Vì sao xe hơi luôn dùng công nghệ chip lỗi thời hơn smartphone?

Một ví dụ kinh điển về hai ngành công nghiệp với nhu cầu trái ngược nhau nhưng vẫn phải hợp tác cùng nhau.
Ngày nay, không khó để tìm mua một trong những mẫu iPhone mới vừa được ra mắt cách đây chưa lâu. Còn mua xe hơi lại là điều hoàn toàn khác - một công việc khó nhằn, đặc biệt khi xét đến tình trạng tắc nghẽn chuỗi cung ứng khiến giá xe hơi bị đẩy lên đáng kể dù là xe mới hay đã qua sử dụng.

Sử dụng công nghệ cũ

Nhưng nếu bạn hỏi một vị lãnh đạo công ty sản xuất chip rằng ai là người chịu trách nhiệm cho nỗi thống khổ mà các nhà sản xuất xe hơi đang phải trải qua - ví dụ như, hỏi CEO Pat Gelsinger của Intel - thì câu trả lời bạn nhận được có lẽ không thoải mái lắm đâu:
Tôi sẽ chế tạo cho họ bao nhiêu con chip Intel 16nm tuỳ thích” - Gelsinger nói vào tuần trước, trong chuyến đi đến triển lãm thương mại công nghiệp xe hơi tại Đức.
Các nhà sản xuất xe hơi đã và đang “dội bom” ông với vô số lời đề nghị đầu tư vào những dây chuyền sản xuất bán dẫn hoàn toàn mới nhằm chế tạo ra những con chip có thiết kế đỉnh cao nếu xuất hiện cùng thời với chiếc iPhone thế hệ…đầu tiên.
Điều đó đơn giản là không có nghĩa lý gì về mặt kinh tế hay chiến lược” - Gelsinger, vốn đến triển lãm xe hơi để thuyết phục các nhà sản xuất rằng họ nên bước tiếp khỏi ánh hào quang xa xôi kia. “Thay vì chi hàng tỷ đô vào những nhà máy sản xuất chip cũ rích, hãy chi hàng triệu đô để giúp tinh chỉnh thiết kế trở nên hiện đại hơn”
Những gì Gelsinger muốn nói ở đây chính là ngành công nghiệp xe hơi đang quá lệ thuộc vào những công nghệ lỗi thời chẳng còn ai sử dụng trong các lĩnh vực công nghệ tiêu dùng khác nữa. Họ phải xem xét lại tư duy miễn cưỡng đổi mới của mình, và chỉ có một gã ngốc mới đầu tư vào các nhà máy sản xuất ra những con chip lỗi thời dùng cho xe hơi!
Nhưng nhận định như vậy liệu có công bằng? Có những lý do tại sao các nhà sản xuất xe hơi - một vài trong số đó là những tập đoàn hùng mạnh bậc nhất trên thế giới - lại chọn những con chip như vậy. So sánh xe hơi với smartphone là không hợp lý. Nếu iPhone bị treo, bạn chỉ cần nhấn nút tăng âm lượng, sau đó nút giảm âm lượng, và giữ nút hông cho đến khi màn hình tắt đi và bật lên lại là xong, bạn có thể tiếp tục lướt Instagram hàng giờ như thể chưa từng có gì xảy ra. Nhưng hậu quả để lại của một lỗi xuất hiện trong một chiếc hộp kim loại đang di chuyển với tốc độ vài chục cây số trên giờ hiển nhiên sẽ nghiêm trọng hơn nhiều. Điều đó càng đúng nếu bạn đang nói đến những chiếc xe hiện đại với hệ thống hỗ trợ lái.
Tuy nhiên, lý lẽ của Gelsinger là điều chưa ai từng đưa ra trước đó, và có lẽ một người đứng đầu một công ty như Intel phải biết thứ gì mà chúng ta không nghĩ ra được. Do đó, hãy cùng nghe một số cựu binh trong ngành công nghiệp xe nhận xét về những gì Gelsinger tuyên bố.

Xe hơi và điện thoại

Xe hơi có vòng đời hoạt động dài hơn so với nhiều thiết bị tiêu dùng khác” - theo Thomas Coughlin tại Viện Điện tử và Kỹ thuật điện. “Người ta kỳ vọng chiếc xe của họ sẽ chạy tốt trong hơn 10 năm, trong khi nhiều sản phẩm tiêu dùng 5 năm tuổi đã bị xem là gần như hết đát. Do đó, những linh kiện dành cho xe hơi, bao gồm một số loại chip, thường được chế tạo dựa trên những công nghệ cũ đã được kiểm chứng, thay vì những công nghệ mới nhất hiện có”
Vì sao xe hơi luôn dùng công nghệ chip lỗi thời hơn smartphone?
Một tấm wafer silicon tại nhà máy Samsung
Điều các nhà sản xuất xe hơi đề nghị có vẻ trái ngược với điều các nhà sản xuất chip muốn và khao khát thực hiện được: những con chip nhỏ gọn, mật độ bán dẫn cao, có thể được sản xuất ở mức chi phí thấp mà vẫn cho ra nhiều sản phẩm.
Các công ty bán dẫn tiếp tục vận hành các nhà máy sản xuất chip cũ sử dụng các quy trình quang khắc lỗi thời (như 90nm chẳng hạn)” - Coughlin nói. “Nhưng họ không đầu tư vào các nhà máy mới để sản xuất các linh kiện đó, bởi chi phí sản xuất chip sẽ thấp hơn nếu sử dụng các nhà máy mới hơn với khả năng quang khắc tiên tiến hơn. Đó là bởi chi phí sản xuất một tấm wafer với kích cỡ cho trước (đối với các thiết bị phục vụ một mục đích định trước) mà từ đó sẽ dùng để tạo ra con chip là tương đối ổn định. Tuy nhiên, nếu có công nghệ quang khắc nhỏ hơn, từ một tấm wafer sẽ cho ra được nhiều khuôn chip hơn, hoặc nhiều chức năng hơn có thể được thêm vào một khuôn chip với kích cỡ cố định mà vẫn duy trì được mức giá không đổi. Điều này hoặc sẽ cho ra nhiều khuôn chip từ một tấm chip với chi phí thấp, hoặc cùng số lượng khuôn chip với nhiều chức năng hơn và giá không đổi”.
Nếu bạn chưa biết, thì SoC đóng vai trò bộ não của chiếc iPhone mới được tạo ra trên quy trình 5nm. “Công nghệ quy trình” bán dẫn được định nghĩa theo nanomet, và giá trị của nó ám chỉ chiều dài ngắn nhất của cực cổng bóng bán dẫn - tức khoảng cách giữa hai bóng bán dẫn - trên con chip. Nó bỏ xa so với chip trên xe hơi.
Trong khi đó, xe hơi sử dụng nhiều loại chip khác nhau, tất cả đều có kích thước transistor lớn hơn nhiều lần so với những con chip được trang bị cho hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng - 45nm hoặc thậm chí là 90nm. Những con chip này thường thực hiện những tác vụ đơn giản như nâng hoặc hạ kính và điều hoà không khí.

Sự an toàn và tin cậy

Nghịch lý là, nếu những con chip này có kích cỡ nhỏ thay vì lớn, một tấm chip với kích cỡ định trước sẽ chứa được nhiều chip hơn. Việc thu nhỏ linh kiện giúp các nhà cung ứng dễ dàng hơn trong việc bảo trì, và cho phép các nhà sản xuất chip thu được những khoản lời hấp dẫn hơn từ vốn đầu tư của họ.
Sản xuất chip theo công nghệ quang khắc lỗi thời sẽ không còn nữa, hoặc ít nhất thì những nhà máy mới sử dụng công nghệ cũ sẽ không được xây dựng chỉ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng nữa” - Coughlin chốt lại. “Nhìn chung, các công ty chip cũng có lý lẽ của riêng họ”
Tuy nhiên, nếu như nói theo cách của Gelsinger, rằng các nhà sản xuất xe hơi phải chấp nhận thực tế, khiến vấn đề trở nên đơn giản đi nhiều. Mục đích chung của các nhà sản xuất chip không phải là giải quyết những thách thức của riêng ngành xe hơi. Điều đó thể hiện rõ qua nhận định của Jon M. Quigley, thành viên của Hiệp hội Kỹ sư Xe hơi và là cây bút của trang Automotive Industries.
Kiểm tra chất lượng một sản phẩm, cụ thể là kiểm tra các hoạt động, là rất tốn kém và đòi hỏi thời gian, kỹ năng, và trang thiết bị” - Quigley nói. “Một số yêu cầu về trang thiết bị kiểm tra khá đắt đỏ và các OEM thường không chủ động sở hữu chúng mà đòi hỏi một cơ sở bên ngoài, và thời gian đặt hàng tại cơ sở đó có thể khá lâu, và chúng thì cần để thực hiện một số quy trình chứng nhận sản phẩm nhất định. Tuỳ thuộc vào sự phổ biến của hệ thống phương tiện, quy trình kiểm tra này có thể phải được thực hiện trên nhiều nền tảng phương tiện khác nhau.
Thực hiện những thay đổi trên một sản phẩm hiện có, thay đổi một bảng mạch vốn chỉ khác biệt trong quy trình sản xuất, cũng sẽ yêu cầu phải được kiểm tra như vậy. Trừ khi có một cơ chế cải thiện giá hợp lý đề bù đắp cho khoản đầu tư, thì điều đó rất không hợp lý”

Người ngoài cuộc như chúng ta có thể không biết được những quy trình chứng nhận dài hơi mà các phương tiện phải trải qua trước khi chúng đến tay người tiêu dùng. Tuy nhiên, các nhà sản xuất xe hơi thực sự không quan tâm một con chip mới nhỏ hay lớn thế nào.Tất cả những gì họ quan tâm là nó có hoạt động đúng như mục đích và đã được kiểm định đúng quy cách hay không, Quigley nói.
Khi một sản phẩm được phát triển, các kỹ sư đã biết các IC có thể giúp đạt được nhu cầu của khách hàng lẫn OEM. Nó bị ràng buộc bởi chi phí, những hạn chế về thiết kế, hiệu suất, và những linh kiện đã có sẵn. Không có OEM nào đưa những yêu cầu về quy trình sản xuất IC của họ vào tài liệu sản phẩm cả. Chúng ta kỳ vọng linh kiện sẽ hoạt động như tài liệu đã ghi, khi chúng ta thiết kế sản phẩm dựa trên những tiêu chí kỹ thuật của IC”.
Quigley nói thêm rằng tìm cách thiết kế những con chip mới và những phương tiện mới sử dụng chúng cùng lúc sẽ gây ra nhiều vấn đề đau đầu hơn nữa.
Một vài lần tôi được tham gia vào quy trình phát triển sản phẩm kết hợp với phát triển IC mới, và chúng kết thúc một cách thảm hại, và không bao giờ đi đến được giai đoạn sản xuất. Đó là bởi, IC đó đang được phát triển, và sản phẩm sẽ sử dụng IC đó, trong khi ngày sản xuất lại trùng với ngày sản xuất của sản phẩm OEM. Sau đó, IC đó không thể sản xuất được, năng suất quá thấp khiến nó không hợp lý về mặt kinh tế đối với nhà sản xuất IC. Thất bại đó đã khiến sản phẩm đang phát triển bị trì hoãn bởi OEM phải nghiên cứu lại, thử nghiệm lại, và dự án kéo dài thêm nhiều tháng nữa với chi phí tăng cao”.

Nhu cầu khác nhau​

Các nhà sản xuất chip muốn thu nhỏ chip càng nhiều càng tốt để tối đa hoá hiệu năng sản xuất, các nhà sản xuất xe hơi cần nhiều thời gian để đảm bảo một con chip hoạt động đúng nhu cầu của họ. Mỗi ngành công nghiệp lại có nhiều lý do cho hành động của mình. Điều đó không thay đổi được sự thật rằng phải có một bên ra tay để giải quyết sự xung đột này. Judy Curran, giám đốc chiến lược xe hơi toàn cầu của Ansys, đã nói về khả năng hai bên có thể đi đến một thoả thuận:
Nếu các công ty bán dẫn đầu tư để mở rộng năng suất, họ sẽ cần tăng năng suất của các công nghệ mới hơn, đặc biệt khi các phương tiện ngày càng được trang bị các công nghệ ADAS và điện hoá vốn không thể hoạt động trên những node quy trình cũ” - Curran nói. “Tuy nhiên, ngành công nghiệp xe hơi vẫn sẽ cần nhiều loại chip trong thời gian tới. Qua nhiều năm, các kiến trúc điện sẽ thay đổi để tập trung vào những con chip siêu máy tính lớn hơn và ít tập trung vào những mạch vi điều khiển nhỏ, nhưng đường đến đó vẫn còn khá dài”
“Nói là vậy, nhưng chắc chắn vẫn có cơ hội để đưa những chức năng từ các linh kiện điện tử và các mạch điều khiển riêng biệt vào một số ít những con chip và hệ thống điện tử. Ví dụ, các SoC đã được ứng dụng thành công vào các trung tâm dữ liệu và các thiết bị di động, và các IC 3D thì mang lại giải pháp tích hợp cao hơn. Nhưng thách thức phải giải quyết, bao gồm những khó khăn và chi phí trong khâu thiết kế, vẫn còn đó”

Vì sao xe hơi luôn dùng công nghệ chip lỗi thời hơn smartphone?
Bãi xe bán của Honda tại Mỹ vắng bóng vì thiếu chip

Quá trình chuyển đổi sẽ phải mất rất lâu​

Chip dành cho xe hơi rồi sẽ được thu nhỏ lại, nhưng sẽ cần thời gian. Liệu việc các nhà sản xuất xe hơi thâu tóm và tích hợp một phòng nghiên cứu vào dây chuyền của họ có giúp họ ưu tiên quy trình sản xuất ra loại chip họ mong muốn hay không? Nếu các nhà sản xuất xe hơi muốn những con chip mà các công ty sản xuất bán dẫn không muốn làm, tại sao không tự mình làm luôn? Curran nói rằng đừng đặt cược vào điều đó, ít nhất thì theo đúng nghĩa đen.
Tôi không nghĩ các nhà sản xuất xe hơi sẽ đặt chân vào lĩnh vực sản xuất chip, nhưng tôi cho rằng họ sẽ tham gia vào các mối quan hệ đối tác chiến lược với các nhà cung ứng chip (cả lớn lẫn nhỏ) để đảm bảo đáp ứng được nhu cầu của họ cả về ngắn hạn lẫn dài hạn. Các nhà sản xuất xe hơi luôn tìm cách tự nghiên cứu và sản xuất hoặc thuê ngoài tuỳ thuộc vào những hạn chế về công nghệ và kinh doanh mà họ gặp phải”
Có lẽ bạn sẽ thấy những mối quan hệ như các đối tác sản xuất pin, xuất hiện trong ngành công nghiệp thời gian qua, như BlueOvalSK, hay liên doanh giữa Mercedes-Benz, Stellantis và Total.
Xét tầm quan trọng của những con chip, khi mà hiện nay chúng là rào cản đáng kể đối với các doanh nghiệp, các nhà sản xuất xe hơi sẽ phải tìm cách để sở hữu hoặc kiểm soát tốt hơn nguồn cung chip bằng cách hợp tác với các công ty thiết kế ASIC vốn đã và đang làm dịch vụ thiết kế tương tự cho các công ty mạng” - Curran nói. “Điều này không khác gì so với những công bố về pin mà chúng ta đang thấy trên lĩnh vực xe hơi điện. Dù các nhà sản xuất xe hơi nhiều khả năng không mua các nhà máy sản xuất chip, nhu cầu về chip sẽ thúc đẩy quá trình sáp nhập nhiều nhà máy nhỏ vào những công ty lớn hơn”
Theo thời gian, quá trình chuyển đổi sang công nghệ mới hơn sẽ diễn ra một cách tự nhiên, nhưng chắc chắn không đủ nhanh để giải quyết những vấn đề của hiện tại.
Tham khảo:
Jalopnik
 


Đăng nhập một lần thảo luận tẹt ga
Thành viên mới đăng
Top