Hàn Quốc đạt được đột phá trong vật liệu bán dẫn, mong muốn thoát Nhật

[Linh Pham]

Ngày 7/12 giờ địa phương, hãng truyền thông công nghệ Hàn Quốc Etnews dẫn nguồn tin trong ngành cho biết SK Hynix đang hợp tác với Dongjin Semichem để phát triển chất cản quang EUV hiệu suất cao, nhằm mục đích đạt được nguồn cung trong nước cho vật liệu bán dẫn cốt lõi này và giảm sự phụ thuộc vào Nhật Bản.

Một nguồn tin thân cận cho biết, "(SK Hynix) cần những vật liệu có hiệu suất vượt trội hơn sản phẩm của Nhật Bản" và nói thêm, "Theo tôi biết, họ đặc biệt yêu cầu cải thiện độ nhạy sáng của chất cản quang để tăng hiệu quả sản xuất".

Đại diện SK Hynix không phủ nhận các báo cáo . Họ tuyên bố: "Không thể tiết lộ chi tiết phát triển cụ thể", nhưng nói thêm: "Công ty đang liên tục hợp tác với nhiều công ty, bao gồm cả các nhà cung cấp vật liệu, để cải thiện hiệu quả sản xuất."

Chất cản quang là một vật liệu được sử dụng trong quy trình quang khắc. Khi ánh sáng được chiếu lên wafer (phơi sáng) để khắc các vi mạch vào chất bán dẫn , chất phản ứng với ánh sáng trên bề mặt wafer chính là chất cản quang. Việc tăng độ nhạy sáng của chất cản quang có thể rút ngắn thời gian phơi sáng, do đó cho phép khắc các vi mạch trong thời gian ngắn hơn, từ đó tăng hiệu quả sản xuất.

Hình ảnh được cung cấp bởi ASML​

Hơn nữa, với sự gia tăng số lượng lớp quang khắc EUV trong DRAM, nhu cầu phát triển chất cản quang cũng tăng lên. Số lượng lớp EUV trong mỗi thế hệ sản phẩm như sau: 1 lớp cho thế hệ thứ 4 (1a) của lớp 10 nanomet, 3 lớp cho thế hệ thứ 5 (1b), 5 lớp cho thế hệ thứ 6 (1c) và 7 lớp cho thế hệ thứ 7 (1d). Ngành công nghiệp chip dự kiến công nghệ EUV sẽ tiếp tục được tăng cường trong các sản phẩm dưới 10 nanomet.

Hiện tại, các nhà cung cấp Nhật Bản, bao gồm JSR, Shin-Etsu Chemical và Tokyo Ohka Kogyo (TOK), đang nắm giữ thị phần lớn trên thị trường vật liệu cản quang cao cấp, đặc biệt là trong thị trường quy trình tiên tiến dưới 7nm. Các công ty Hàn Quốc, bao gồm SK Hynix và Samsung , từ lâu đã phụ thuộc rất nhiều vào các nhà cung cấp Nhật Bản. Tuy nhiên, vào năm 2019, do tranh chấp thương mại giữa Hàn Quốc và Nhật Bản, Nhật Bản đã công bố lệnh hạn chế xuất khẩu các vật liệu sản xuất chip quan trọng, bao gồm cả vật liệu cản quang, khiến hoạt động sản xuất chip của Hàn Quốc bị "trật bánh". Kể từ đó, ngành công nghiệp Hàn Quốc đã cam kết thúc đẩy nội địa hóa chuỗi cung ứng chip và giảm sự phụ thuộc vào Nhật Bản.

Theo tờ Korea Economic Daily, mức độ phụ thuộc của Hàn Quốc vào nguồn nhập khẩu chất cản quang từ Nhật Bản đã giảm từ 93,2% năm 2018 xuống còn 65,4% năm 2024. Trong cùng kỳ, lượng nhập khẩu hydro florua có độ tinh khiết cao từ Nhật Bản đã giảm 62,5%, với giá trị giảm từ 160 triệu đô la xuống còn 60 triệu đô la.

Trước đó, SK Hynix đã nội địa hóa một phần chất cản quang EUV thông qua công ty con SK Materials Performance vào năm 2023, nhưng việc này chỉ giới hạn ở các sản phẩm có thông số kỹ thuật thấp. Sự hợp tác giữa SK Hynix và Dongjin Semiconductor còn tham vọng hơn nữa — họ không chỉ muốn thay thế các sản phẩm Nhật Bản bằng các sản phẩm thay thế được sản xuất trong nước, mà còn mong muốn phát triển các vật liệu vượt trội hơn so với các đối thủ cạnh tranh Nhật Bản.

Tuy nhiên, Hàn Quốc vẫn đang đối mặt với những thách thức đáng kể trong việc tự chủ về quy trình bán dẫn tiên tiến. Chất cản quang EUV được cho là phức tạp hơn nhiều so với chất cản quang ArF truyền thống. Mặc dù Hàn Quốc đã đạt được những tiến bộ trong lĩnh vực cản quang ArF, chủ yếu được sử dụng trong các quy trình sản xuất tiên tiến từ 10 đến 130 nanomet, nhưng vẫn còn chậm trễ trong lĩnh vực cản quang cực tím (EUV) được sử dụng trong các quy trình tiên tiến ở bước sóng 7nm trở xuống.

Etnews cũng phân tích rằng việc phát triển vật liệu mất khá nhiều thời gian, và do rào cản gia nhập thị trường chất cản quang EUV cao, rất khó để dự đoán kết quả của sự hợp tác giữa SK Hynix và Dongjin Semiconductor. Bên cạnh khoản đầu tư khổng lồ cho hoạt động R&D, phần lớn thị trường chất cản quang EUV hiện đang do các công ty Nhật Bản kiểm soát. Những gã khổng lồ này đã tích lũy hàng thập kỷ kinh nghiệm sản xuất và rào cản bằng sáng chế, khiến những công ty mới gia nhập khó có thể lách luật bằng sáng chế của họ, đồng thời phải đối mặt với áp lực rất lớn từ cuộc chiến giá cả.