Không có cái này, Trung Quốc đừng mơ đưa chip tự sản xuất đi xa

[Mẫn Nhi]

>>> Mổ xẻ Kirin 9030: SMIC làm chip có mật độ bóng bán dẫn vượt cả Intel 18A, nhưng "bên trong" vẫn còn khoảng cách lớn

Trung Quốc đang nỗ lực tự chủ bán dẫn bằng cách tận dụng máy DUV cũ để làm chip tiên tiến. Nhưng dưới góc nhìn của CEO Zeiss, con đường "vượt khó" này đang chạm trần giới hạn và khó lòng cạnh tranh sòng phẳng trên thị trường thương mại nếu không có công nghệ EUV.

Do các lệnh trừng phạt công nghệ, các nhà sản xuất chip Trung Quốc hiện không thể tiếp cận máy quang khắc cực tím cực ngắn (EUV) tiên tiến từ ASML. Để đối phó, các nhà máy đúc chip lớn tại đây buộc phải xoay xở bằng cách áp dụng kỹ thuật đa phơi sáng (multi-patterning) trên các hệ thống máy DUV cũ hơn.

Kỹ thuật đa phơi sáng (multi-patterning) cũng chỉ giúp được Trung Quốc đến thế là cùng​

Tuy nhiên, ông Frank Rohmund, CEO của Zeiss – hãng sản xuất thấu kính quang học cốt lõi cho máy quang khắc, nhận định rằng cách tiếp cận này khó có thể giúp Trung Quốc tiến xa về mặt thương mại lâu dài.

Khi "vắt kiệt" máy DUV không còn là giải pháp tối ưu​

Về mặt kỹ thuật, Trung Quốc vẫn có thể dùng máy DUV kết hợp với kỹ thuật đa phơi sáng để chạm tới các tiến trình tiệm cận 5nm. Nhưng cái giá phải trả là cực kỳ đắt đỏ. Quy trình chế tạo khi đó sẽ trở nên cực kỳ phức tạp, tỷ lệ thành phẩm (yield) thấp và chi phí sản xuất bị đẩy lên rất cao.

Theo CEO Zeiss, hướng đi này chỉ khả thi nếu chính phủ Trung Quốc chấp nhận đổ những khoản trợ cấp khổng lồ để bù lỗ cho các dự án. Còn nếu xét trên góc độ kinh doanh sòng phẳng, họ sẽ hụt hơi hoàn toàn trước các đối thủ toàn cầu như TSMC, vốn đang băng băng tiến tới tiến trình 2nm nhờ sự hỗ trợ của máy EUV. Nếu không có EUV, năng lực sản xuất thực tế của Trung Quốc nhiều khả năng sẽ bị giới hạn ở mốc 7nm.

Thực tế từ chip Kirin của Huawei​

Câu chuyện của Huawei và SMIC là một ví dụ rất rõ ràng cho thấy ranh giới giữa lý thuyết và thực tế sản xuất. Con chip Kirin 9030 được sản xuất trên tiến trình 7nm N+3 của SMIC, dù có mật độ thiết kế rất ấn tượng và cạnh tranh trực tiếp với tiến trình N6 dùng EUV của TSMC, nhưng hiệu năng thực tế lại bộc lộ nhiều hạn chế.

Kirin 9030 vẫn gặp khó khăn lớn về mặt hiệu năng và mức độ tối ưu năng lượng. Để so sánh, các nhân tiết kiệm điện của Apple chỉ tiêu thụ vỏn vẹn 1W nhưng vẫn dư sức vượt qua nhân hiệu năng cao (prime core) của con chip Huawei này về mặt tốc độ.

Huawei từng tuyên bố công nghệ đóng gói LogicFolding của họ có thể giúp tạo ra các chipset class 1.4nm vào năm 2031. Nhưng ngay cả khi đạt được cột mốc đó, họ vẫn sẽ phải đối mặt với bài toán muôn thuở: quy trình phức tạp, tỷ lệ lỗi cao và chi phí đắt đỏ nếu vẫn bị cô lập khỏi công nghệ EUV.

Giấc mơ tự chủ EUV vẫn còn xa vời​

Trước đây, từng có một số thông tin cho rằng Trung Quốc sẽ bắt đầu thử nghiệm các máy EUV tự thân phát triển vào năm 2025. Tuy nhiên, cho đến nay, những thông tin này gần như đã rơi vào im lặng và không có bất kỳ tiến triển thực tế nào được xác nhận.

Nếu không có thiết bị EUV, khoảng cách công nghệ giữa Trung Quốc và phần còn lại của thế giới sẽ ngày càng bị kéo giãn. Trừ khi họ tìm được những cách thức "đi đường vòng" để lách luật kiểm soát xuất khẩu, bằng không, tham vọng tự chủ bán dẫn ở phân khúc cao cấp của quốc gia này vẫn sẽ phải đối mặt với một tương lai đầy thử thách.