Homelander The Seven
I will laser every f****** one of you!
Kể từ khi nhà máy sản xuất chip (fab) mới của TSMC đi vào hoạt động tại Kumamoto, Nhật Bản, tháng 2 đầu năm nay, gã khổng lồ Đài Loan đã trở thành tâm điểm chú ý của giới truyền thông. Rất nhiều chuyên gia đã cố gắng lý giải sự trỗi dậy thần tốc của TSMC, một hiện tượng khiến chính người Nhật ở đây cũng phải kinh ngạc.
Nhắc đến TSMC, người ta thường so sánh với UMC, một ông lớn khác của Đài Loan trong lĩnh vực đúc chip theo hợp đồng (foundry). Được thành lập năm 1980, UMC ban đầu là một công ty IDM (Integrated Device Manufacturer), tự thiết kế và sản xuất chip tương tự như Intel hay Samsung Electronics.
Ngược lại, TSMC ra đời năm 1987 với tư cách là công ty foundry chuyên nghiệp đầu tiên trên thế giới. Năm 1995, UMC chuyển đổi mô hình kinh doanh, từ bỏ IDM để trở thành công ty foundry như TSMC. Trong khoảng thời gian từ 1995 đến 2000, 2 gã khổng lồ Đài Loan đã cạnh tranh vô cùng khốc liệt. Tuy nhiên, năm 2001, TSMC bắt đầu bỏ xa đối thủ. Đặc biệt, trong cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu 2008-2009, TSMC vẫn duy trì tỷ suất lợi nhuận gộp trên 40%, khẳng định vị thế độc tôn của "ông vua" foundry.
So sánh doanh thu và lợi nhuận của TSMC và UMC
Vậy đâu là lý do khiến 2 công ty có chung mô hình kinh doanh lại có sự khác biệt lớn đến vậy? Bí mật nằm ở việc TSMC tự phát triển thành công quy trình logic 130nm vào năm 2001, sớm hơn UMC. Một trong những yếu tố then chốt nhưng đó vẫn chưa phải yếu tố duy nhất. Đó chính là cuộc cách mạng trong ngành sản xuất chip vào cuối những năm 1990, đầu những năm 2000.
Cuộc cách mạng này được đánh dấu bằng việc chuyển đổi từ tấm wafer silicon 200mm (8 inch) sang 300mm (12 inch) trong sản xuất chip. Trước đó, kích thước wafer đã trải qua quá trình tăng dần từ 4 inch, 6 inch và 8 inch, nhằm mục tiêu tối ưu hóa năng suất và giảm chi phí sản xuất trên mỗi chip. Mặc dù kích thước wafer thường được gọi bằng đơn vị inch, nhưng theo tiêu chuẩn SEMI, từ wafer 4 inch trở đi, đơn vị chính thức là mm.
Điểm khác biệt của cuộc cách mạng 300mm là ngành công nghiệp bán dẫn đã thống nhất tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất, từ khâu vận chuyển wafer giữa các công đoạn. Một trong những nguyên nhân dẫn đến quyết định này là chi phí xây dựng nhà máy tăng chóng mặt.
Chi phí xây dựng nhà máy sản xuất 20.000 wafer/tháng đã tăng vọt từ vài trăm triệu USD lên 2 tỷ USD khi chuyển sang wafer 300mm. Điều này buộc các nhà sản xuất phải thống nhất tiêu chuẩn cho trụ wafer và hệ thống vận chuyển tự động để giảm chi phí.
Chi phí xây dựng nhà máy bán dẫn càng ngày càng tăng, nhiều công ty đã bỏ cuộc
Tuy nhiên, việc tiêu chuẩn hóa chỉ giúp tiết kiệm chi phí ở một mức độ nhất định. Không phải công ty nào cũng đủ khả năng đầu tư xây dựng nhà máy 300mm. Và đó chính là thời điểm vàng để các công ty foundry như TSMC vươn lên. Rất nhiều công ty bán dẫn bao gồm cả các ông lớn Nhật Bản, không đủ tiềm lực tài chính để tự đầu tư nhà máy, đã lựa chọn hợp tác với TSMC - đơn vị sở hữu năng lực sản xuất và phát triển quy trình tiên tiến.
Trái ngược với TSMC, dự án nhà máy sản xuất chip 300mm của Nhật Bản do TTI (liên doanh giữa Hitachi và UMC), Sony, Elpida, Toshiba, NEC, Fujitsu và Panasonic thực hiện vào đầu những năm 2000 đã không thành công như mong đợi. Mặc dù được đầu tư mạnh mẽ với mục tiêu sản xuất "hệ thống LSI", nhưng sản lượng wafer 300mm của chúng chỉ đạt khoảng 10.000 wafer/tháng, thấp hơn nhiều so với 18.000 wafer/tháng (tương đương 300mm) của TSMC. Kết quả là các nhà sản xuất chip Nhật Bản không thể cạnh tranh với TSMC về chi phí sản xuất.
1 số kỹ sư làm việc tại Viện nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Quốc gia (AIST) ở Tsukuba, Nhật Bản khoảng năm 2001 đã chia sẻ rằng, chi phí sản xuất chip của TSMC rẻ hơn so với họ tự sản xuất, khiến các nhà máy chỉ có thể hoạt động như một bộ đệm cho chuỗi cung ứng. Dù bày tỏ sự tiếc nuối khi không thể xây dựng nhà máy 300mm nhưng họ cũng thừa nhận ngay cả khi có nó, họ cũng không đạt đủ đơn hàng để lấp đầy công suất dây chuyền.
Cuộc cách mạng wafer 300mm cũng tạo ra một thay đổi lớn khác: thị phần thiết bị sản xuất chip. Việc chuyển đổi sang wafer 300mm đòi hỏi thay đổi toàn diện về công nghệ sản xuất, từ đó tạo cơ hội cho các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn vươn lên.
TSMC không ngừng cập nhật và mở rộng các giải pháp sản xuất tiên tiến qua từng năm
Điển hình là ASML, nhà sản xuất máy quang khắc lithography hàng đầu thế giới. Nhờ thiết kế sáng tạo với hai tầng xử lý wafer giúp gia tăng năng suất, ASML đã có bước phát triển vượt bậc. Thành công của ASML góp phần không nhỏ vào việc nâng cao năng suất TSMC, khách hàng lớn nhất của hãng. Cặp đôi chiến lược TSMC - ASML, từ những kẻ yếu thế ban đầu, đã vươn lên trở thành những "ông vua" thống lĩnh ngành công nghiệp bán dẫn.
Bên cạnh khả năng sản xuất vượt trội, dịch vụ khách hàng hoàn hảo cũng là một trong những yếu tố then chốt làm nên thành công của TSMC. Hãng đã thiết lập mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp công cụ thiết kế điện tử (EDA) hàng đầu như Synopsys và Cadence, không ngừng mở rộng danh mục sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ khách hàng.
Năm 2001, TSMC giới thiệu bộ quy trình thiết kế tham khảo (Reference Flow) đầu tiên, cung cấp tài liệu và phần mềm hỗ trợ thiết kế chip dễ dàng hơn, bổ sung cho bộ công cụ thiết kế quy trình (PDK) truyền thống. Kể từ đó, TSMC không ngừng cập nhật và bổ sung những công nghệ đóng gói tiên tiến như CoWoS và 3DIC vào Reference Flow. Tạo ra ưu thế không thể sánh kịp so với các đối thủ tụt lại phía sau. Không đơn giản mua máy móc và vật liệu về rồi sản xuất chip, mà đó là cả 1 hệ thống phục vụ tuyệt vời.
Nói cách khác, TSMC đã tạo ra một "lưới nhện" hoàn hảo, giữ chân khách hàng bằng năng lực sản xuất vượt trội, chi phí cạnh tranh và dịch vụ hỗ trợ toàn diện. Bên cạnh đó, TSMC cũng dẫn đầu thế giới về công nghệ sản xuất chip tiên tiến sử dụng EUV, củng cố vị thế vững chắc của mình trên trường quốc tế.
Họ trở thành công ty được thèm khát nhất hành tinh là 1 điều tất yếu.
2001: Năm bản lề đánh dấu bước ngoặt của TSMC
Nhắc đến TSMC, người ta thường so sánh với UMC, một ông lớn khác của Đài Loan trong lĩnh vực đúc chip theo hợp đồng (foundry). Được thành lập năm 1980, UMC ban đầu là một công ty IDM (Integrated Device Manufacturer), tự thiết kế và sản xuất chip tương tự như Intel hay Samsung Electronics.
Ngược lại, TSMC ra đời năm 1987 với tư cách là công ty foundry chuyên nghiệp đầu tiên trên thế giới. Năm 1995, UMC chuyển đổi mô hình kinh doanh, từ bỏ IDM để trở thành công ty foundry như TSMC. Trong khoảng thời gian từ 1995 đến 2000, 2 gã khổng lồ Đài Loan đã cạnh tranh vô cùng khốc liệt. Tuy nhiên, năm 2001, TSMC bắt đầu bỏ xa đối thủ. Đặc biệt, trong cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu 2008-2009, TSMC vẫn duy trì tỷ suất lợi nhuận gộp trên 40%, khẳng định vị thế độc tôn của "ông vua" foundry.
So sánh doanh thu và lợi nhuận của TSMC và UMC
Vậy đâu là lý do khiến 2 công ty có chung mô hình kinh doanh lại có sự khác biệt lớn đến vậy? Bí mật nằm ở việc TSMC tự phát triển thành công quy trình logic 130nm vào năm 2001, sớm hơn UMC. Một trong những yếu tố then chốt nhưng đó vẫn chưa phải yếu tố duy nhất. Đó chính là cuộc cách mạng trong ngành sản xuất chip vào cuối những năm 1990, đầu những năm 2000.
Cuộc cách mạng tấm wafer silicon 300mm
Cuộc cách mạng này được đánh dấu bằng việc chuyển đổi từ tấm wafer silicon 200mm (8 inch) sang 300mm (12 inch) trong sản xuất chip. Trước đó, kích thước wafer đã trải qua quá trình tăng dần từ 4 inch, 6 inch và 8 inch, nhằm mục tiêu tối ưu hóa năng suất và giảm chi phí sản xuất trên mỗi chip. Mặc dù kích thước wafer thường được gọi bằng đơn vị inch, nhưng theo tiêu chuẩn SEMI, từ wafer 4 inch trở đi, đơn vị chính thức là mm.
Điểm khác biệt của cuộc cách mạng 300mm là ngành công nghiệp bán dẫn đã thống nhất tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất, từ khâu vận chuyển wafer giữa các công đoạn. Một trong những nguyên nhân dẫn đến quyết định này là chi phí xây dựng nhà máy tăng chóng mặt.
Chi phí xây dựng nhà máy sản xuất 20.000 wafer/tháng đã tăng vọt từ vài trăm triệu USD lên 2 tỷ USD khi chuyển sang wafer 300mm. Điều này buộc các nhà sản xuất phải thống nhất tiêu chuẩn cho trụ wafer và hệ thống vận chuyển tự động để giảm chi phí.
Chi phí xây dựng nhà máy bán dẫn càng ngày càng tăng, nhiều công ty đã bỏ cuộc
Tuy nhiên, việc tiêu chuẩn hóa chỉ giúp tiết kiệm chi phí ở một mức độ nhất định. Không phải công ty nào cũng đủ khả năng đầu tư xây dựng nhà máy 300mm. Và đó chính là thời điểm vàng để các công ty foundry như TSMC vươn lên. Rất nhiều công ty bán dẫn bao gồm cả các ông lớn Nhật Bản, không đủ tiềm lực tài chính để tự đầu tư nhà máy, đã lựa chọn hợp tác với TSMC - đơn vị sở hữu năng lực sản xuất và phát triển quy trình tiên tiến.
Trái ngược với TSMC, dự án nhà máy sản xuất chip 300mm của Nhật Bản do TTI (liên doanh giữa Hitachi và UMC), Sony, Elpida, Toshiba, NEC, Fujitsu và Panasonic thực hiện vào đầu những năm 2000 đã không thành công như mong đợi. Mặc dù được đầu tư mạnh mẽ với mục tiêu sản xuất "hệ thống LSI", nhưng sản lượng wafer 300mm của chúng chỉ đạt khoảng 10.000 wafer/tháng, thấp hơn nhiều so với 18.000 wafer/tháng (tương đương 300mm) của TSMC. Kết quả là các nhà sản xuất chip Nhật Bản không thể cạnh tranh với TSMC về chi phí sản xuất.
1 số kỹ sư làm việc tại Viện nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Quốc gia (AIST) ở Tsukuba, Nhật Bản khoảng năm 2001 đã chia sẻ rằng, chi phí sản xuất chip của TSMC rẻ hơn so với họ tự sản xuất, khiến các nhà máy chỉ có thể hoạt động như một bộ đệm cho chuỗi cung ứng. Dù bày tỏ sự tiếc nuối khi không thể xây dựng nhà máy 300mm nhưng họ cũng thừa nhận ngay cả khi có nó, họ cũng không đạt đủ đơn hàng để lấp đầy công suất dây chuyền.
Cuộc cách mạng wafer 300mm cũng tạo ra một thay đổi lớn khác: thị phần thiết bị sản xuất chip. Việc chuyển đổi sang wafer 300mm đòi hỏi thay đổi toàn diện về công nghệ sản xuất, từ đó tạo cơ hội cho các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn vươn lên.
TSMC không ngừng cập nhật và mở rộng các giải pháp sản xuất tiên tiến qua từng năm
Điển hình là ASML, nhà sản xuất máy quang khắc lithography hàng đầu thế giới. Nhờ thiết kế sáng tạo với hai tầng xử lý wafer giúp gia tăng năng suất, ASML đã có bước phát triển vượt bậc. Thành công của ASML góp phần không nhỏ vào việc nâng cao năng suất TSMC, khách hàng lớn nhất của hãng. Cặp đôi chiến lược TSMC - ASML, từ những kẻ yếu thế ban đầu, đã vươn lên trở thành những "ông vua" thống lĩnh ngành công nghiệp bán dẫn.
"Lưới nhện" TSMC: Dịch vụ khách hàng đỉnh cao
Bên cạnh khả năng sản xuất vượt trội, dịch vụ khách hàng hoàn hảo cũng là một trong những yếu tố then chốt làm nên thành công của TSMC. Hãng đã thiết lập mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp công cụ thiết kế điện tử (EDA) hàng đầu như Synopsys và Cadence, không ngừng mở rộng danh mục sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ khách hàng.
Năm 2001, TSMC giới thiệu bộ quy trình thiết kế tham khảo (Reference Flow) đầu tiên, cung cấp tài liệu và phần mềm hỗ trợ thiết kế chip dễ dàng hơn, bổ sung cho bộ công cụ thiết kế quy trình (PDK) truyền thống. Kể từ đó, TSMC không ngừng cập nhật và bổ sung những công nghệ đóng gói tiên tiến như CoWoS và 3DIC vào Reference Flow. Tạo ra ưu thế không thể sánh kịp so với các đối thủ tụt lại phía sau. Không đơn giản mua máy móc và vật liệu về rồi sản xuất chip, mà đó là cả 1 hệ thống phục vụ tuyệt vời.
Nói cách khác, TSMC đã tạo ra một "lưới nhện" hoàn hảo, giữ chân khách hàng bằng năng lực sản xuất vượt trội, chi phí cạnh tranh và dịch vụ hỗ trợ toàn diện. Bên cạnh đó, TSMC cũng dẫn đầu thế giới về công nghệ sản xuất chip tiên tiến sử dụng EUV, củng cố vị thế vững chắc của mình trên trường quốc tế.
Họ trở thành công ty được thèm khát nhất hành tinh là 1 điều tất yếu.
