NhatDuy
Intern Writer
Chip silicon là nền tảng của công nghiệp điện tử suốt nhiều thập kỷ, phát triển dựa trên Định luật Moore với mật độ bóng bán dẫn ngày càng cao. Tuy nhiên, khi kích thước thu nhỏ xuống mức 1 nanomet hoặc thấp hơn, các electron trong vật liệu silicon bắt đầu gây ra hiện tượng rò rỉ điện, sinh nhiệt lớn và làm tăng chi phí sản xuất. Những hạn chế vật lý này khiến việc tiếp tục thu nhỏ trở nên khó khả thi.
Trong bối cảnh đó, Mỹ đã thắt chặt kiểm soát chuỗi cung ứng bán dẫn, đặc biệt với Trung Quốc. Từ năm 2018, các biện pháp hạn chế với Huawei được áp dụng, bao gồm lệnh cấm mua công nghệ và linh kiện. Năm 2019, Huawei bị đưa vào Danh sách Thực thể, khiến các đối tác như TSMC dừng sản xuất chip tiên tiến. Dưới thời chính quyền Biden, Mỹ cùng Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan thành lập Liên minh Chip Quad, đồng thời mở rộng lệnh cấm xuất khẩu thiết bị quang khắc DUV và EUV.
Những động thái này ảnh hưởng trực tiếp đến ngành chip Trung Quốc, vốn vẫn dựa nhiều vào công nghệ nước ngoài. Quy trình 14nm và thiết bị 28nm chưa thể đáp ứng nhu cầu chip cao cấp, khiến các nhà sản xuất trong nước phải tìm hướng đi khác để giảm phụ thuộc vào silicon truyền thống.
Theo các nghiên cứu, chip quang tử có thể đạt tốc độ xử lý tới 26 nghìn tỷ phép tính mỗi giây, nhanh hơn khoảng 1.000 lần so với chip silicon, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn hàng nghìn lần. Đặc biệt, công nghệ này có thể sản xuất bằng quy trình CMOS hiện có, không phụ thuộc hoàn toàn vào máy in thạch bản EUV.
Từ năm 2021, Viện Vi hệ thống và Công nghệ Thông tin Thượng Hải (SIMIT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc công bố kết quả nghiên cứu chip quang tử đạt tốc độ 26,3 nghìn tỷ phép tính mỗi giây trên tạp chí Nature. Năm 2022, công ty Beijing Zhongke Xintong xây dựng dây chuyền sản xuất chip quang tử đa vật liệu đầu tiên, và đến năm 2023, nhà máy tại Bắc Kinh hoàn thành lô sản phẩm đầu tiên với quy mô thị trường khoảng 13,7 tỷ nhân dân tệ (khoảng 47.000 tỷ VNĐ).
Trong năm 2024, các nhóm nghiên cứu Trung Quốc tiếp tục phát triển công nghệ mới. Nhóm Ou Xin tại SIMIT cải tiến wafer lithium tantalate có độ suy hao thấp, giúp chip ổn định hơn. Đại học Bắc Kinh công bố chip quang tử có thể lập trình hoàn toàn, phù hợp cho xử lý AI, trong khi Đại học Thanh Hoa giới thiệu chip “Thái Cực Quyền” có tốc độ cao, tiêu thụ điện năng thấp và không cần thiết bị quang khắc tiên tiến.
Đến cuối năm, lĩnh vực lượng tử quang học đạt thêm tiến bộ với chip Zu Chongzhi 3 có 105 bit lượng tử, sản xuất bằng công nghệ CMOS và có khả năng sửa lỗi tốt hơn.
Cũng trong tháng 6, chip điện toán quang học siêu song song đầu tiên được giới thiệu, đạt tần số quang học 50 GHz và khả năng xử lý song song vượt 100 luồng dữ liệu. Đến cuối năm, số lượng doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực điện toán lượng tử tại Trung Quốc tăng hơn 40% so với năm trước, cho thấy xu hướng mở rộng mạnh mẽ.
Theo Sách trắng ngành năm 2023, chip quang tử được xem là cơ hội lớn cho sự chuyển đổi của ngành bán dẫn toàn cầu. Dự báo thị trường chip quang tử có thể tăng từ 13,7 tỷ nhân dân tệ (47.000 tỷ VNĐ) năm 2023 lên hơn 15 tỷ nhân dân tệ (51.500 tỷ VNĐ) vào năm 2025, với các ứng dụng chính gồm điện toán lượng tử, truyền thông quang học, lidar và AI.
Huawei cũng tham gia lĩnh vực này bằng việc tích hợp công nghệ quang tử vào chip Ascend, phát triển mô-đun quang tử và nắm giữ nhiều bằng sáng chế phần cứng AI. Báo cáo của Parola Analytics tháng 7 năm 2025 cho thấy lệnh hạn chế công nghệ đã thúc đẩy Huawei đẩy mạnh tự phát triển.
Dù vậy, thách thức vẫn còn lớn. Việc tích hợp vật liệu khác nhau, giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô thương mại hóa vẫn là những vấn đề cần giải quyết. Tuy nhiên, với nền tảng nghiên cứu, đầu tư và hợp tác giữa các viện khoa học – doanh nghiệp, Trung Quốc đang từng bước xây dựng vị thế trong lĩnh vực chip quang tử, cùng với Mỹ, châu Âu và Nhật Bản, hướng tới thế hệ công nghệ hậu silicon.
Theo Sohu.
Trong bối cảnh đó, Mỹ đã thắt chặt kiểm soát chuỗi cung ứng bán dẫn, đặc biệt với Trung Quốc. Từ năm 2018, các biện pháp hạn chế với Huawei được áp dụng, bao gồm lệnh cấm mua công nghệ và linh kiện. Năm 2019, Huawei bị đưa vào Danh sách Thực thể, khiến các đối tác như TSMC dừng sản xuất chip tiên tiến. Dưới thời chính quyền Biden, Mỹ cùng Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan thành lập Liên minh Chip Quad, đồng thời mở rộng lệnh cấm xuất khẩu thiết bị quang khắc DUV và EUV.
Những động thái này ảnh hưởng trực tiếp đến ngành chip Trung Quốc, vốn vẫn dựa nhiều vào công nghệ nước ngoài. Quy trình 14nm và thiết bị 28nm chưa thể đáp ứng nhu cầu chip cao cấp, khiến các nhà sản xuất trong nước phải tìm hướng đi khác để giảm phụ thuộc vào silicon truyền thống.
Chip quang tử – hướng tiếp cận thay thế silicon
Một trong những giải pháp được chú ý là chip quang tử, sử dụng sóng ánh sáng thay vì electron để truyền tín hiệu. Ánh sáng di chuyển nhanh hơn electron, ít bị nhiễu và tiêu tốn ít điện năng hơn, nên có tiềm năng thay thế trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao và hiệu suất năng lượng tốt.
Theo các nghiên cứu, chip quang tử có thể đạt tốc độ xử lý tới 26 nghìn tỷ phép tính mỗi giây, nhanh hơn khoảng 1.000 lần so với chip silicon, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn hàng nghìn lần. Đặc biệt, công nghệ này có thể sản xuất bằng quy trình CMOS hiện có, không phụ thuộc hoàn toàn vào máy in thạch bản EUV.
Từ năm 2021, Viện Vi hệ thống và Công nghệ Thông tin Thượng Hải (SIMIT) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc công bố kết quả nghiên cứu chip quang tử đạt tốc độ 26,3 nghìn tỷ phép tính mỗi giây trên tạp chí Nature. Năm 2022, công ty Beijing Zhongke Xintong xây dựng dây chuyền sản xuất chip quang tử đa vật liệu đầu tiên, và đến năm 2023, nhà máy tại Bắc Kinh hoàn thành lô sản phẩm đầu tiên với quy mô thị trường khoảng 13,7 tỷ nhân dân tệ (khoảng 47.000 tỷ VNĐ).
Trong năm 2024, các nhóm nghiên cứu Trung Quốc tiếp tục phát triển công nghệ mới. Nhóm Ou Xin tại SIMIT cải tiến wafer lithium tantalate có độ suy hao thấp, giúp chip ổn định hơn. Đại học Bắc Kinh công bố chip quang tử có thể lập trình hoàn toàn, phù hợp cho xử lý AI, trong khi Đại học Thanh Hoa giới thiệu chip “Thái Cực Quyền” có tốc độ cao, tiêu thụ điện năng thấp và không cần thiết bị quang khắc tiên tiến.
Đến cuối năm, lĩnh vực lượng tử quang học đạt thêm tiến bộ với chip Zu Chongzhi 3 có 105 bit lượng tử, sản xuất bằng công nghệ CMOS và có khả năng sửa lỗi tốt hơn.
Tăng tốc nghiên cứu và thương mại hóa chip quang tử
Năm 2025, Trung Quốc công bố nhiều kết quả mới. Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc phát triển chip lượng tử quang tử tích hợp có thể xử lý đa bit ngay trên chip. Viện Công nghệ Thông tin Thượng Hải ra mắt chip quang tử vi sóng có tốc độ cao và tiêu thụ năng lượng thấp. Nền tảng CHIPX – dự án quốc gia về chip quang tử – chính thức vận hành vào tháng 6, đánh dấu bước tiến trong sản xuất thương mại.
Cũng trong tháng 6, chip điện toán quang học siêu song song đầu tiên được giới thiệu, đạt tần số quang học 50 GHz và khả năng xử lý song song vượt 100 luồng dữ liệu. Đến cuối năm, số lượng doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực điện toán lượng tử tại Trung Quốc tăng hơn 40% so với năm trước, cho thấy xu hướng mở rộng mạnh mẽ.
Theo Sách trắng ngành năm 2023, chip quang tử được xem là cơ hội lớn cho sự chuyển đổi của ngành bán dẫn toàn cầu. Dự báo thị trường chip quang tử có thể tăng từ 13,7 tỷ nhân dân tệ (47.000 tỷ VNĐ) năm 2023 lên hơn 15 tỷ nhân dân tệ (51.500 tỷ VNĐ) vào năm 2025, với các ứng dụng chính gồm điện toán lượng tử, truyền thông quang học, lidar và AI.
Huawei cũng tham gia lĩnh vực này bằng việc tích hợp công nghệ quang tử vào chip Ascend, phát triển mô-đun quang tử và nắm giữ nhiều bằng sáng chế phần cứng AI. Báo cáo của Parola Analytics tháng 7 năm 2025 cho thấy lệnh hạn chế công nghệ đã thúc đẩy Huawei đẩy mạnh tự phát triển.
Dù vậy, thách thức vẫn còn lớn. Việc tích hợp vật liệu khác nhau, giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô thương mại hóa vẫn là những vấn đề cần giải quyết. Tuy nhiên, với nền tảng nghiên cứu, đầu tư và hợp tác giữa các viện khoa học – doanh nghiệp, Trung Quốc đang từng bước xây dựng vị thế trong lĩnh vực chip quang tử, cùng với Mỹ, châu Âu và Nhật Bản, hướng tới thế hệ công nghệ hậu silicon.
Theo Sohu.
