Trong bối cảnh nhu cầu thiết bị điện tử tăng đột biến và khan hiếm chip bán dẫn trầm trọng, TSMC – công ty sản xuất chất bán dẫn tiên tiến của Đài Loan – được nhắc đến nhiều trên mặt báo. Cả Mỹ và Trung Quốc đều lệ thuộc vào nguồn cung các loại chip tinh vi bậc nhất với kích thước siêu nhỏ 5nm và sắp tới là 3nm của TSMC.
Tuy nhiên, chính TSMC cũng phụ thuộc vào một “người chơi” khác trong chuỗi cung ứng bán dẫn – ASML, một công ty trụ sở tại thành phố Veldhoven, Hà Lan. Đây là công ty duy nhất trên thế giới nắm công nghệ sản xuất máy quang khắc cực tím để sản xuất ra các loại chip hàng đầu.
Máy quang khắc của ASML
Công đoạn quan trọng nhất của quá trình sản xuất chip chính là việc tạo nên các đường khắc vô cùng nhỏ – chỉ bằng vài chục phần triệu bề rộng của sợi tóc người – trên bề mặt miếng bán dẫn (wafer), để tạo nên các điện cực cũng như các cổng điều khiển dòng điện chạy qua các cực đó. Ngay cả các nhà sản xuất chip lớn như Intel, Samsung và TSMC cũng phải mua máy quang khắc cho công đoạn này.
ASML không phải là công ty duy nhất sản xuất ra được máy quang khắc. Tuy nhiên, lợi thế của công ty Hà Lan so với các đối thủ cạnh tranh như Nikon và Canon của Nhật Bản là công nghệ quang khắc siêu cực tím (EUV) thế hệ mới, cho phép sản xuất ra các chip bán dẫn với kích thước siêu nhỏ. Đó là lý do tại sao dù không nổi tiếng như Apple, Intel hay Samsung, nhưng ASML là công ty công nghệ lớn thứ hai châu Âu về giá trị vốn hóa.
Phải mất mấy chục năm ASML mới phát triển thành công loại máy quang khắc hiện tại và đưa vào sản xuất khối lượng lớn năm 2017. Mỗi chiếc máy như vậy có giá 150 triệu USD, và cần đến 40 thùng container chở hàng, 20 xe tải và 3 chiếc máy bay Boeing 747 mới có thể giao được đến cho khách hàng.
Nỗ lực còn dài của Trung Quốc
Trước những cuộc tấn công của Mỹ nhắm vào các công ty công nghệ của mình như Huawei, Trung Quốc ngay từ năm 2014 đã thành lập quỹ đầu tư khổng lồ tập trung vào chip bán dẫn. Mục tiêu khi đó là Trung Quốc có thể tự chủ sản xuất được 40% lượng chip tiêu thụ trước năm 2020. Rõ ràng mục tiêu này không thành công. Theo Morgan Stanley ước tính năm ngoái các hãng công nghệ Trung Quốc chi ra 103 tỉ USD để mua chất bán dẫn, 17% trong số đó từ các nhà sản xuất trong nước.
Các công ty sản xuất chip nội địa Trung Quốc vẫn đang mở rộng khả năng đáp ứng nhu cầu chip của nước này, đặc biệt là cho thiết bị gia dụng thông minh và xe điện, cũng như siêu máy tính và điện thoại cao cấp. Trung Quốc không thể làm ra các loại chip hàng đầu mà thiếu đi chiếc máy quang khắc của ASML. Chính quyền của cựu tổng thống Trump đã thành công trong việc lobby công ty Hà Lan ngừng bán loại máy này cho Trung Quốc vào năm 2019, và chính quyền Biden vẫn không có dấu hiệu đi ngược lập trường này.
“Máy này chỉ duy nhất hãng ASML Hà Lan làm ra được”, theo Will Hunt, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm An ninh và Công nghệ mới nổi của Đại học Georgetown. Ông kết luận rằng Trung Quốc sẽ mất ít nhất một thập kỷ để chế tạo thiết bị tương tự. "Đối với Trung Quốc, đó là một điều đáng thất vọng”, ông nói.
Mỹ cũng chật vật trong cuộc chiến bán dẫn
Không riêng Trung Quốc, Mỹ cũng có tham vọng tự chủ nguồn cung chất bán dẫn cho nước mình. Quốc hội đang bàn thảo kế hoạch chi hơn 50 triệu USD để giảm bớt sự phụ thuộc vào các nhà sản xuất chip nước ngoài, đặc biệt là TSMC.
Một nghiên cứu gần đây của Tập đoàn Tư vấn Boston và Hiệp hội Công nghiệp chất bán dẫn ước tính rằng việc tạo ra một chuỗi cung ứng chip tự cung tự cấp sẽ mất ít nhất 1 nghìn tỷ USD và gây ra tăng mạnh giá thành chip và các sản phẩm điện tử.
Willy Shih, giáo sư quản lý tại Trường Kinh doanh Harvard, người nghiên cứu về chuỗi cung ứng, cho biết mục tiêu đó là “hoàn toàn không thực tế” đối với bất kỳ nước nào. Công nghệ của ASML “là một ví dụ tuyệt vời về lý do phải có thương mại toàn cầu”, theo giáo sư Shih.
Chuỗi cung ứng bán dẫn mang tính toàn cầu cao
Mặc dù nắm giữ vị trí quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn, chính ASML cũng mang tính toàn cầu cao độ. Chiếc máy quang khắc khổng lồ là sản phẩm của ba châu lục Á, Âu và Mỹ. ASML sử dụng gương kính của Đức, phần cứng phát triển ở San Diego (Mỹ), còn các hóa chất và linh kiện chủ chốt thì từ Nhật Bản.
“Đó chắc chắn là cỗ máy phức tạp nhất mà con người từng chế tạo ra”, Darío Gil, phó chủ tịch cấp cao của IBM cho biết.
Theo Peter Wennink, giám đốc điều hành của ASML, việc thiếu vốn trong những năm đầu phát triển của công ty (thập niên 1990), đã khiến ASML phải tích hợp các phát minh từ các nhà cung cấp chuyên biệt, tạo ra cái mà ông gọi là “mạng tri thức hợp tác”.
“Chúng tôi buộc phải không làm những gì người khác làm tốt hơn”, ông nói.