Lợi thế của người Hàn để lật đổ Sony ở thị trường cảm biến hình ảnh

Cảm biến hình ảnh đang có mức tăng trưởng ấn tượng và là phân khúc được nhắc đến nhiều gần đây. Khi 5G phổ biến, "con mắt" của thiết bị máy móc chính là cảm biến hình ảnh và nó sẽ trở nên thiết yếu với hạ tầng công nghệ cao của tương lai.

Vì vậy, cuộc chiến tại thị trường cảm biến hình ảnh cũng rất được chú ý. Phân khúc chiếm phần nhiều nhất và màu mỡ nhất chính là di động, thiết bị đang chạy đua ráo riết về tính năng camera khiến cảm biến trở thành mặt hàng sốt dẻo. Trong quá khứ, cảm biến hình ảnh CMOS (CIS) từng phải cạnh tranh gay gắt với cảm biến CCD, nhưng giờ nó đã thống trị ngành công nghiệp.

Theo số liệu thống kê của KIWOOM Securities, quy mô năm 2018 của thị trường cảm biến hình ảnh lên tới gần 14 tỷ USD, trong đó thiết bị di động gồm smartphone và tablet chiếm tới 68%. Con số không thể bị đánh bại bởi các phân khúc như máy tính (9%), an ninh (6%), xe hơi (5%) và máy móc công nghiệp (4%). Dự báo những năm tới, các phân khúc di động, xe hơi và máy móc công nghiệp sẽ tăng trưởng nhanh nhất.

Di động là phân khúc lớn nhất của thị trường cảm biến hình ảnh (ảnh: KIWOON)

Các hãng smartphone đang chạy đua camera đa ống kính, mỗi chiếc máy có từ ba đến bốn ống kính ở mặt lưng. Tổng cộng, trung bình mỗi máy sẽ có bốn ống kính, số ít thậm chí có thể lên tới năm nếu dùng camera selfie kép. Nhu cầu về cảm biến hình ảnh sẽ bùng nổ, lên tới hơn 5 tỷ đơn vị được giao chỉ tính trên smartphone vào năm 2023.

Như vậy, các công ty kinh doanh cảm biến hình ảnh cần phải chuẩn bị thật tốt cho cuộc chiến sắp tới, sẽ còn khốc liệt hơn nhiều lần khi mà nhu cầu tiếp tục vượt quá nguồn cung. Tại đây, người Hàn Quốc với hai đại diện là SK Hynix và Samsung vẫn đang nỗ lực để bắt kịp với kẻ dẫn đầu, Sony của Nhật Bản, hay thậm chí ôm mộng giành quyền thống trị.

Một trong những lợi thế của người Hàn là ở vị thế sẵn có ở thị trường DRAM. Quy trình sản xuất cảm biến CMOS khá tương đồng với chip nhớ DRAM. Do vậy, có những cái có thể đưa sang để sản xuất cảm biến cao cấp giúp cắt giảm chi phí. Trên cuộc đua đường dài, kẻ nào có lợi thế hạ thấp chi phí sẽ nắm nhiều lợi thế hơn.

Samsung và SK Hynix là hai công ty dẫn đầu thị trường DRAM toàn cầu (ảnh: TechPowerUp)

SK Hynix là một điển hình khi họ đã áp dụng công nghệ xử lý rãnh DRAM để loại bỏ hiện tượng nhiễu xạ giữa các diode nhạy sáng. Cùng với đó, đang tiến hành nghiên cứu để giảm thiểu tối đa tình trạng rò rỉ tín hiệu photon mỗi khi điểm ảnh hấp thụ ánh sáng, bằng cách dùng vách ngăn kim loại. Ngay cả Samsung cũng đang mang những kinh nghiệm xử lý chip nhớ của mình sang hỗ trợ phát triển cảm biến ISOCELL.

Cả hai đều kỳ vọng với vị thế sẵn có và kinh nghiệm nhiều năm trong ngành sản xuất DRAM, sẽ giúp họ thu hẹp khoảng cách với người dẫn đầu. Một lợi thế mà Sony không có và người Hàn đặt cược vào khai thác khía cạnh khác biệt này. Trình độ kỹ thuật của Sony vẫn được giới chuyên môn đánh giá vượt trội trong ngành, nên họ cần tận dụng mọi thứ để vượt qua nó.

Hiện tại, SK Hynix đang sử dụng các dây chuyền cảm biến với đường kính wafer 8 inch và 12 inch. Năng suất của dây chuyền 12 inch đã tăng 60% trong năm nay. Và họ tiếp tục đẩy mạnh chuyển đổi dây chuyền DRAM sang cảm biến CMOS. Đến cuối 2020, năng suất có thể tăng nhiều hơn nữa.

Công nghệ sản xuất DRAM được Samsung ứng dụng sang cảm biến ISOCELL (ảnh: Samsung)

Đối với Samsung, việc mở rộng dây chuyền wafer 12 inch vẫn đang diễn ra, song song với khai thác dây chuyền 8 inch hiện tại. Chuyển đổi dây chuyền sản xuất DRAM lỗi thời là cách nhanh nhất để họ tăng tốc trên đường đua. Năm 2018, Samsung có 11 dây chuyền thì đến 2020, dự kiến sẽ hoàn thành chuyển đổi 13.

Trong khi SK Hynix và Samsung tất bật tối ưu hóa dây chuyền bán dẫn sẵn có sang mục đích mới là cảm biến CMOS, Sony phải đi con đường vất vả và tốn kém hơn. Công ty Nhật Bản tiếp tục mở rộng dây chuyền sản xuất 12 inch tại Nhật, thông qua khoản đầu tư hơn 900 triệu USD xây dựng nhà máy mới. Sẽ tốn nhiều thời gian cho tới khi năng suất dây chuyền ổn định.

Tuy có thị phần lớn nhất ngành cảm biến, Sony lại phải đối mặt với áp lực từ các khách hàng. Chính quan chức đại diện cũng phải thừa nhận "tính hết mọi khoản đầu tư để mở rộng sản xuất cũng vẫn chưa đủ", cho thấy tình thế bí bách của người Nhật. Các dây chuyền của họ đang chạy hết công suất nhưng cũng không đáp ứng hết lượng đơn hàng đổ về.

Sony gặp rắc rối trong việc mở rộng năng suất và chịu gánh nặng về chi phí đầu tư (ảnh: TechRadar)

Tình hình cấp bách đến mức Sony phải "cầu cứu" TSMC. Lần đầu tiên công ty Nhật Bản chấp nhận sản xuất cảm biến hình ảnh thông qua bên thứ ba. Bước đầu là một dây chuyền tiến trình 40nm sẽ vận hành trong năm nay, mới đây nhất là yêu cầu xây dựng hẳn dây chuyền 28nm mới, độc quyền sản xuất cảm biến hình ảnh cao cấp.

Có thể thấy, cuộc chiến tại thị trường cảm biến hình ảnh đang sắp bước vào giai đoạn khốc liệt mới. Năm 2021 khi mạng 5G nở rộ, smartphone 5G với camera được đầu tư mạnh sẽ tạo ra nhu cầu rất lớn. Xe tự hành và các nhà máy tự động hóa cũng sẽ là những đối tượng đầu tiên tận dụng mạng viễn thông thế hệ thứ năm để nâng cấp. Nếu không đảm bảo về năng suất, bất kỳ ai cũng sẽ thua cuộc vì bỏ lỡ làn sóng này.

Dù là SK Hynix và Samsung của Hàn Quốc, hay Sony của Nhật Bản, không ai lại muốn phạm phải sai lầm đó. Trước mắt xét về khía cạnh tối ưu chi phí, có vẻ người Hàn đang nắm ưu thế hơn.

Ambitious Man (Tham khảo SKhynix)