Ngành công nghiệp bán dẫn đang chạm đến thời kỳ đỉnh cao của tiến bộ công nghệ. Vậy tại sao nó không thể tạo ra đủ chip để giữ cho thế giới tiếp tục chuyển động?
Gần 2 năm sau sự gián đoạn do đại dịch gây ra, tình trạng thiếu hụt chip trầm trọng vẫn đang diễn ra, ảnh hưởng tiêu cực đến hầu hết mọi nhà sản xuất trên toàn cầu. Những con chip này chính là trái tim, bộ não của vô số sản phẩm, từ smartphone, laptop cho đến ô tô hay nhiều thiết bị gia dụng khác.
Các nhà sản xuất ô tô đã buộc phải tạm dừng sản xuất trong những tháng gần đây bởi họ không thể sản xuất đủ ô tô do thiếu hụt linh kiện, khiến doanh số sụt giảm. Tình trạng thiếu hụt đó ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp, từ máy chơi game console, thiết bị mạng cho đến thiết bị y tế. Hồi tháng 10, Apple đã tuyên bố rằng tình trạng thiếu hụt chip đã ảnh hưởng đến kết quả tài chính của họ. Trong khi đó, Intel lại cảnh báo rằng tình trạng hạn hán bán dẫn này có thể kéo dài đến năm 2023.
Nói chung, chuỗi cung ứng bán dẫn đã bị kéo dãn ra theo những cách mới, ăn sâu vào trong và khó có thể giải quyết được. Nhu cầu đang tăng nhanh hơn so với những gì mà các nhà sản xuất chip có thể đáp ứng, đặc biệt là đối với những thành phần cơ bản nhưng chưa phổ biến, và thậm chí là một số linh kiện biến đổi lớn về nhu cầu theo thời gian, khiến các khoản đầu tư có thể biến thành rủi ro.
Brian Matas, Phó Chủ tịch nghiên cứu thị trường tại IC Insights – công ty phân tích chuyên theo dõi ngành công nghiệp bán dẫn, cho biết: “Một điều đáng kinh ngạc là phải mất quá nhiều thời gian để chuỗi cung ứng phục hồi trở lại sau khi nền kinh tế toàn cầu chững lại trong thời kỳ COVID-19.”
Quy mô tuyệt đối với nhu cầu trên toàn thế giới đã khiến nhiều người sửng sốt. Năm 2020, khi đại dịch COVID-19 bắt đầu lật đổ mọi thứ, ngành công nghiệp chip đã được kỳ vọng là sẽ tăng trưởng mạnh mẽ. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn trên toàn thế giới, doanh số chip toàn cầu đã giảm 12% trong năm 2019. Nhưng vào tháng 12/2019, họ lại dự đoán rằng doanh số toàn cầu sẽ tăng 5,9% trong năm 2020 và 6,3% vào năm 2021.
Trên thực tế, các số liệu mới nhất cho thấy doanh số bán dẫn toàn cầu đã tăng 29,7% trong khoảng thời gian tháng 8/2020 – 8/2021. Nhu cầu về bán dẫn đang tăng vọt, do sự cần thiết của nhiều công nghệ như điện toán đám mây và 5G, cùng với việc sử dụng chip ngày càng tăng trong mọi loại sản phẩm, từ ô tô đến thiết bị gia dụng.
Đồng thời, các lệnh trừng phạt do Mỹ áp đặt đối với những công ty Trung Quốc như Huawei – nhà sản xuất smartphone và thiết bị mạng hàng đầu – đã khiến một số công ty Trung Quốc bắt đầu tích trữ nhiều nguồn cung nhất có thể.
David Yoffie, Giáo sư tại Trường Kinh doanh Havard, người từng làm việc trong hội đồng quản trị Intel, cho biết, vấn đề gia tăng đối với các sản phẩm công nghệ cao xuất phát từ việc mọi người làm việc tại nhà, tình trạng phong tỏa cũng như sự chuyển đổi sang thương mại điện tử tiếp tục diễn ra mạnh mẽ.
Yoffie tiết lộ thêm, các nhà sản xuất chip đã không đánh giá cao sự duy trì nhu cầu đó cho đến khoảng một năm trước, nhưng họ đã không thể chuyển hóa nó thành lợi thế. Các nhà sản xuất chip mới tiêu tốn hàng tỉ USD và mất nhiều năm để xây dựng và trang bị. Yoffie cho biết: “Phải mất khoảng 2 năm để xây dựng 1 nhà máy mới. Và các nhà máy đã trở nên lớn hơn, đắt đỏ hơn và cũng phức tạp hơn rất nhiều.”
Mới đây, Sony và TSMC xác nhận rằng họ sẽ đầu tư 7 tỉ USD để xây dựng 1 nhà máy có nhiệm vụ sản xuất các linh kiện cũ hơn, nhưng phải đến cuối năm 2024, nó mới có thể được đưa vào hoạt động. Intel cũng sẽ đầu tư vào những nhà máy mới tiên tiến, nhưng chúng cũng sẽ không sẵn sàng cho đến năm 2024.
Yoffie lưu ý, chỉ có duy nhất 1 công ty có thể tạo ra các máy in thạch bản cực tím (EUV: extreme ultraviolet lithography) cần thiết cho quá trình tạo ra những con chip tiên tiến, đó chính là ASML. Đáng tiếc, công ty Hà Lan này không thể sản xuất các cỗ máy đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu.
Một vấn đề khác đó chính là việc không phải mọi con chip đều được tạo ra như nhau.
Các thành phần đơn giản, chẳng hạn như mạch tích hợp điều khiển năng lượng, vi điều khiển hay cảm biến, đã trở thành những thứ quan trọng. Các thiết bị này đơn giản hơn nhiều so với CPU cũng như GPU được sử dụng trong smartphone hay nhiều cỗ máy chơi game. Chúng được chế tạo bằng các phương pháp sản xuất cũ hơn, ít cần đến sự phức tạp hơn. Nhưng chúng xuất hiện trong mọi loại sản phẩm điện tử, từ lò vi sóng đến thiết bị y tế hay đồ chơi.
Phó Chủ tịch Josh Pucci của Sourceability tiết lộ, một mạch tích hợp (IC) điều khiển năng lượng được sử dụng trong nhiều sản phẩm từng có giá 1 USD, giờ đây lại tăng vọt lên 150 USD. IC Insights cho biết, thời gian giao hàng cho các thành phần như vậy đã kéo dài từ 4 – 8 tuần lên 24 – 52 tuần. Tình trạng thiếu hụt các thiết bị này đã thúc đẩy nhu cầu đối với trang thiết bị sản xuất những con chip cũ vốn khó tìm.
Gartner ước tính rằng các xưởng đúc bán dẫn hoạt động với 95,6% công suất trong quý 2/2021, cao hơn rất nhiều so với mức 76,5% trong quý 2/2019, thời điềm trước khi đại dịch diễn ra. Một nhà phân tích của Gartner có tên Gaurav Gupta cho hay, điều này đồng nghĩa rằng các nhà máy sản xuất đang hoạt động tối đa công suất bởi chúng cũng cần một khoảng thời gian ngừng hoạt động để bảo trì.
Hồi tháng 10, Tom Caulfield, CEO của nhà sản xuất chip GlobalFoundries, cho biết rằng công ty của ông đã bán hết chip cho đến năm 2023. Hồi tháng 8, CFO của Analog Devices – công ty sản xuất một số thành phần có nhu cầu lớn – tiết lộ với các nhà đầu tư rằng sổ đặt hàng của công ty vào thời điểm đó đã bị kéo giãn ra đến năm tài chính tiếp theo.
Một phần thách thức đối với các nhà sản xuất chip đó chính là việc một số khách hàng có thể “gấp đôi đơn đặt hàng” hoặc mua nhiều linh kiện hơn mức họ cần để đề phòng trường hợp nguồn cung cạn kiệt. Điều đó làm sai lệch bức tranh tổng thể về nhu cầu trong tương lai. Giáo sư Willy Shih tại Đại học Harvard, vốn cũng nghiên cứu về việc sản xuất và chuỗi cung ứng toàn cầu, cho biết: “Tình trạng thiếu hụt hiện tại ngày càng tồi tệ hơn khi các nhà sản xuất gấp đôi đơn đặt hàng.”
Nhiều nhà phân tích cho rằng những công ty sản xuất các con chip này có thể miễn cưỡng đầu tư vào những nhà máy mới vì các con chip này mang đến biên lợi nhuận khá thấp cũng như việc ngành công nghiệp mang tiếng hoạt động theo chu kỳ, tức tăng đột biến và sau đó sụt giảm mạnh. Họ lo sợ tình trạng thừa chip trong tương lai sẽ khiến giá thành phẩm giảm xuống.
Yoffie cho biết: “Nếu nhìn vào lịch sử của ngành công nghiệp bán dẫn, bạn sẽ nhận thấy một sự gia tăng về lợi nhuận và giá cả, tiếp nối sau đó là những chu kỳ giảm ngoại mục. Điều chúng ta không biết là liệu nhu cầu đang tăng trưởng này có tiếp tục hay không.”
Có rất nhiều năng lực sản xuất chip mới đang được xây dựng, nhưng hầu hết trong số đó sẽ dành cho các con chip tiên tiến nhất. Một báo cáo hồi tháng 1 của Gartner dự đoán các nhà sản xuất chip sẽ đầu tư 146 tỉ USD vào mức công suất mới trong năm nay, tăng 50% so với năm 2019, nhưng chỉ một phần nhỏ sẽ dành cho các con chip cũ hơn, vốn được sử dụng phổ biến hơn.
Về mặt lý thuyết, việc tăng thêm công suất cho các con chip hàng đầu sẽ giải phóng một số nhà máy nhằm sản xuất những linh kiện cũ hơn, nhưng không phải là trong thời điểm cầu vượt cung như hiện tại. Phó Chủ tịch Josh Pucci của Sourceability cho biết, các công ty gần đây đã bắt đầu đầu tư vào mức công suất mới cho các chip cũ hơn, nhưng chỉ sau khi yêu cầu khách hàng cam kết đặt hàng trong 2 năm.
Sự căng thẳng đó hiện đang diễn ra đối với những thành phần này và chuỗi cung ứng tạo ra chúng. Hơn nữa, các vấn đề thiên tai, như thiếu hụt nước ở Đài Loan hay thời tiết khắc nghiệt tại Texax, cũng đã tác động tiêu cực đến quá trình sản xuất. Pucci cho biết: “Không có bất kỳ khoảng trống nào, chẳng hạn như một vài tuần tồn kho, để giải quyết bất kỳ tác động nào trong số này.”
Gad Allon, Giáo sư tại Trường Kinh doanh Wharton của Đại học Pennsylvania, cho biết: “Chúng ta nói về COVID-19 như thể nó đã diễn ra trong quá khứ. Nhưng với chuỗi cung ứng, nó vẫn là những vấn đề rất 'hiện tại'".
Nguồn: ArsTechnica
Các nhà sản xuất ô tô đã buộc phải tạm dừng sản xuất trong những tháng gần đây bởi họ không thể sản xuất đủ ô tô do thiếu hụt linh kiện, khiến doanh số sụt giảm. Tình trạng thiếu hụt đó ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp, từ máy chơi game console, thiết bị mạng cho đến thiết bị y tế. Hồi tháng 10, Apple đã tuyên bố rằng tình trạng thiếu hụt chip đã ảnh hưởng đến kết quả tài chính của họ. Trong khi đó, Intel lại cảnh báo rằng tình trạng hạn hán bán dẫn này có thể kéo dài đến năm 2023.
Nói chung, chuỗi cung ứng bán dẫn đã bị kéo dãn ra theo những cách mới, ăn sâu vào trong và khó có thể giải quyết được. Nhu cầu đang tăng nhanh hơn so với những gì mà các nhà sản xuất chip có thể đáp ứng, đặc biệt là đối với những thành phần cơ bản nhưng chưa phổ biến, và thậm chí là một số linh kiện biến đổi lớn về nhu cầu theo thời gian, khiến các khoản đầu tư có thể biến thành rủi ro.
Brian Matas, Phó Chủ tịch nghiên cứu thị trường tại IC Insights – công ty phân tích chuyên theo dõi ngành công nghiệp bán dẫn, cho biết: “Một điều đáng kinh ngạc là phải mất quá nhiều thời gian để chuỗi cung ứng phục hồi trở lại sau khi nền kinh tế toàn cầu chững lại trong thời kỳ COVID-19.”
Quy mô tuyệt đối với nhu cầu trên toàn thế giới đã khiến nhiều người sửng sốt. Năm 2020, khi đại dịch COVID-19 bắt đầu lật đổ mọi thứ, ngành công nghiệp chip đã được kỳ vọng là sẽ tăng trưởng mạnh mẽ. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn trên toàn thế giới, doanh số chip toàn cầu đã giảm 12% trong năm 2019. Nhưng vào tháng 12/2019, họ lại dự đoán rằng doanh số toàn cầu sẽ tăng 5,9% trong năm 2020 và 6,3% vào năm 2021.
Trên thực tế, các số liệu mới nhất cho thấy doanh số bán dẫn toàn cầu đã tăng 29,7% trong khoảng thời gian tháng 8/2020 – 8/2021. Nhu cầu về bán dẫn đang tăng vọt, do sự cần thiết của nhiều công nghệ như điện toán đám mây và 5G, cùng với việc sử dụng chip ngày càng tăng trong mọi loại sản phẩm, từ ô tô đến thiết bị gia dụng.
Đồng thời, các lệnh trừng phạt do Mỹ áp đặt đối với những công ty Trung Quốc như Huawei – nhà sản xuất smartphone và thiết bị mạng hàng đầu – đã khiến một số công ty Trung Quốc bắt đầu tích trữ nhiều nguồn cung nhất có thể.
Yoffie tiết lộ thêm, các nhà sản xuất chip đã không đánh giá cao sự duy trì nhu cầu đó cho đến khoảng một năm trước, nhưng họ đã không thể chuyển hóa nó thành lợi thế. Các nhà sản xuất chip mới tiêu tốn hàng tỉ USD và mất nhiều năm để xây dựng và trang bị. Yoffie cho biết: “Phải mất khoảng 2 năm để xây dựng 1 nhà máy mới. Và các nhà máy đã trở nên lớn hơn, đắt đỏ hơn và cũng phức tạp hơn rất nhiều.”
Mới đây, Sony và TSMC xác nhận rằng họ sẽ đầu tư 7 tỉ USD để xây dựng 1 nhà máy có nhiệm vụ sản xuất các linh kiện cũ hơn, nhưng phải đến cuối năm 2024, nó mới có thể được đưa vào hoạt động. Intel cũng sẽ đầu tư vào những nhà máy mới tiên tiến, nhưng chúng cũng sẽ không sẵn sàng cho đến năm 2024.
Yoffie lưu ý, chỉ có duy nhất 1 công ty có thể tạo ra các máy in thạch bản cực tím (EUV: extreme ultraviolet lithography) cần thiết cho quá trình tạo ra những con chip tiên tiến, đó chính là ASML. Đáng tiếc, công ty Hà Lan này không thể sản xuất các cỗ máy đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu.
Một vấn đề khác đó chính là việc không phải mọi con chip đều được tạo ra như nhau.
Phó Chủ tịch Josh Pucci của Sourceability tiết lộ, một mạch tích hợp (IC) điều khiển năng lượng được sử dụng trong nhiều sản phẩm từng có giá 1 USD, giờ đây lại tăng vọt lên 150 USD. IC Insights cho biết, thời gian giao hàng cho các thành phần như vậy đã kéo dài từ 4 – 8 tuần lên 24 – 52 tuần. Tình trạng thiếu hụt các thiết bị này đã thúc đẩy nhu cầu đối với trang thiết bị sản xuất những con chip cũ vốn khó tìm.
Gartner ước tính rằng các xưởng đúc bán dẫn hoạt động với 95,6% công suất trong quý 2/2021, cao hơn rất nhiều so với mức 76,5% trong quý 2/2019, thời điềm trước khi đại dịch diễn ra. Một nhà phân tích của Gartner có tên Gaurav Gupta cho hay, điều này đồng nghĩa rằng các nhà máy sản xuất đang hoạt động tối đa công suất bởi chúng cũng cần một khoảng thời gian ngừng hoạt động để bảo trì.
Hồi tháng 10, Tom Caulfield, CEO của nhà sản xuất chip GlobalFoundries, cho biết rằng công ty của ông đã bán hết chip cho đến năm 2023. Hồi tháng 8, CFO của Analog Devices – công ty sản xuất một số thành phần có nhu cầu lớn – tiết lộ với các nhà đầu tư rằng sổ đặt hàng của công ty vào thời điểm đó đã bị kéo giãn ra đến năm tài chính tiếp theo.
Một phần thách thức đối với các nhà sản xuất chip đó chính là việc một số khách hàng có thể “gấp đôi đơn đặt hàng” hoặc mua nhiều linh kiện hơn mức họ cần để đề phòng trường hợp nguồn cung cạn kiệt. Điều đó làm sai lệch bức tranh tổng thể về nhu cầu trong tương lai. Giáo sư Willy Shih tại Đại học Harvard, vốn cũng nghiên cứu về việc sản xuất và chuỗi cung ứng toàn cầu, cho biết: “Tình trạng thiếu hụt hiện tại ngày càng tồi tệ hơn khi các nhà sản xuất gấp đôi đơn đặt hàng.”
Yoffie cho biết: “Nếu nhìn vào lịch sử của ngành công nghiệp bán dẫn, bạn sẽ nhận thấy một sự gia tăng về lợi nhuận và giá cả, tiếp nối sau đó là những chu kỳ giảm ngoại mục. Điều chúng ta không biết là liệu nhu cầu đang tăng trưởng này có tiếp tục hay không.”
Có rất nhiều năng lực sản xuất chip mới đang được xây dựng, nhưng hầu hết trong số đó sẽ dành cho các con chip tiên tiến nhất. Một báo cáo hồi tháng 1 của Gartner dự đoán các nhà sản xuất chip sẽ đầu tư 146 tỉ USD vào mức công suất mới trong năm nay, tăng 50% so với năm 2019, nhưng chỉ một phần nhỏ sẽ dành cho các con chip cũ hơn, vốn được sử dụng phổ biến hơn.
Về mặt lý thuyết, việc tăng thêm công suất cho các con chip hàng đầu sẽ giải phóng một số nhà máy nhằm sản xuất những linh kiện cũ hơn, nhưng không phải là trong thời điểm cầu vượt cung như hiện tại. Phó Chủ tịch Josh Pucci của Sourceability cho biết, các công ty gần đây đã bắt đầu đầu tư vào mức công suất mới cho các chip cũ hơn, nhưng chỉ sau khi yêu cầu khách hàng cam kết đặt hàng trong 2 năm.
Sự căng thẳng đó hiện đang diễn ra đối với những thành phần này và chuỗi cung ứng tạo ra chúng. Hơn nữa, các vấn đề thiên tai, như thiếu hụt nước ở Đài Loan hay thời tiết khắc nghiệt tại Texax, cũng đã tác động tiêu cực đến quá trình sản xuất. Pucci cho biết: “Không có bất kỳ khoảng trống nào, chẳng hạn như một vài tuần tồn kho, để giải quyết bất kỳ tác động nào trong số này.”
Gad Allon, Giáo sư tại Trường Kinh doanh Wharton của Đại học Pennsylvania, cho biết: “Chúng ta nói về COVID-19 như thể nó đã diễn ra trong quá khứ. Nhưng với chuỗi cung ứng, nó vẫn là những vấn đề rất 'hiện tại'".
Nguồn: ArsTechnica
