Nhật Bản quyết tâm tìm ra con đường mới và cuộc cách mạng đã bắt đầu.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Bối cảnh xung đột Mỹ - Nhật thập niên 1960: Người dân Nhật phản đối “Hiệp ước an ninh Mỹ - Nhật”

Cuộc phản công liều lĩnh của chất bán dẫn Nhật Bản​

Tình cờ cũng trong thời kỳ này Intel phát triển DRAM (Dynamic Random Access Memory, bộ nhớ hệ thống phổ biến nhất) khiến thế giới chấn động.Bộ lưu trữ (bộ nhớ) trên máy tính bắt đầu chuyển đổi dần từ công nghệ lõi từ ban đầu dành cho bộ nhớ bán dẫn.
Máy tính hiệu suất cao mới có tên Future System (F/S), do IBM dẫn đầu, sử dụng bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động DRAM. Chính phủ Nhật Bản ngay lập tức nhận thấy sự xuất hiện của đường đua mới và bắt đầu phản công.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Năm 1976, chính phủ Nhật Bản ngay lập tức triệu tập các doanh nghiệp bao gồm Fujitsu, Hitachi, NEC, Mitsubishi Electric và Toshiba để thành lập tập đoàn doanh nghiệp "Nhóm nghiên cứu công nghệ VLSI". Trong 4 năm qua, Nhật Bản đã tập hợp các nỗ lực của "chính phủ, công nghiệp, học viện và nghiên cứu" để đầu tư mạnh vào lĩnh vực bán dẫn. Nhà nước đã trực tiếp phân bổ tới 29 tỷ yên, và khoảng cách giữa Mỹ và Nhật Bản ngày càng lớn. dần được mở rộng.
Sự ra đời của Hiệp hội VLSI có ý nghĩa tích cực chưa từng có đối với ngành bán dẫn Nhật Bản, chỉ trong 4 năm, VLSI đã phát minh ra 1.210 bằng sáng chế và hình thành cụm công nghiệp chất lượng cao.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Nhìn vào bộ nhớ được đề cập ở trên, vào giữa những năm 1970, doanh số DRAM 4K của các công ty Nhật Bản chỉ chiếm 10% doanh số bán hàng của thế giới. Tuy nhiên, ở DRAM 16K, khi NEC, Fujitsu, v.v. bắt kịp, doanh số toàn cầu của các công ty Nhật Bản thị phần mở rộng đến hơn 30%.
Được thúc đẩy bởi dự án VLSI, các công ty Nhật Bản đã đi đầu trong việc đưa DRAM 64K ra thị trường (phát triển thành công vào năm 1980, trước Mỹ nửa năm), thị phần quốc tế 64K DRAM của các công ty Nhật Bản đã tăng lên 55%, vượt qua Mỹ .
Đến những năm 1980, được hưởng lợi từ sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô Nhật Bản và thị trường máy tính lớn toàn cầu, nhu cầu về DRAM tăng lên đáng kể.
Vào thời điểm đó, Nhật Bản đã dẫn đầu về công nghệ DRAM, các công ty Nhật Bản dựa vào công nghệ sản xuất quy mô lớn của mình để đạt được lợi thế về chi phí và độ tin cậy, đồng thời nhanh chóng thâm nhập thị trường Mỹ thông qua chiến lược cạnh tranh khuyến mại giá rẻ, nhanh chóng thay thế DRAM xung quanh. thế giới.Mỹ đã trở thành nhà cung cấp DRAM chính.
Năm 1982, Nhật Bản trở thành nhà sản xuất DRAM lớn nhất thế giới. Nhà máy Kyushu của NEC (Đảo Kyushu lúc bấy giờ được mệnh danh là “Đảo Silicon” và chiếm 40% sản lượng chip bán dẫn của Nhật Bản), sản lượng DRAM hàng tháng là 10 triệu chiếc (khoảng 10.000 tấm wafer). tăng lên 19 triệu nhân dân tệ.
Sản lượng lớn, tỷ lệ năng suất cao (tỷ lệ năng suất vượt quá 80%) và chất lượng tốt khiến nó nằm ngoài tầm với của các công ty Mỹ. Năng lực sản xuất lớn của các nhà sản xuất Nhật Bản đã khiến giá DRAM ban đầu bị thổi phồng giảm mạnh tới 90%, chip nhớ DRAM 64K từng được bán với giá 100 USD hai năm trước nay có thể mua được với giá chỉ 5 USD.
Không thể chịu lỗ, các công ty Mỹ đã rút khỏi thị trường DRAM, càng củng cố thêm vị thế thống trị của các nhà sản xuất Nhật Bản.
DRAM không khó về mặt kỹ thuật và đòi hỏi khả năng sản xuất quy mô lớn, rất phù hợp với mô hình “tích hợp dọc” (IDM) của các công ty Nhật Bản chuyên thiết kế, sản xuất, đóng gói, thử nghiệm và bán sản phẩm của chính họ. Và lợi thế về thị phần có thể tiếp tục bù đắp chi phí pha loãng ở thượng nguồn.
Từ năm 1980 đến năm 1990, Micron và Motorola buộc phải rút lui khỏi thị trường DRAM trước sự theo đuổi, đánh chặn của các nhà sản xuất Nhật Bản, Texas Instruments cũng bị NEC tước đi vị trí dẫn đầu ngành, ngành bán dẫn Nhật Bản bước vào thời kỳ phát triển hoàng kim.
Năm 1989, chip Nhật Bản chiếm 53% thị phần toàn cầu, trong khi Mỹ chỉ chiếm 37%, châu Âu chiếm 12% và Hàn Quốc chỉ chiếm 1%.
Ở thượng nguồn của ngành công nghiệp mà người bình thường khó phát hiện, hiện tượng các công ty Nhật Bản thống trị Hoa Kỳ đã xuất hiện: Tokyo Yinghua và JSR thống trị thị trường quang điện, còn máy quang khắc của Nikon thì “mỉm cười tự hào”.
Về sản phẩm hạ nguồn, Nhật Bản cũng đã chiếm lĩnh thị trường toàn cầu: Tấm nền Sharp và TV Sony được ưa chuộng trên toàn thế giới, phim của Walkman và Fuji thống trị thế giới bên ngoài gia đình, còn Trinitron của Sony là hãng dẫn đầu toàn cầu về TV cao cấp. Đồng nghĩa với điều đó, năm 1994, lô hàng TV màu của Sony đạt 100 triệu chiếc.

Nhật Bản đánh mất thập kỷ quan trọng của chất bán dẫn​

Hoa Kỳ cảm nhận được mối đe dọa từ sự trỗi dậy của ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản, từ năm 1975 đến năm 1997, Hoa Kỳ đã thực hiện "301 cuộc điều tra" về Nhật Bản tổng cộng 16 lần.
Trước áp lực, chính phủ Nhật Bản đã thỏa hiệp và ký kết nhiều hiệp ước, đồng thời việc ký kết “Hiệp định bán dẫn Mỹ - Nhật” cũng trở thành bước ngoặt khiến ngành bán dẫn Nhật Bản rơi khỏi “bàn thờ”.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Nhưng điều mà Mỹ không ngờ tới là ngay cả khi bị “tấn công mạnh”, chất bán dẫn của Nhật vẫn chiếm tới 53% thị phần vào đầu những năm 1990. Năm 1990, các công ty Nhật Bản đã chiếm 6 trong số 10 nhà sản xuất chất bán dẫn hàng đầu thế giới.
Năm 1991, đài truyền hình NHK sản xuất một chương trình về chất bán dẫn có tên "Sự thành lập của Điện tử: Tự truyện của Nhật Bản." Câu đầu tiên của dòng mở đầu là "Sau ô tô, các sản phẩm điện tử đã trở thành một công cụ mạnh mẽ khác để Nhật Bản kiếm ngoại tệ". Niềm tự hào có thể sờ thấy được!
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Có thể thấy, ba nền tảng là “R&D quốc gia + toàn bộ chuỗi công nghiệp + tay nghề” khiến lợi thế dẫn đầu của Nhật Bản khó bị lung lay. Cả hai cuộc chiến thương mại ở Mỹ đều không dễ dàng làm lung lay vị thế then chốt của ngành bán dẫn Nhật Bản trên thế giới.
Tuy nhiên, điều thực sự đánh bại ngành bán dẫn Nhật Bản chính là sự thay đổi của thời đại và của chính đất nước Nhật Bản. Sự ra đời của thiết bị điện tử tiêu dùng đã trở thành kẻ thù số một của ngành bán dẫn Nhật Bản.
Khi ngành công nghiệp điện tử toàn cầu chuyển sang điện tử tiêu dùng, ngành công nghiệp thống trị của Nhật Bản, DRAM, đã bị đình trệ vào cuối những năm 1990.
Dưới sự lãnh đạo của IBM, Liên minh Wintel được thành lập, việc sử dụng PC trên toàn thế giới đã tạo ra một thị trường điện tử tiêu dùng phát triển mạnh mẽ và một luật sắt đã xuất hiện: các thiết bị đầu cuối có tiếng nói tuyệt đối trong chuỗi công nghiệp thượng nguồn.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Lý do khiến chip DRAM Nhật Bản có thể duy trì thị phần cao trong thời gian dài không thể tách rời khỏi yêu cầu về chất lượng và tuổi thọ của chip máy tính cỡ lớn, tuy nhiên PC nhấn mạnh vào việc cập nhật nhanh chóng và kiểm soát chi phí. còn được chào đón nữa.
Các nhà sản xuất chip DRAM Nhật Bản ngoan cố tin rằng sản phẩm tiên tiến là con đường đi tiếp, để cạnh tranh với các đối thủ ở Hàn Quốc và Đài Loan, họ đã hạ dần giá chip nhưng chưa bao giờ hạ thấp cơ cấu chất lượng cao của sản phẩm. ... Hậu quả là nhiều công ty rơi vào cảnh thua lỗ khổng lồ.
Nói cách khác, Mỹ đã tạo ra một thị trường PC hoàn toàn mới và đánh bại Nhật Bản.
Những thiếu sót trong mô hình IDM của ngành điện tử Nhật Bản khiến họ không thể hỗ trợ khoản đầu tư lớn vào sản xuất và thiết kế, cuối cùng dẫn đến tình trạng bất ổn của ngành công nghiệp thượng nguồn. Định luật Moore trong ngành bán dẫn cũng khiến tình hình của Nhật Bản trở nên khó khăn hơn.
Trong khi giá cả không đổi, số lượng bóng bán dẫn trên mạch tích hợp tiếp tục tăng với tốc độ 4 lần trong 3 năm, điều này cũng có nghĩa là để duy trì lợi thế của mình, các nhà lãnh đạo phải tiếp tục đầu tư lợi nhuận vào việc phát triển các công nghệ mới để đảm bảo sản phẩm mới, tăng số lượng nhưng không tăng giá để duy trì vị thế dẫn đầu.
Vào những năm 1990, sự phân công lao động toàn cầu xuất hiện và ngành công nghiệp bán dẫn chứng kiến

sự tách biệt giữa thiết kế và sản xuất (mô hình Fabless, hoàn toàn dành cho thiết kế và mô hình Foundry, hoàn toàn dành cho xưởng đúc). Chất bán dẫn của Mỹ đều được gia công ở Hàn Quốc và Đông Nam Á, giá thành đang tăng nhanh. Điều này cũng khiến chất bán dẫn của Nhật Bản mất chỗ đứng trên thị trường toàn cầu.
NEC lớn nhất thế giới và Hitachi lớn thứ ba đã thoái vốn hoạt động kinh doanh DRAM và thành lập một công ty mới, Elpida. Đơn vị kinh doanh DRAM của Mitsubishi Electric thứ bảy cũng được sáp nhập vài năm sau đó, bộ phận bán dẫn của Hitachi và Mitsubishi Electric sáp nhập, thành lập Renesas Điện tử tập trung vào thị trường điện tử tiêu dùng.
Khoảng năm 1986, khi Nhật Bản bị Mỹ trừng phạt, ngành bán dẫn Hàn Quốc chớp thời cơ bắt đầu: đầu tư ngược chu kỳ, giới thiệu nhân sự kỹ thuật Nhật Bản và thành lập nhóm nghiên cứu toàn cầu. Năm 1994, Samsung đi đầu trong việc phát triển DRAM 256M, vượt qua Nhật Bản.
Cái gọi là "đầu tư ngược chu kỳ" là lợi dụng đặc tính chu kỳ của DRAM. Khi giá giảm và năng lực sản xuất dư thừa, công ty tận dụng lợi thế về quy mô để mở rộng sản xuất một cách rầm rộ, hạ giá sản phẩm hơn nữa thông qua sản xuất hàng loạt và buộc các đối thủ cạnh tranh phải rời bỏ thị trường.
Vào thời điểm đó, do nhu cầu sụt giảm và việc Nhật Bản mở rộng sản xuất, giá chip DRAM từng giảm mạnh từ 4 USD/chiếc xuống còn 30 cent/chiếc. Chi phí sản xuất của Samsung là 1,3 USD mỗi sản phẩm và hãng này lỗ gần 1 USD cho mỗi sản phẩm được sản xuất và sớm mất 300 triệu USD trong ba năm. Tuy nhiên, nhờ sự hỗ trợ của chính phủ, nó đã vượt qua được vùng giá DRAM.
Giữa thăng trầm, năm 1994, Samsung đã đi đầu trong việc phát triển DRAM 256M, bỏ xa các công ty Nhật Bản.
Nhật Bản đã bị đánh bại bởi “tinh thần nghệ nhân” của chính mình. Nishimura Yoshio, tác giả cuốn “Sự trỗi dậy và sụp đổ của ngành công nghiệp điện tử Nhật Bản”, từng thẳng thắn nói:
Để sản xuất cùng một chip nhớ 64M, các công ty Nhật Bản đã sử dụng quy trình gấp 1,5 lần để đạt được tỷ lệ hiệu suất là 98%. Samsung chỉ có tỷ suất lợi nhuận 83% nhưng tốc độ lại gấp đôi công ty Nhật Bản. Nhật Bản đã bị bỏ lại phía sau theo cách này.
Ngành bán dẫn Nhật Bản từng đánh bại Mỹ và thống trị thế giới “thất thủ” do lơ là chuyển đổi PC và tham lam toàn chuỗi ngành.

“Trận chiến cuối cùng” của ngành bán dẫn Nhật Bản​

Cái gì cũng có hai mặt, toàn bộ dây chuyền công nghiệp do Nhật Bản xây dựng đã cho phép họ rút lui về vị trí thượng nguồn khi đội quân DRAM bị xóa sổ hoàn toàn, chuyển mình từ quốc gia sản xuất chip lớn nhất thế giới trở thành nhà cung cấp thiết bị và nguyên liệu sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới.
Nhật Bản đã “thống trị” thị trường vật liệu bán dẫn toàn cầu trong nhiều thập kỷ, dữ liệu CSET cho thấy thị phần nguyên liệu chip của Nhật Bản sẽ vượt 50% vào năm 2021:
Hai công ty vật liệu Nhật Bản, SUMCO và Shin-Etsu Chemical, cùng chiếm 60% thị trường wafer silicon toàn cầu; JEOL và NuFlare của Nhật Bản chiếm 91% thị phần mặt nạ ảnh toàn cầu tại EUV; các công ty TEL và SCREEN chiếm 91% thị phần thị trường quang điện toàn cầu chiếm 96% thị phần.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Thiết bị bán dẫn cũng có rào cản kỹ thuật cực cao, Nhật Bản sản xuất hầu hết các thiết bị in thạch bản cực tím dùng trong sản xuất chip, Tokyo Electronics (TEL) của Nhật Bản gần như chiếm lĩnh thị trường nhà phát triển/lớp phủ nội tuyến EUV, với 100% thị phần toàn cầu, Thị phần của Nhật Bản trong lĩnh vực thiết bị bán dẫn toàn cầu là gần 40%.
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Tuy nhiên, sang thế kỷ 21, sự phát triển chung của chuỗi công nghiệp bán dẫn Nhật Bản ngày càng suy giảm, vinh quang của ngành bán dẫn không thể so sánh với quá khứ. So với đỉnh cao lịch sử của giá trị sản lượng ngành bán dẫn Nhật Bản là 26 nghìn tỷ yên vào năm 2000, giá trị sản lượng ngành bán dẫn Nhật Bản vào năm 2020 chưa đến 10 nghìn tỷ yên. Thị phần lưu trữ đã giảm xuống dưới 10%.
Đúng như những người trong ngành Nhật Bản giải thích về sự sụp đổ của ngành bán dẫn nhiều năm sau đó: “Chúng tôi thất bại trong chiến lược kinh doanh và khả năng cạnh tranh về chi phí, nhưng không phải ở công nghệ”.
Năm 2021, khi cạnh tranh công nghệ giữa các nước lớn ngày càng gay gắt và các vấn đề về chuỗi cung ứng chất bán dẫn nảy sinh do sự gián đoạn do dịch bệnh gây ra, “nội địa hóa chuỗi cung ứng chất bán dẫn” đã trở thành vấn đề then chốt. Nhật Bản đã đưa việc khôi phục ngành công nghiệp bán dẫn vào chương trình nghị sự, dựa vào lợi thế về vật liệu và thiết bị, nước này đã tập trung sự chú ý vào sản xuất chip, “chiến trường không thể thiếu của các nhà chiến lược quân sự”.
Để đảm bảo Nhật Bản có thể nắm bắt chính xác định hướng phát triển công nghệ và nâng cao khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp bán dẫn và kỹ thuật số, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản lần đầu tiên công bố vào năm 2021 "Chiến lược Công nghiệp Bán dẫn và Kỹ thuật số" (" Chiến lược công nghiệp bán dẫn” gắn liền với “vận mệnh quốc gia”).
Sau hai năm, vào tháng 8 năm 2023, Nhật Bản một lần nữa tập hợp các công ty, chuyên gia và nhân viên chính phủ liên quan đến ngành công nghiệp bán dẫn và kỹ thuật số và công bố “Chiến lược công nghiệp bán dẫn và kỹ thuật số” sửa đổi, đưa ra kế hoạch rõ ràng hơn để hồi sinh ngành bán dẫn. :
① Tăng cường cơ sở sản xuất và danh mục sản xuất chất bán dẫn, bao gồm cải thiện hơn nữa việc xây dựng cơ sở hạ tầng sản xuất chất bán dẫn và tăng cường sản xuất chất bán dẫn quy trình trưởng thành và chuỗi cung ứng tổng thể.
② Hợp tác với Châu Âu và Hoa Kỳ để học hỏi công nghệ bán dẫn tiên tiến và thiết lập hệ thống sản xuất trong nước tại Nhật Bản (bao gồm 2nm, SiC/GaN/Ga2O3, bao bì 3D, v.v.).
③Hợp tác quốc tế đã thiết lập nền tảng cho các công nghệ tiên phong như phản ứng tổng hợp quang điện tử.

Rapidus đang đến đầy đe dọa​

Vào tháng 8 năm 2022, dưới sự lãnh đạo của chính phủ Nhật Bản, tám công ty Nhật Bản bao gồm Toyota, Sony và NET đã nhân cơ hội này để thành lập chất bán dẫn "Avengers", hướng tới "công nghệ vượt quá 2 nanomet".
“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Công ty liên minh này mới thành lập được 13 tháng cũng đã đặt cho mình một cái tên Latin - Rapidus - có nghĩa là "nhanh", nhằm nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường tiên tiến về chất bán dẫn logic, với mục tiêu bắt đầu sản xuất từ

năm 2025 và 2030. Chip cao cấp vượt quá 2 nanomet. Công ty mới sẽ được lãnh đạo bởi Tetsuro Higashi, cựu chủ tịch của nhà sản xuất thiết bị chip Tokyo Electron.
Toyota, Sony, SoftBank, Kioxia, Nippon Denso, Nippon Electric, Nippon Telegraph and Electrical đầu tư 1 tỷ yên, và Ngân hàng Mitsubishi UFJ đầu tư 300 triệu yên.
Chính phủ Nhật Bản thông báo sẽ triển khai "Dự án nghiên cứu và phát triển cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin liên lạc hậu 5G" và cung cấp khoản trợ cấp khoảng 70 tỷ yên (khoảng 500 triệu USD) cho công ty bán dẫn mới này. Bộ trưởng Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản Yasunomi Nishimura cho biết tại một cuộc họp báo: “Chất bán dẫn sẽ trở thành thành phần quan trọng trong việc phát triển các công nghệ tiên tiến mới như AI, công nghiệp kỹ thuật số và chăm sóc sức khỏe”.
Sau khi đầu tư vốn, công nghệ và nhân tài, liệu “tân binh” trong lĩnh vực bán dẫn Nhật Bản này có thể giúp Nhật Bản phục hồi “ba mươi năm mất mát” trên thị trường bán dẫn toàn cầu?
Mới tháng 12 năm ngoái, Rapidus đầy tham vọng đã đạt được hợp tác với IBM về quy trình 2nm và đạt được biên bản ghi nhớ hợp tác (MOC) với trung tâm R&D bán dẫn Châu Âu Imec để tăng cường đào tạo nhân tài và trau dồi sinh thái bán dẫn của Nhật Bản.
Sự hợp tác Rapidus-IBM-IMEC được cho là một trong những dự án đầy tham vọng nhất trong lịch sử ngành bán dẫn toàn cầu. Nhật Bản hiện đi sau các công ty dẫn đầu toàn cầu TSMC và Samsung khoảng 10 năm về công nghệ sản xuất chip ở nút quy trình 40 nanomet. Liên minh có kế hoạch bắt đầu sản xuất chip 2 nanomet trên nhiều nút trung gian trong vòng hai đến ba năm.
Tầm nhìn lớn hơn của CEO Rapidus Junyi Koike là xây dựng Thung lũng Silicon của Nhật Bản tại Hokkaido, với cơ hội trở thành “Sao Bắc Đẩu” dẫn đầu xu hướng của ngành công nghiệp chip toàn cầu.
Junyi Koike muốn cho phép tất cả các công ty trong chuỗi cung ứng chất bán dẫn đầu tư vào Hokkaido để chuẩn bị vận hành dây chuyền sản xuất thí điểm vào năm 2025. Theo quan điểm của Koike Junyi, hành động một mình “không phải là cách đúng đắn để hồi sinh ngành bán dẫn Nhật Bản”.
Không còn nghi ngờ gì nữa, nếu Rapidus thực hiện thành công việc sản xuất hàng loạt 2nm thì sẽ không còn xa “cuộc phản công” mà Japan Semiconductor mong muốn.
Nhưng thực tế là Nhật Bản hiện có lợi thế cạnh tranh về nguyên liệu và thiết bị của chuỗi công nghiệp bán dẫn nhưng lại thiếu năng lực sản xuất chất bán dẫn quy trình tiên tiến, tụt hậu so với các công ty dẫn đầu toàn cầu là TSMC và Samsung về công nghệ sản xuất chip khoảng 10 năm, và hiện đang đứng đầu về công nghệ sản xuất chip. tại nút quy trình 40nm. Do đó, hoạt động R&D trong các ngành công nghiệp thượng nguồn có thể cần được tiến hành ở nước ngoài hoặc yêu cầu hợp tác với các nhà sản xuất nước ngoài.
TSMC đã sản xuất hàng loạt 45nm vào năm 2007. Năm nay phải mất 16 năm để hoàn thành sản xuất hàng loạt 3nm, vẫn còn một khoảng cách nhất định so với 2nm, nói cách khác, Rapidus sẽ mất 4 năm để hoàn thành quy trình mà TSMC chưa hoàn thành trong 16 năm qua. năm.
Koike Junyi tràn đầy tự tin. Trên thực tế, chất bán dẫn 2nm được chia thành 1.000 đến 2.000 quy trình và cần khoảng 1.000 nhân viên kỹ thuật bao gồm cả người vận hành thiết bị, ông nhấn mạnh trong một cuộc phỏng vấn rằng thông qua AI và tự động hóa, v.v., chỉ một nửa số nhân viên là là, 500 người, có thể xử lý được.
Junyoshi Koike nói: “Nhật Bản thất bại vì họ cố gắng tự mình làm ra mọi thứ”. “Chúng tôi sẽ không vực dậy ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản mà đang thảo luận về cách ngành sản xuất của Nhật Bản có thể đóng góp cho thế giới”.

Hỗ trợ các đại gia OEM xây dựng nhà máy​

Chính phủ Nhật Bản bắt đầu bố trí hệ thống ngành công nghiệp bán dẫn vào tháng 3 năm 2021. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp đã thành lập "Hiệp hội nghiên cứu chiến lược công nghiệp kỹ thuật số và bán dẫn". Lộ trình "ba bước" để hồi sinh ngành bán dẫn là khôi phục chất bán dẫn năng lực sản xuất, thúc đẩy Thế hệ bán dẫn phát triển, “đặt nền móng” cho công nghệ tương lai. Một phần quan trọng của C là sự ra đời của TSMC.
Chính phủ Nhật Bản đã cung cấp các khoản trợ cấp với tổng trị giá khoảng 476 tỷ yên (khoảng 23,5 tỷ nhân dân tệ) và mời TSMC xây dựng một nhà máy bán dẫn ở tỉnh Kumamoto. Vào tháng 11 năm 2011, TSMC và Tập đoàn Giải pháp Bán dẫn Sony (SSMC) cùng tuyên bố thành lập liên doanh "Sản xuất Chất bán dẫn Tiên tiến Nhật Bản" (JASM), sẽ bắt đầu sản xuất vào tháng 12 năm 2024 hai năm sau đó.
TSMC sẽ xây dựng dây chuyền sản xuất chất bán dẫn 22nm và 28nm tại tỉnh Kumamoto, Nhật Bản và dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2024. Dây chuyền sản xuất có công suất sản xuất hàng tháng là 55.000 tấm wafer 12 inch và được sử dụng để sản xuất các sản phẩm chip cho ô tô và thiết bị gia dụng. Trong tương lai, nó sẽ được nâng cấp lên quy trình 12-16nm hiệu suất cao hơn và không loại trừ khả năng sẽ có những cải tiến quy trình tiếp theo trong tương lai.
Đối với Nhật Bản, quốc gia đã rút khỏi hoạt động sản xuất độc lập các chất bán dẫn logic tiên tiến, 22-28nm tương đương với công nghệ tiên tiến nhất ở Nhật Bản.
Được kích thích bởi việc TSMC xây dựng nhà máy sản xuất wafer tại Nhật Bản, Samsung cũng có kế hoạch tăng cường tập trung vào thị trường sản xuất wafer Nhật Bản. Samsung Electronics đã tổ chức một cuộc họp giao ban kinh doanh về xưởng đúc wafer tại Tokyo, Nhật Bản để giới thiệu triển vọng về công nghệ và năng lực sản xuất cho khách hàng, với mục tiêu mở rộng hoạt động kinh doanh về xưởng đúc wafer của Nhật Bản.
Quả thực, Nhật Bản có lợi thế cạnh tranh về vật liệu và thiết bị bán dẫn, đồng thời nhiều công ty cũng có kinh nghiệm phong phú trong sản xuất, chế tạo các sản phẩm bán dẫn. Panasonic, NEC, Hitachi, Mitsubishi,... đều từng kinh doanh chất bán dẫn, Sony là gã khổng lồ về cảm biến hình ảnh CIS trên thế giới hiện nay và Kioxia là một trong những nhà cung cấp 3D NAND lớn.
Tuy nhiên, hoạt động kinh doanh bán dẫn của Nhật Bản chủ yếu dựa trên mô hình IDM và thiếu kinh nghiệm trong lĩnh vực đúc bán dẫn. Ngay cả viện nghiên cứu VLSI nổi tiếng cũng chỉ tập trung vào các công nghệ cơ bản, sau khi chia sẻ công nghệ, một số công ty đã quay trở lại trạng thái đóng cửa.
Quá trình chuyển đổi từ IDM sang Foundry không hề đơn giản và đòi hỏi nhiều khả năng kiểm soát hoạt động cũng như những thay đổi về văn hóa cởi mở. Điều này cũng có thể được nhìn thấy trong quá trình phát triển hoạt động kinh doanh đúc bán dẫn của Intel.

Thiếu nhân tài, Nhật Bản có đứng dậy được không?​

Sự thiếu hụt nhân tài ở Nhật Bản đã trở thành một vấn đề khó khăn hơn trong việc phát triển chất bán dẫn.
Để cắt giảm chi phí, các công ty Nhật Bản chọn cách chuyển cơ sở sản xuất ra nước ngoài.
Cho đến đầu thế kỷ này, các công ty Nhật Bản như Renesas Electronics, Panasonic và Fujitsu vẫn cắt giảm bộ phận sản xuất, thậm chí bán đi, điều này trực tiếp dẫn đến tình trạng nhảy việc và sa thải nhân tài trong ngành bán dẫn Nhật Bản trên quy mô lớn vào khoảng năm 2013. Một số kỹ sư xuất sắc này có thể đã được điều động ra nước ngoài, những người khác đã bị chuyển sang làm việc cho các nhà sản xuất thiết bị hoặc nhà cung cấp vật liệu, và nhiều người có thể bị buộc phải tìm kiếm cơ hội việc làm trong các ngành công nghiệp khác ngoài chất bán dẫn.
Theo số liệu thống kê liên quan, trong số nhân tài bán dẫn của Nhật Bản chảy vào các công ty nước ngoài, 40% ở Hàn Quốc và gần 30% ở Trung Quốc đến từ 8 công ty lớn của Nhật Bản như Hitachi Manufacturing và Panasonic, nhiều người trong số họ thậm chí còn là những chuyên gia bán dẫn hàng đầu đã đạt được bằng cấp. bằng sáng chế được trích dẫn thường xuyên. .
Nhật Bản muốn đưa ngành sản xuất về nước và cần giải quyết gấp vấn đề khan hiếm nhân tài. Điều này có nghĩa là việc đào tạo nhân tài bán dẫn của Nhật Bản cần phải được khởi động lại, hoặc đồng thời cố gắng đưa những tài năng bán dẫn bị thất lạc ở nước ngoài trở về nước.
Điều khiến Nhật Bản càng “không chuẩn bị” là do tỷ lệ sinh giảm và dân số già hóa ngày càng gia tăng, số lượng và tỷ lệ dân số lao động tiếp tục giảm, nhân tài công nghệ cao càng khan hiếm.
Cuối những năm 1960, dân số Nhật Bản trên 65 tuổi chiếm hơn 7% tổng dân số, chính thức bước vào xã hội già hóa. Vào giữa đến cuối những năm 1980, tốc độ già hóa của Nhật Bản ngày càng nhanh chóng, năm 1994, tỷ lệ già hóa vượt quá 14%, Nhật Bản bước vào xã hội già hóa theo tiêu chuẩn của Liên hợp quốc. Chỉ mất 12 năm nữa, tỷ lệ già hóa đã vượt quá 21% vào năm 2006, đạt đến một xã hội siêu già, bỏ xa các quốc gia khác trên thế giới.
Theo thống kê của Bộ Nội vụ và Truyền thông Nhật Bản, tổng số công nhân lành nghề từ 25 đến 44 tuổi làm việc trong ngành sản xuất chip là 240.000 vào năm 2021 nhưng đã lên tới 380.000 vào năm 2010 và con số này đang có xu hướng giảm rõ rệt. .
Hiệp hội Công nghiệp Công nghệ Thông tin và Điện tử Nhật Bản (JEITA) cho biết trong 10 năm tới, họ sẽ cần bổ sung thêm ít nhất 35.000 nhân tài bán dẫn. Cần có sự hỗ trợ chính sách của chính phủ và hợp tác giữa ngành-chính phủ-học thuật để bồi dưỡng những tài năng cần thiết.
Do sự phát triển bùng nổ của ngành công nghiệp bán dẫn, nhu cầu nhân tài toàn cầu tăng cao, ở Châu Âu và Hoa Kỳ đang có xu hướng rõ ràng là thu hút nguồn nhân lực có tay nghề cao với mức lương cao. Tuy nhiên, với sự mất giá mạnh của đồng yên , chi phí tuyển dụng nhân tài lương cao tăng lên đáng kể, có thể xảy ra sự cạnh tranh giữa nhân tài bậc trung và bậc sau.

Kết luận​

“Trận chiến cuối cùng” của Công ty bán dẫn Nhật Bản
Sự suy giảm của ngành sản xuất chất bán dẫn Nhật Bản có thể coi là bài học từ việc mù quáng chế tạo ô tô sau cánh cửa đóng kín dưới làn sóng số hóa.
Sự phát triển của chất bán dẫn không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ của các ví dụ ứng dụng tiếp theo và sự thịnh vượng ban đầu của nó không thể tách rời khỏi sự bùng nổ của máy tính trong những năm 1960. Sự suy giảm sau những năm 1990 còn liên quan đến việc hãng đã bỏ lỡ những cơ hội mới do sự phổ biến của PC mang lại và không bắt kịp quá trình chuyển đổi của trung tâm bán dẫn từ chip nhớ (DRAM) sang chip logic (CPU).
Trong phiên bản mới của chiến lược bán dẫn của Nhật Bản, chúng ta cũng có thể thấy sự thay đổi lớn 180 độ trong thái độ của Nhật Bản, không còn tuân thủ chính sách độc lập công nghiệp. Mục tiêu là hợp tác với Hoa Kỳ và Châu Âu để xây dựng chuỗi cung ứng toàn cầu nhằm giảm thiểu những cú sốc xảy ra trong thời kỳ dịch bệnh và giảm sự phụ thuộc vào bên ngoài.
Chính phủ Nhật Bản và các nhân vật trong ngành đang có cảm giác cấp bách như vậy, có lẽ ngành bán dẫn Nhật Bản đã đến thời điểm quan trọng để chống lại nghịch cảnh, nếu bỏ lỡ thời điểm này, liệu ngành sản xuất chất bán dẫn của Nhật Bản có cơ hội hồi sinh khác không?
 


Đăng nhập một lần thảo luận tẹt ga
Top