Làm thế nào một công ty Hà Lan thống trị ngành công nghiệp chip toàn cầu?

Trên tờ firstpost, tác giả Mehul Reuben Das cho biết ASML Holdings là công ty duy nhất trên thế giới sở hữu công nghệ và chế tạo máy móc để tạo ra chip vật lý từ các tấm silicon (silicon wafer). Các nhà sản xuất chip như TSMC, NVIDIA và Intel sẽ không thể tạo ra những con chip nếu không có công nghệ máy quang khắc cực tím EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) của ASML. Nhưng bạn có bao giờ thắc mắc tại sao EUV là thứ không thể thiếu hay thay thế?

Khi chúng ta nói về độc quyền theo nghĩa kinh tế, một từ xuất hiện trong đầu là OPEC - Tổ chức các nước xuất khẩu dầu mỏ. Đây là một tổ chức được thành lập bởi Iran, Iraq, Kuwait, Saudi Arabia và Venezuela, những quốc gia từng là nhà xuất khẩu dầu thô lớn nhất.

Sự hình thành của OPEC cho phép các quốc gia này về cơ bản đặt ra các quy tắc và quan trọng hơn là giá bán dầu thô cho các quốc gia khác. OPEC đã và đang tiếp tục là độc quyền theo nghĩa chân thực nhất của từ này. 

Tương tự vậy, trong thời kỳ đầu của ngành bán dẫn, để xây dựng tiêu chuẩn máy quang khắc, Bộ Năng lượng MỸ đã dẫn đầu tạo ra một liên minh bao gồm IBM, Intel, AMD, Motorola và các công ty công nghệ khác, cũng như ba phòng thí nghiệm lớn là Lawrence Livermore, Sandia và Lawrence Berkeley. Liên minh này sau đó đã tạo ra một bước đột phá trong công nghệ ánh sáng cực tím và sau đó đưa ASML trở thành nhà sản xuất chính của máy quang khắc EUV. 

Bán dẫn và chip silicon được tạo ra như thế nào?

Cho dù bạn nói về TSMC, NVIDIA, Intel, AMD hay bất kỳ gã khổng lồ công nghệ nào khác sản xuất chip silicon của riêng mình, họ đều tuân theo cùng một quy trình. Tất cả các nhà sản xuất chip này đều sử dụng một tấm silicon lớn gọi là tấm wafer, dù tin hay không thì tùy, chúng được tạo ra bằng một loại cát đặc biệt. Sau đó, các nhà sản xuất cắt các tấm wafer này thành các lớp mỏng và các miếng nhỏ hơn, sau đó được đóng gói và lập trình theo các trường hợp sử dụng của chúng. Sau khi hoàn thành, các gói chứa chip silicon này sẽ được gửi đi để sử dụng trong các sản phẩm khác nhau.

Công nghệ mà tất cả các nhà sản xuất này sử dụng để cắt miếng wafer đó được gọi là in thạch bản cực tím (ultraviolet lithography - UVL). Giờ đây, có nhiều loại kỹ thuật in thạch bản khác nhau tuỳ theo mức độ mịn hay mỏng của tấm wafer được cắt lát. Quá trình này được đo bằng nm (nanomet).

Ví dụ, Apple sẽ bắt đầu sản xuất chip silicon thế hệ tiếp theo của họ bằng quy trình 3nm. Các lát wafer mà nhà sản xuất chip có thể cắt càng mịn thì bộ xử lý sẽ hoạt động càng nhanh và hiệu quả hơn. Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất chip luôn cố gắng tạo ra quy trình sản xuất chip thấp hơn hoặc tốt hơn.

Vậy vai trò của ASML ở đâu trong quá trình này? Công nghệ in khắc tia cực tím được sử dụng bởi tất cả các nhà sản xuất chip này thuộc sở hữu của ASML. Ngoài ra, máy móc mà các nhà sản xuất chip sử dụng để cắt các tấm wafer, được sản xuất bởi ASML.

ASML làm gì?

Công nghệ mới nhất để cắt các tấm silicon mỏng được gọi là EUV (Extreme Ultraviolet lithography). ASML là công ty duy nhất có công nghệ xây dựng máy móc sản xuất chip bằng kỹ thuật in khắc cực tím và như các nhà sản xuất chip đã tuyên bố, EUV là tương lai của các tấm wafer được cắt mỏng.

Ngoài ra còn có một phương pháp hoặc công nghệ khác để cắt các tấm wafer, được gọi là Deep Ultraviolet Lithography (DUV), nhưng đó là một cách cũ hơn và kém hiệu quả hơn. Khi chúng ta xem xét kỹ thuật in khắc bằng tia cực tím, ASML có một số đối thủ cạnh tranh từ các đối thủ như Canon và Nikon, nhưng ngay cả trong trường hợp như vậy, ASML vẫn chiếm khoảng 62% thị trường.

Mặc dù DUV là một phương pháp cũ và không hiệu quả, nhưng nó vẫn phức tạp đến mức Trung Quốc vẫn chưa thể sao chép nó. Và khả năng sớm có thể sao chép EUV hoặc thiết kế ngược nó, ngay cả khi Trung Quốc có thể chạm tay vào một trong các máy của ASML dường như là không thể.

ASML bán máy cắt chip EUV của mình với giá khoảng 200 triệu USD/bộ và tất cả các nhà sản xuất chip lớn, bao gồm Intel, NVIDIA và TSMC đều phải mua những chiếc máy này. TSMC của Đài Loan có một thỏa thuận đặc biệt với ASML vì họ đã từng mua máy móc của họ trước Intel, Samsung và các nhà sản xuất chip lớn khác. Do đó, TSMC và các công ty sử dụng silicon của họ có một chút lợi thế so với các đối thủ.

Ảnh hưởng của Hà Lan đối với thương mại silicon toàn cầu

Mỹ chỉ mới tham gia vào ngành thương mại silicon toàn cầu gần đây khi thực tế đã mua được con đường của mình để tham gia vào ngành này, bằng cách cho phép TSMC và Intel thành lập các nhà máy ở Mỹ với mức hỗ trợ và giảm thuế cao. Lý do tại sao Mỹ muốn có một thị phần lớn hơn trong ngành công nghiệp silicon toàn cầu hiện nay là vì Trung Quốc.

Các nước phương Tây, chủ yếu là Mỹ đã cố gắng áp đặt tất cả các loại quy định và cấm vận thương mại đối với các quốc gia như Nhật Bản và Hà Lan, chủ yếu để Trung Quốc không có quyền tiếp cận sản xuất chip EUV, và mở rộng ra, tiếp theo là thế hệ chip và phần cứng điện tử. Đây cũng là lý do tại sao Mỹ ra sức thuyết phục Hà Lan áp đặt các biện pháp trừng phạt đối với ASML và ngăn họ giao dịch với Trung Quốc. Về phía ASML, họ đã tạm dừng giao dịch với Trung Quốc và không bán bất kỳ máy móc EUV mới mà thay vào đó là các cấu phần máy móc DUV cũ.

Tuy nhiên, Hà Lan đã cho biết sẽ không bị tác động trước yêu cầu áp đặt lệnh trừng phạt đối với Trung Quốc của Mỹ. Liesje Schreinemacher, Bộ trưởng Bộ thương mại quốc tế Hà Lan đã khẳng định rằng sẽ chủ trì các cuộc thảo luận với các đối tác của mình như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Đức và Pháp.

Hơn nữa, ASML đã làm việc trên một thế hệ máy in thạch bản mới có tên là high-NA-EUV. High-NA-EUV sẽ cho phép các nhà sản xuất chip tạo ra bộ xử lý 2nm, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sản xuất chip./.