Vì sao Nhật Bản "trải thảm" mời TSMC xây nhà máy chip?

Ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản đã thu hút được sự chú ý khi cuộc đua chế tạo chip ngày càng mạnh mẽ và phát triển theo chiều hướng tốt.

Việc Nhật Bản tập trung công nghệ để thu nhỏ tiến trình sản xuất chip đã thu hút TSMC, nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới đến từ Đài Loan, thành lập một trung tâm nghiên cứu và phát triển (R&D) mới ở nước này.

TSMC được biết đến là đối tác gia công chip theo hợp đồng số một thế giới. Kế hoạch của TSMC ở Nhật Bản là hợp tác với một số công ty địa phương, dẫn đầu trong lĩnh vực bán dẫn. Trong số các đối tác của TSMC, có thể kể đến nhà cung cấp vật liệu JSR, đóng gói chip Ibiden hay đơn vị sản xuất thiết bị cắt Disco.

Đối với các quan chức Tokyo , động thái của TSMC đánh dấu quan hệ hợp tác tín nhiệm giữa đôi bên. Trước đó, chính phủ Nhật Bản từng đề ra nhiều sáng kiến đổi mới ngành bán dẫn nhưng đều thất bại.

Giờ đây, mối quan hệ hợp tác với TSMC được kỳ vọng thúc đẩy khả năng cạnh tranh của Nhật Bản về công nghệ bán dẫn 3D, đưa quốc gia này lên vị trí tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển chip.

"Nếu không có Ibiden, chúng tôi đã không thể thu hút TSMC đến Nhật Bản", một quan chức cấp cao của Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) cho biết. Nhờ đó, trung tâm phát triển xử lý thần kinh Đài Loan – Nhật Bản đã được thành lập và đặt tại Viện Khoa học Công nghệ Tiên tiến Quốc gia ở Tsukuba, một thành phố phía đông bắc Tokyo.

Mục tiêu của các nhà nghiên cứu là ứng dụng 3D vào một số lĩnh vực liên quan đến phân lớp các thành phần chip. Điều này cho phép các vi xử lý vượt ra ngoài giới hạn của việc thu nhỏ hai chiều.

Tích hợp công nghệ 3D làm giảm năng lượng cần thiết để truyền dữ liệu đến khoảng một phần nghìn công trình 2D. Các hệ thống sử dụng chất bán dẫn sẽ có thể tiết kiệm năng lượng trên quy mô lớn. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp các trung tâm dữ liệu tiết kiệm năng lượng hơn và nâng cao hiệu suất của các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

Được biết, Intel của Mỹ và Samsung Electronics của Hàn Quốc cũng đang cạnh tranh trong lĩnh vực này. Sản xuất chất bán dẫn được chia thành hai quy trình lớn.

Các quy trình front-end giúp tạo thành hình mẫu mạch trên tấm silicon. Ngược lại, khâu back-end bao gồm những công việc từ lắp ráp đến thử nghiệm, được xem là một thế mạnh của ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản, vốn nhường vị trí dẫn đầu cho phát triển front-end vào những năm 1980.

Để xếp chip và chất nền, các lớp cần phải được căn chỉnh với độ chính xác cao. Nhưng đó không phải là tất cả. Việc tích hợp 3D vào thực tế đòi hỏi phải có bí quyết sản xuất toàn diện để tăng năng suất và loại bỏ nhiệt.

TSMC đã công bố thành lập công ty con của mình tại Trung tâm R&D 3DIC Nhật Bản vào tháng 2, thực hiện một phần kế hoạch của METI nhằm thu hút công ty đến quốc gia này. Khi METI công bố danh sách hơn 20 doanh nghiệp đối tác của TSMC vào ngày 31/5, giá cổ phiếu của các công ty có tên đều tăng vọt.

Trung tâm R&D của TSMC sẽ phần nào giúp loại bỏ các rủi ro do hạn chế đi lại mà Covid-19 gây ra, cũng như hạn chế về thủ tục giấy tờ cần thiết để vận chuyển vật liệu qua biên giới. Điều này sẽ giảm bớt trở ngại cho việc hợp tác đối với các nhà cung cấp vật liệu vừa và nhỏ của Nhật Bản.

Nhu cầu tích hợp 3D đã nảy sinh từ những hạn chế của quá trình thu nhỏ dây chuyền sản xuất. Việc trang bị nhiều mạch hơn vào mỗi khuôn chip chỉ mang đến những cải thiện nhỏ về hiệu suất, dẫn đến lợi tức đầu tư giảm dần.

Định luật Moore, vốn cho rằng số lượng bóng bán dẫn sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18 tháng, thì nay lại dần rơi vào dĩ vãng khi tốc độ tiến bộ của các nhà sản xuất chậm hơn so với những gì định luật đề ra. Intel và các tên tuổi lớn đã nhiều lần trì hoãn lộ trình thu nhỏ, khiến cho việc TSMC giao thiết bị sản xuất tối tân cho Intel bị chậm trễ trong khi lượng hàng tồn kho sắp cạn kiệt.

Việc ứng dụng 3D mang lại cơ hội phát triển cho công nghệ sản xuất chip, giúp vượt ra ngoài việc thu nhỏ để cải thiện hiệu suất. Các quy trình back-end sẽ là chìa khóa để hiện thực hóa giai đoạn tiến bộ tiếp theo này.

Bên cạnh đó, không thể không nhắc đến nhân tố thúc đẩy là sự tập trung của nhu cầu chip từ các ngành công nghiệp tự động hóa và robot. Các lĩnh vực này sẽ yêu cầu chất bán dẫn chuyên dụng phù hợp với nhu cầu của từng nhà sản xuất.

Hơn nữa, tích hợp 3D cũng sẽ nâng cao tính đa dạng hóa của chất bán dẫn. Các công ty sản xuất chip có thể hợp tác chặt chẽ với đối tác là những công ty điện tử Nhật Bản, chẳng hạn như TDK, Murata Manufacturing và Rohm, để sản xuất mạch tích hợp lai, kết hợp các linh kiện điện tử với chất bán dẫn.

Trong tháng này, METI đã bắt tay vào sáng kiến ​​thu hút các nhà sản xuất chip nước ngoài đến Nhật Bản và thúc đẩy ngành sản xuất chất bán dẫn tiên tiến trong nước.

Masaki Tone, quan chức METI phụ trách chiến lược thiết bị và bán dẫn, cho biết: "Chúng tôi muốn thấy các nhà máy bán dẫn được xây dựng trên đất Nhật Bản càng sớm càng tốt, nhưng thực tế là Nhật Bản cần phải cải thiện thế mạnh của mình trước tiên".

Mặc dù Nhật Bản có lợi thế ở mảng back-end, nhưng hầu hết các công ty liên quan đều có quy mô nhỏ và thiếu nguồn lực. Điều đó khiến họ gặp bất lợi trong ngành bán dẫn, lĩnh vực đòi hỏi vốn và chi phí R&D liên tục tăng cao.

Ngọc Diệp (Theo Nikkei)

Đánh giá gần đây
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 "Trên tay" cây cung của các tuyển thủ Olympic: rất nhiều công nghệ

2 Toyota đã nhận định sai về xe điện, giờ họ muốn kéo dài 'sự sống' của xe xăng

3 Vì sao bếp từ an toàn và tiết kiệm thời gian hơn bếp ga và bếp hồng ngoại?

4 Đây là 9 loài mèo lớn nhất thế giới

5 Bất ngờ lý do các nhà vô địch Olympic hay cắn huy chương khi lên bục nhận giải

Tin Liên quan
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW