So sánh hệ sinh thái chip AI của Trung Quốc với thế giới

Sasha
Sasha
Phản hồi: 0

Sasha

Writer
Với việc Hoa Kỳ hạn chế Trung Quốc mua các chất bán dẫn tiên tiến được sử dụng trong phát triển trí tuệ nhân tạo (AI), Bắc Kinh đang đặt hy vọng vào các giải pháp thay thế trong nước như Huawei.

1749783226219.png

Nhiệm vụ này trở nên khó khăn hơn do lệnh hạn chế của Hoa Kỳ không chỉ hạn chế Trung Quốc tiếp cận các loại chip tiên tiến nhất thế giới mà còn hạn chế việc cung cấp công nghệ quan trọng để tạo ra hệ sinh thái chip AI.

Những hạn chế đó bao trùm toàn bộ chuỗi giá trị bán dẫn, từ thiết kế và sản xuất thiết bị được sử dụng để sản xuất chip AI đến các thành phần hỗ trợ như chip nhớ.

Bắc Kinh đã huy động hàng chục tỷ đô la để cố gắng lấp đầy những khoảng trống đó, nhưng mặc dù đã có thể "sử dụng vũ lực" để đạt được một số đột phá, nhưng theo các chuyên gia, họ vẫn còn một chặng đường dài phía trước.

Paul Triolo, đối tác kiêm phó chủ tịch cấp cao phụ trách Trung Quốc tại công ty tư vấn DGA-Albright Stonebridge Group cho biết: "Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Hoa Kỳ đối với chip AI Nvidia tiên tiến đã khuyến khích ngành công nghiệp Trung Quốc phát triển các giải pháp thay thế, đồng thời cũng khiến các công ty trong nước khó thực hiện hơn".

Sau đây là cách Trung Quốc so sánh với phần còn lại của thế giới trong bốn phân khúc chính cần thiết để chế tạo chip AI.

Thiết kế chip AI

Các công ty thiết kế chip AIHoa KỳTrung Quốc
Hãng đứng đầuNvidiaHuawei/HiSilicon
Đối thủAMD, Broadcom, IntelCambricon, Hygon
Công ty đang nổiCerebras, Etched, GroqBiren, Enflame, Moore Threads

Nvidia được coi là công ty chip AI hàng đầu thế giới, nhưng điều quan trọng phải hiểu rằng công ty này không thực sự sản xuất các chip vật lý được sử dụng để đào tạo và tính toán AI.

Thay vào đó, công ty thiết kế chip AI hoặc chính xác hơn là các đơn vị xử lý đồ họa. Các đơn đặt hàng thiết kế GPU được cấp bằng sáng chế của công ty sau đó được gửi đến các xưởng đúc chip — các nhà sản xuất chuyên sản xuất hàng loạt các sản phẩm bán dẫn của các công ty khác.

Trong khi các đối thủ cạnh tranh của Hoa Kỳ như AMD và Broadcom cung cấp các giải pháp thay thế khác nhau, thì các thiết kế GPU của Nvidia được công nhận rộng rãi là tiêu chuẩn của ngành. Nhu cầu về chip Nvidia rất lớn đến nỗi khách hàng Trung Quốc vẫn tiếp tục mua bất kỳ chip nào của công ty mà họ có thể mua được.

Nhưng Nvidia đang vật lộn với các hạn chế thắt chặt của Washington. Công ty tiết lộ vào tháng 4 rằng các hạn chế bổ sung đã ngăn cản họ bán bộ xử lý H20 cho khách hàng Trung Quốc.

H20 của Nvidia là phiên bản ít tinh vi hơn của bộ xử lý H100, được thiết kế riêng để tránh các biện pháp kiểm soát xuất khẩu trước đây. Tuy nhiên, các chuyên gia cho biết, nó vẫn tiên tiến hơn bất kỳ sản phẩm nào có sẵn ở Trun Quốc hiện nay. Nhưng Trung Quốc hy vọng sẽ thay đổi điều đó.

Để ứng phó với các chính sách hạn chế của Hoa Kỳ, nhiều công ty bán dẫn Trung Quốc đã tham gia vào lĩnh vực bộ xử lý AI. Họ bao gồm một loạt các công ty mới nổi, chẳng hạn như Enflame Technology và Biren Technology, tìm cách hấp thụ hàng tỷ đô la nhu cầu GPU do Nvidia để lại.

Nhưng không có công ty Trung Quốc nào có vẻ gần hơn với việc cung cấp một giải pháp thay thế thực sự cho Nvidia hơn bộ phận thiết kế chip của Huawei, HiSilicon.

GPU tiên tiến nhất của Huawei đang được sản xuất hàng loạt là Ascend 910B. Ascend 910C thế hệ tiếp theo được cho là sẽ bắt đầu xuất xưởng hàng loạt sớm nhất là vào tháng 5, mặc dù chưa có bản cập nhật nào được đưa ra.

Dylan Patel, nhà sáng lập, giám đốc điều hành và nhà phân tích chính tại SemiAnalysis, nói với CNBC rằng mặc dù chip Ascend vẫn chậm hơn Nvidia, nhưng chúng cho thấy Huawei đã đạt được những tiến bộ đáng kể.

"So với các chip hạn chế xuất khẩu của Nvidia, khoảng cách hiệu suất giữa Huawei và H20 ít hơn một thế hệ đầy đủ. Huawei không kém xa các sản phẩm mà Nvidia được phép bán vào Trung Quốc", Patel cho biết.

Ông nói thêm rằng Ascend 910B chậm hơn Nvidia hai năm kể từ năm ngoái, trong khi Ascend 910C chỉ chậm hơn một năm.

Nhưng mặc dù điều đó cho thấy khả năng thiết kế GPU của Trung Quốc đã có những bước tiến lớn, thiết kế chỉ là một khía cạnh cản trở việc tạo ra một hệ sinh thái chip AI cạnh tranh.

Chế tạo chip AI

Sản xuất chip AIĐài Loan và Hàn QuốcTrung Quốc
Hãng đứng đầuTSMCSMIC
Đối thủ cạnh tranhSamsungYMTC

Để sản xuất GPU, Nvidia dựa vào TSMC, xưởng đúc chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, nơi sản xuất hầu hết các chip tiên tiến trên thế giới.

TSMC tuân thủ các biện pháp kiểm soát chip của Hoa Kỳ và cũng bị cấm nhận bất kỳ đơn đặt hàng chip nào từ các công ty nằm trong danh sách đen thương mại của Hoa Kỳ. Huawei đã được đưa vào danh sách vào năm 2019.

Điều đó đã khiến các nhà thiết kế chip Trung Quốc như Huawei phải tuyển dụng các xưởng đúc chip địa phương, trong đó lớn nhất là SMIC.

SMIC kém xa TSMC — chính thức được biết đến là có thể sản xuất chip 7 nanomet, đòi hỏi ít công nghệ tiên tiến hơn so với sản xuất chip 3 nanomet của TSMC. Kích thước nanomet nhỏ hơn dẫn đến công suất xử lý chip và hiệu quả cao hơn.

Có những dấu hiệu cho thấy SMIC đã đạt được tiến bộ. Công ty này bị nghi ngờ là đơn vị đứng sau chip 5G 5 nanomet cho Mate 60 Pro của Huawei, sản phẩm đã làm lung lay niềm tin vào các biện pháp kiểm soát chip của Hoa Kỳ vào năm 2023. Tuy nhiên, công ty vẫn còn một chặng đường dài trước khi có thể sản xuất hàng loạt GPU tiên tiến theo cách tiết kiệm chi phí.

Theo nhà phân tích công nghệ và chip độc lập Ray Wang, năng lực hoạt động đã biết của SMIC bị lu mờ so với TSMC.

"Huawei là một công ty thiết kế chip rất giỏi, nhưng họ vẫn chưa có nhà sản xuất chip trong nước giỏi", Wang cho biết, đồng thời lưu ý rằng Huawei được cho là đang tự nghiên cứu năng lực chế tạo của riêng mình.

Nhưng việc thiếu thiết bị sản xuất chính đã cản trở cả hai công ty.

Thiết bị chip tiên tiến

In thạch bảnHà LanTrung Quốc
Hãng đứng đầuASML
Hãng mới nổiSiCarrier, SMEE

Khả năng đáp ứng các yêu cầu về GPU của Huawei từ SMIC bị hạn chế bởi vấn đề quen thuộc về kiểm soát xuất khẩu, nhưng trong trường hợp này là từ Hà Lan.

Mặc dù Hà Lan có thể không có bất kỳ nhà thiết kế hoặc nhà sản xuất chất bán dẫn nổi tiếng nào, nhưng nơi đây lại là quê hương của ASML, nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip tiên tiến hàng đầu thế giới — máy móc sử dụng chùm tia sáng hoặc electron để truyền các mẫu phức tạp lên các tấm bán dẫn silicon, tạo thành nền tảng của vi mạch.

Theo các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Hoa Kỳ, quốc gia này đã đồng ý chặn việc bán các máy quang khắc cực tím (EUV) tiên tiến nhất của ASML. Các công cụ này rất quan trọng để sản xuất GPU tiên tiến ở quy mô lớn và tiết kiệm chi phí.

Theo Jeff Koch, một nhà phân tích tại SemiAnalysis, EUV là rào cản quan trọng nhất đối với hoạt động sản xuất chip tiên tiến của Trung Quốc. Ông nói với CNBC rằng "Họ có hầu hết các công cụ khác có sẵn, nhưng quang khắc đang hạn chế khả năng mở rộng quy mô của họ xuống các nút quy trình 3nm trở xuống".

SMIC đã tìm ra phương pháp để giải quyết các hạn chế về quang khắc bằng cách sử dụng các hệ thống quang khắc cực tím sâu kém tiên tiến hơn của ASML, vốn ít bị hạn chế hơn.

Koch cho biết việc sản xuất chip ở quy mô 7 nm là khả thi với Trung Quốc hiện nay nhưng năng suất không cao và chiến lược này có khả năng sẽ đạt đến giới hạn, đồng thời nói thêm rằng "với năng suất hiện tại, có vẻ như SMIC không thể sản xuất đủ để đáp ứng nhu cầu trong nước".

SiCarrier Technologies, một công ty Trung Quốc đang nghiên cứu công nghệ quang khắc, được cho là có liên quan đến Huawei.

Nhưng việc bắt chước các công cụ quang khắc hiện có có thể mất nhiều năm, thậm chí nhiều thập kỷ, để đạt được, Koch cho biết. Thay vào đó, Trung Quốc có khả năng theo đuổi các công nghệ khác và các kỹ thuật quang khắc khác nhau để thúc đẩy đổi mới thay vì bắt chước, ông nói thêm.

Các thành phần bộ nhớ AI

Bộ nhớ băng thông caoHàn Quốc và Hoa KỳTrung Quốc
Hãng dẫn đầuSK HynixCXMT
Đối thủ cạnh tranhSamsung, MicronXMC

Mặc dù GPU thường được xác định là các thành phần quan trọng nhất trong điện toán AI, nhưng chúng không phải là thành phần duy nhất. Để vận hành đào tạo và điện toán AI, GPU phải hoạt động cùng với chip nhớ, có khả năng lưu trữ dữ liệu quy mô lớn.

Trong các ứng dụng AI, một loại bộ nhớ cụ thể được gọi là bộ nhớ băng thông cao (HBM) đã trở thành tiêu chuẩn của ngành. SK Hynix của Hàn Quốc đã dẫn đầu ngành về HBM. Các công ty khác trong lĩnh vực này bao gồm Samsung và Micron có trụ sở tại Hoa Kỳ.

"Bộ nhớ băng thông cao ở giai đoạn tiến triển AI này đã trở nên thiết yếu để đào tạo và chạy các mô hình AI", nhà phân tích Wang cho biết.

Giống như Hà Lan, Hàn Quốc đang hợp tác với các hạn chế về chip do Hoa Kỳ đứng đầu và bắt đầu tuân thủ các hạn chế mới đối với việc bán một số chip nhớ HBM cho Trung Quốc vào tháng 12.

Để ứng phó, nhà sản xuất chip nhớ Trung Quốc ChangXin Memory Technologies (CXMT) hợp tác với công ty đóng gói và thử nghiệm chip Tongfu Microelectronics, đang trong giai đoạn đầu sản xuất HBM, theo báo cáo của Reuters.

Theo Wang, CXMT dự kiến sẽ chậm hơn các công ty dẫn đầu toàn cầu về phát triển HBM từ ba đến bốn năm, mặc dù công ty này phải đối mặt với những rào cản lớn, bao gồm cả việc kiểm soát xuất khẩu thiết bị sản xuất chip.

Vào tháng 4, SemiAnalysis ước tính rằng CXMT vẫn còn cách một năm nữa mới có thể tăng bất kỳ khối lượng hợp lý nào.

Nhà máy đúc Trung Quốc Wuhan Xinxin Semiconductor Manufacturing được cho là đang xây dựng một nhà máy để sản xuất các tấm wafer HBM. Một báo cáo từ SCMP cho biết Huawei Technologies đã hợp tác với công ty này để sản xuất chip HBM, mặc dù các công ty không xác nhận mối quan hệ hợp tác này.

Huawei đã dựa vào kho dự trữ HBM từ các nhà cung cấp như Samsung để sử dụng trong bộ xử lý AI Ascend 910C của họ, SemiAnalysis cho biết trong một báo cáo vào tháng 4, lưu ý rằng mặc dù chip được thiết kế trong nước, nhưng nó vẫn dựa vào các sản phẩm nước ngoài có được trước hoặc bất chấp các hạn chế.

SemiAnalysis cho biết: "Cho dù đó là HBM từ Samsung, wafer từ TSMC hay thiết bị từ Mỹ, Hà Lan và Nhật Bản, thì vẫn có sự phụ thuộc lớn vào ngành công nghiệp nước ngoài".
 


Đăng nhập một lần thảo luận tẹt ga
Thành viên mới đăng
http://textlink.linktop.vn/?adslk=aHR0cHM6Ly92bnJldmlldy52bi90aHJlYWRzL3NvLXNhbmgtaGUtc2luaC10aGFpLWNoaXAtYWktY3VhLXRydW5nLXF1b2Mtdm9pLXRoZS1naW9pLjYyOTI2Lw==
Top