Bỏ qua cuộc đua xếp chồng chip nhớ, Kioxia dùng công nghệ bonding wafer mới để đấu Samsung, SK Hynix

[Mẫn Nhi]

Trong bối cảnh nhu cầu lưu trữ dữ liệu cho các trung tâm dữ liệu tăng cao và lan rộng sang mảng chip nhớ NAND flash, hãng công nghệ Kioxia Holdings của Nhật Bản đang nỗ lực giành lại thị phần bằng một công nghệ mới được thương mại hóa trước các đối thủ cạnh tranh.

Trước thềm buổi báo cáo chiến lược dành cho nhà đầu tư, giá cổ phiếu của nhà cung cấp chip nhớ này đã ghi nhận mức tăng trưởng ấn tượng gấp 34 lần kể từ kỳ báo cáo trước đó. Kioxia tự tin rằng việc đầu tư sớm vào công nghệ chip nhớ NAND thế hệ mới sẽ mang lại lợi thế vượt trội trước các đối thủ lớn như Samsung Electronics.

Lối đi riêng thay thế cuộc đua xếp chồng lớp truyền thống​

Trong phân khúc chip nhớ NAND flash dùng để lưu trữ dữ liệu dài hạn, cuộc cạnh tranh từ lâu đã tập trung vào việc tăng dung lượng bằng cách xếp chồng các ô nhớ theo chiều dọc. Công nghệ xếp chồng này vốn được phát triển từ năm 2007 bởi Toshiba, tiền thân của Kioxia. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, Kioxia bị đánh giá là tụt lại phía sau các đối thủ về số lượng lớp xếp chồng có thể đạt được.

Vào mùa xuân năm 2023, Kioxia công bố phát triển sản phẩm chip nhớ 218 lớp. Chỉ vài tháng sau đó, SK Hynix của Hàn Quốc tuyên bố đã chế tạo thành công sản phẩm có hơn 300 lớp. Hiện tại, các dòng sản phẩm chủ lực của Kioxia vẫn dừng lại ở mức 218 lớp. Nhận thấy việc bám đuổi đối thủ bằng số lượng lớp xếp chồng gặp nhiều khó khăn, Kioxia đã tìm ra một hướng đi mới thông qua công nghệ liên kết wafer (wafer bonding technology).

Đột phá hiệu năng từ công nghệ liên kết wafer CBA​

Thông thường, một chip nhớ NAND sẽ bao gồm các ô nhớ lưu trữ dữ liệu và các mạch điều khiển đầu vào/đầu ra dữ liệu được hình thành trên cùng một tấm wafer silicon đóng vai trò làm đế nền. Với công nghệ liên kết của Kioxia, được gọi là CBA (CMOS directly Bonded to Array), các ô nhớ và mạch điều khiển được chế tạo trên hai tấm wafer riêng biệt, sau đó mới được liên kết lại với nhau. Phương pháp này cho phép tối ưu hóa việc bố trí các ô nhớ và linh kiện trên wafer, từ đó gia tăng mật độ lưu trữ của chip nhớ NAND.

Việc liên kết hai tấm wafer đòi hỏi độ chính xác cực kỳ cao để tránh hiện tượng lệch mạch và đảm bảo kết nối thông suốt giữa hai lớp mạch. Kioxia đã thành công trong việc thương mại hóa kỹ thuật này trước các đối thủ. Ông Kazuyoshi Saito, nhà phân tích cấp cao tại IwaiCosmo Securities, cho biết tốc độ đọc và ghi của chip nhớ NAND do Kioxia sản xuất nhanh hơn khoảng 20% đến 30% so với các sản phẩm cạnh tranh.

Khi Kioxia lần đầu tiên công bố công nghệ CBA vào cuối năm 2023, ngành công nghiệp bán dẫn từng phản ứng khá thờ ơ vì cho rằng phương pháp xếp chồng truyền thống dễ thực hiện hơn. Tuy nhiên, khi tốc độ xử lý của chip nhớ NAND ngày càng trở nên quan trọng đối với trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ CBA lập tức trở thành tâm điểm chú ý. Nhà phân tích Toshiya Suzuki nhận định nhu cầu đối với dòng sản phẩm chủ lực sử dụng công nghệ này của Kioxia sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ cùng sự bùng nổ của các máy chủ AI.

Thách thức giành lại thị phần từ tay các đối thủ Hàn Quốc​

Lợi thế tạm thời của Kioxia một phần đến từ việc các đối thủ như Samsung Electronics tập trung nguồn lực đầu tư vào DRAM khi nhu cầu mảng này tăng vọt trong giai đoạn đầu của làn sóng AI, khiến họ chậm chân hơn trong việc phát triển công nghệ NAND mới. Dù vậy, Kioxia vẫn đang đối mặt với thách thức lớn về thị phần trì trệ.

Theo số liệu từ công ty nghiên cứu TrendForce của Đài Loan, trong quý 1, Kioxia đứng thứ ba toàn cầu về doanh thu chip nhớ NAND với 13,9% thị phần, kém xa vị trí dẫn đầu của Samsung với 31,6%. Kioxia có tệp khách hàng tương đối yếu trong phân khúc trung tâm dữ liệu, điều này làm chậm quá trình chuyển giao các đợt tăng giá đến người mua.

Ngoài ra, làn sóng nhu cầu NAND cho AI mới chỉ bắt đầu bùng nổ từ khoảng mùa thu năm 2025, đồng nghĩa với việc công nghệ mới của hãng vẫn cần thêm thời gian để thị trường đánh giá đầy đủ.

Trong khi Samsung Electronics và SK Hynix đang tận dụng năng lực cung ứng quy mô lớn để ký kết các hợp đồng dài hạn với khách hàng, việc Kioxia giành lại thị phần nhanh chóng là điều không hề dễ dàng. Để bứt phá, doanh nghiệp Nhật Bản buộc phải thuyết phục các khách hàng trung tâm dữ liệu bằng chính những cải tiến hiệu năng vượt trội từ công nghệ CBA tự phát triển.