Buồn cho ông Trump: Cấm vận vô dụng, Trung Quốc sắp tự sản xuất máy khắc chip EUV đến nơi rồi!

[The Storm Riders]

SMIC, công ty bán dẫn lớn nhất Trung Quốc, đã gặp khó khăn lớn khi phụ thuộc vào thiết bị Deep Ultraviolet (DUV) để sản xuất chip, dù từng tuyên bố thành công với wafer 5nm. Chi phí cao và tỷ lệ hoàn thiện thấp (yield) khiến sản xuất hàng loạt không khả thi, ảnh hưởng trực tiếp đến Huawei—hiện bị kẹt ở ngưỡng 7nm. Do lệnh cấm của Mỹ ngăn ASML cung cấp máy EUV tiên tiến, Trung Quốc buộc phải tự phát triển thiết bị Extreme Ultraviolet (EUV) nội địa. Báo cáo mới nhất cho thấy kế hoạch này đã rõ ràng, với sản xuất thử nghiệm dự kiến bắt đầu từ quý 3/2025, sử dụng công nghệ plasma phóng điện kích thích bằng laser (LDP). Dưới đây là phân tích về công nghệ này và tác động tiềm năng.

SMIC hiện dựa vào máy DUV với bước sóng 193nm và 248nm, sử dụng kỹ thuật in đa lớp (multiple patterning) để đạt node 7nm—like trong chip Kirin của Huawei Mate 60 Pro. Tuy nhiên, tiến xuống 5nm đòi hỏi nhiều bước in hơn, làm tăng chi phí sản xuất khoảng 50% so với TSMC (dùng EUV) và kéo dài thời gian, dẫn đến hóa đơn khổng lồ và sản lượng thành phẩm thấp. Huawei vì thế chỉ có thể cải tiến nhỏ trên chip 7nm, không thể cạnh tranh với Qualcomm hay Apple.

Máy EUV của ASML, dùng bước sóng 13.5nm, là chuẩn mực cho các node dưới 7nm nhưng lệnh cấm từ 2019 (mở rộng năm 2024 bao gồm cả phụ kiện) đã chặn đường tiếp cận của Trung Quốc. Lựa chọn duy nhất là tự phát triển EUV nội địa.

Trung Quốc đang thử nghiệm máy EUV dựa trên plasma phóng điện kích thích bằng laser (LDP), khác với plasma tạo bằng laser (LPP) của ASML. Các tài khoản X như @zephyr_z9 và @Ma_WuKong cho thấy hệ thống này được thử nghiệm tại cơ sở Huawei ở Đông Hoản, với nguồn sáng EUV từ nhóm nghiên cứu Harbin Provincial Innovation.

• Cơ chế LDP: Laser vapor hóa thiếc giữa các điện cực, sau đó phóng điện cao áp tạo plasma. Va chạm electron-ion sinh ra ánh sáng EUV 13.5nm—đáp ứng yêu cầu in quang khắc tiên tiến. ASML dùng LPP với laser CO2 công suất cao (hơn 20kW) bắn hai lần vào giọt thiếc (san phẳng rồi vapor hóa), lặp lại 50.000 lần/giây để đạt công suất EUV 350-500W.
• Điểm khác biệt: LDP kết hợp laser và phóng điện, đơn giản hơn LPP vốn cần hệ thống laser kép và điều khiển FPGA phức tạp. Máy LDP được báo cáo nhỏ gọn hơn, tiêu thụ ít điện hơn, rẻ hơn để sản xuất, dù công suất EUV hiện tại (ước tính 100-150W) thấp hơn ASML.

Ưu điểm và thách thức

• Công nghệ LDP mang lại một số lợi thế:
• Thiết kế đơn giản giảm chi phí sản xuất và năng lượng—yếu tố quan trọng khi Trung Quốc bị hạn chế linh kiện từ Mỹ.
• Sản xuất hàng loạt từ 2026 có thể giúp SMIC và Huawei thoát phụ thuộc vào ASML, tăng tính tự chủ.
• Nếu thành công, Trung Quốc có thể thách thức vị thế độc quyền của ASML.

Nhưng thách thức không nhỏ​

• Công suất: Công suất EUV 100-150W chưa đủ cho sản xuất đại trà (HVM)—cần 250W cho 7nm, 350W cho 5nm, 500W cho 3nm.
• Độ tin cậy: Từ thử nghiệm (Q3/2025) đến sản xuất (2026) đòi hỏi cải thiện yield và tốc độ (mục tiêu 120-150 wafer/giờ).
• Khoảng cách công nghệ: ASML dẫn đầu nhờ quang học, mặt nạ và hệ sinh thái đã tối ưu qua hàng thập kỷ, trong khi Trung Quốc mới bắt đầu.

Với SMIC, EUV nội địa có thể giảm chi phí và tăng sản lượng thành phẩm cho node 5nm, mở đường cho sản xuất hàng loạt — điều mà DUV không làm được. Huawei bị giới hạn ở 7nm có cơ hội phát triển chip Kirin ngang tầm Snapdragon hay A-series của Apple, thu hẹp khoảng cách cạnh tranh. Thử nghiệm tại Đông Quản được Huawei hỗ trợ cùng các viện như Harbin cho thấy quyết tâm lớn. Thành công vào 2026 sẽ là bước ngoặt cho ngành bán dẫn Trung Quốc.

Dự án EUV phù hợp với khoản đầu tư 41 tỷ USD vào bán dẫn của Trung Quốc (2023) và các sáng kiến quốc gia. Nếu LDP đạt mục tiêu, SMIC có thể tiến tới 3nm trong tương lai còn Huawei sẽ vượt qua rào cản hiện tại. Tuy nhiên, lịch sử cho thấy các công ty Trung Quốc thường gặp nhiều trở ngại hơn tiến bộ suôn sẻ — từ thiếu linh kiện đến áp lực quốc tế. Dù vậy, nếu vượt qua, Trung Quốc không chỉ giảm phụ thuộc mà còn mang lại cạnh tranh cần thiết trong ngành bán dẫn toàn cầu.