Bài viết này sẽ phân tích chi tiết cấu trúc hiện tại của chuỗi giá trị bán dẫn toàn cầu, làm rõ vai trò của các công ty lớn và những điểm nghẽn công nghệ. Đồng thời, tập trung vào sự tham gia của ba quốc gia châu Á: Ấn Độ với tham vọng thiết kế và sản xuất, Malaysia với vị thế vững chắc trong khâu đóng gói và kiểm thử, và Việt Nam – một điểm đến đầu tư chiến lược tiềm năng.
Ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu được dự báo sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ, có thể đạt quy mô 1 nghìn tỷ USD vào năm 2030, nhờ các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo (AI), 5G và Internet vạn vật (IoT). Để tạo ra một con chip hoàn chỉnh, cần một chuỗi cung ứng toàn cầu chuyên môn hóa cao, trải dài qua nhiều quốc gia. Chuỗi giá trị này có thể được chia thành các công đoạn chính sau:
Chuỗi giá trị toàn cầu hiện tại
Ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu được cấu thành từ hệ sinh thái phức tạp, gồm nhiều lớp (layer) chuyên môn hóa cao độ. Có thể hình dung cấu trúc này qua hai mô hình kinh doanh chính: mô hình tích hợp theo chiều dọc truyền thống và mô hình chuyên môn hóa theo từng công đoạn. Mỗi lớp đều đóng một vai trò không thể thiếu, tạo nên một mạng lưới phụ thuộc lẫn nhau trên quy mô toàn cầu.
Lớp trên cùng: các nhà sản xuất thiết bị tích hợp (IDMs – Integrated Device Manufacturers)
Đây là mô hình kinh doanh nguyên thủy của ngành bán dẫn, nơi các “gã khổng lồ” truyền thống làm chủ toàn bộ quá trình từ khâu nghiên cứu, thiết kế, sản xuất (chế tạo) cho đến đóng gói và bán sản phẩm cuối cùng. Các công ty IDM sở hữu nhà máy riêng và kiểm soát chặt chẽ chuỗi cung ứng của mình. Lớp này có thể được chia thành hai phân khúc chính dựa trên loại sản phẩm:
- Chip Logic và Analog (Logic/Analog): Phân khúc này bao gồm những tên tuổi lâu đời như Intel (Mỹ), Texas Instruments (Mỹ), và các công ty châu Âu hàng đầu như NXP (Hà Lan), Infineon (Đức), và STMicroelectronics (Pháp-Ý). Họ tập trung vào việc sản xuất các bộ vi xử lý (CPU), vi điều khiển và các loại chip analog. Các sản phẩm này là thành phần cốt lõi trong máy tính cá nhân, thiết bị công nghiệp, và đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô, nơi các chip quản lý năng lượng, cảm biến và điều khiển đóng vai trò sống còn.
- Chip bộ nhớ (Memory): Đây là lĩnh vực bị thống trị bởi một nhóm nhỏ các công ty, chủ yếu đến từ Hàn Quốc và Mỹ. Samsung và SK Hynix (Hàn Quốc) cùng với Micron (Mỹ) chiếm lĩnh thị trường sản xuất các loại chip nhớ thiết yếu như DRAM (dùng làm RAM cho máy tính, điện thoại) và NAND Flash (dùng trong ổ cứng SSD và bộ nhớ lưu trữ). Lĩnh vực này đòi hỏi vốn đầu tư cực lớn vào các nhà máy sản xuất quy mô khổng lồ để đạt được hiệu quả kinh tế.
Lớp chuyên môn hóa (Layer Specialisation)
Mô hình kinh doanh hiện đại và phổ biến nhất hiện nay là chuyên môn hóa, nơi các công ty chỉ tập trung vào một công đoạn duy nhất mà họ có thế mạnh nhất. Mô hình này đã thúc đẩy sự đổi mới và hiệu quả, tạo ra chuỗi giá trị linh hoạt và năng động hơn.
- Thiết kế không nhà máy (Fabless design): Đây là những công ty chỉ tập trung vào khâu sáng tạo: nghiên cứu và thiết kế chip. Họ không sở hữu bất kỳ nhà máy sản xuất nào mà thuê ngoài hoàn toàn quá trình chế tạo. Mô hình này cho phép họ tập trung toàn bộ nguồn lực vào R&D để tạo ra những con chip mạnh mẽ nhất. Các ví dụ tiêu biểu thống trị thị trường hiện nay là NVIDIA (chuyên về GPU cho AI và gaming), Qualcomm (chip cho điện thoại di động), Broadcom (chip mạng và truyền thông), và MediaTek (Đài Loan, chip cho thiết bị di động tầm trung).
- Xưởng đúc (Foundries): Các xưởng đúc là đối tác sản xuất của các công ty fabless. Họ nhận bản thiết kế và sử dụng các nhà máy trị giá hàng chục tỷ đô la của mình để chế tạo chip theo hợp đồng. TSMC (Đài Loan) là ví dụ điển hình và là xưởng đúc độc lập lớn nhất thế giới, nắm giữ công nghệ sản xuất tiên tiến nhất. Các công ty khác trong lĩnh vực này bao gồm GlobalFoundries (Mỹ), UMC (Đài Loan), và SMIC (Trung Quốc). Đáng chú ý, Samsung vừa là một IDM sản xuất chip nhớ, vừa có mảng kinh doanh xưởng đúc riêng biệt, cạnh tranh trực tiếp với TSMC.
- Lắp ráp & Kiểm tra thuê ngoài (OSATs – Outsourced Semiconductor Assembly and Test): Sau khi chip được sản xuất trên các tấm wafer tại xưởng đúc, chúng sẽ được chuyển đến các công ty OSAT. Đây là những chuyên gia thực hiện công đoạn cuối cùng: cắt các con chip riêng lẻ, lắp chúng vào vỏ bảo vệ, kết nối các chân cắm, và thực hiện kiểm tra toàn diện để đảm bảo chất lượng trước khi đến tay người tiêu dùng. Các công ty hàng đầu trong lĩnh vực này là Amkor (Mỹ) và ASE Group (Đài Loan).
Lớp hỗ trợ (Supporting)
Đây là lớp nền tảng thầm lặng nhưng không thể thiếu của toàn bộ ngành công nghiệp. Các công ty ở lớp này cung cấp những công cụ, vật liệu và tài sản trí tuệ thiết yếu cho cả IDM và các công ty chuyên môn hóa. Nếu không có lớp hỗ trợ, không một con chip nào có thể được tạo ra.
- Lõi IP (IP Core) & Phần mềm EDA (EDA Software): Để thiết kế một con chip phức tạp, các kỹ sư không bắt đầu từ con số không. Họ sử dụng các “bản thiết kế” mẫu đã được chứng nhận (lõi IP) cho các chức năng cơ bản và sử dụng các phần mềm chuyên dụng (EDA – Tự động hóa thiết kế điện tử) để tích hợp chúng lại. Arm (Anh) là công ty thống trị thị trường IP cho bộ xử lý di động. Trong khi đó, bộ ba công ty Synopsys, Cadence (Mỹ) và Mentor (thuộc Siemens của Đức) độc quyền thị trường phần mềm EDA.
- Nhà cung cấp vật liệu (Material suppliers): Các công ty này cung cấp nguyên liệu thô với độ tinh khiết cực cao, quan trọng nhất là các tấm silicon wafer. Shin-Etsu (Nhật Bản) và Soitec (Pháp) là những nhà cung cấp wafer hàng đầu thế giới.
- Nhà sản xuất thiết bị (Equipment Manufacturers): Đây chính là “điểm nghẽn” chiến lược và là nơi tập trung công nghệ tinh vi nhất của toàn ngành. Các công ty này chế tạo những cỗ máy phức tạp, trị giá hàng trăm triệu đô la, dùng để sản xuất chip trong các nhà máy. Không có thiết bị của họ, không một nhà máy nào có thể hoạt động. Các tên tuổi thống trị tuyệt đối bao gồm ASML (Hà Lan), Applied Materials (Mỹ), Lam Research (Mỹ), và Tokyo Electron (Nhật).
Phụ thuộc chéo toàn cầu và vai trò đặc biệt của châu Âu
Cấu trúc đa lớp này đã tạo ra một thực tế không thể chối cãi:
Không một công ty hay quốc gia nào có thể tự chủ hoàn toàn trong toàn bộ chuỗi giá trị bán dẫn.
Các công ty thiết kế fabless của Mỹ như NVIDIA hoàn toàn phụ thuộc vào các xưởng đúc ở châu Á như TSMC. Ngược lại, tất cả các nhà máy sản xuất, từ IDM như Intel đến xưởng đúc như TSMC, đều phụ thuộc một cách sống còn vào một số ít các nhà cung cấp thiết bị và vật liệu từ Mỹ, Nhật Bản và Châu Âu.
Trong mạng lưới phức tạp này, vai trò của Châu Âu thường bị đánh giá thấp nhưng lại cực kỳ quan trọng. Châu Âu có thể không phải là người dẫn đầu trong việc sản xuất chip thành phẩm số lượng lớn như bộ nhớ hay có xưởng đúc quy mô như TSMC. Tuy nhiên, châu lục này lại nắm giữ vị thế không thể thiếu trong các phân khúc hỗ trợ và các lĩnh vực chuyên biệt mang tính chiến lược.
Điển hình nhất chính là ASML của Hà Lan, công ty độc quyền toàn cầu về máy quang khắc EUV—công nghệ bắt buộc để sản xuất các con chip tiên tiến nhất (dưới 7nm). Bất kỳ quốc gia nào muốn xây dựng một ngành công nghiệp bán dẫn hiện đại đều không thể không có máy móc của ASML. Ngoài ra, Châu Âu còn rất mạnh về các IDM sản xuất chip Logic/Analog cho ngành ô tô và công nghiệp như NXP, Infineon, và STMicroelectronics, những lĩnh vực đòi hỏi độ tin cậy và an toàn cao. Châu Âu cũng là quê hương của các nhà cung cấp vật liệu hàng đầu như Soitec (Pháp) và Siltronic (Đức), cũng như có vai trò quan trọng trong phần mềm thiết kế thông qua Mentor Graphics, một công ty con của Siemens (Đức). Vị thế vững chắc trong các “điểm nghẽn” công nghệ này mang lại cho Châu Âu tầm ảnh hưởng chiến lược to lớn trong cuộc đua bán dẫn toàn cầu.
Đọc thêm Cuộc đua thế kỷ (Phần 5): ASML | Phân tích sâu – Ngẫm
Tập trung vào công suất sản xuất wafer bán dẫn toàn cầu vào năm 2021 cho thấy một bức tranh rõ ràng về sự tập trung quyền lực, chuyên môn hóa khu vực và những rủi ro địa chính trị tiềm ẩn.
Đài Loan và Hàn Quốc là hai cường quốc trong lĩnh vực sản xuất chip, thống trị thế giới về cả quy mô và công nghệ chế tạo.
- Quy mô sản xuất: Đài Loan (4,45 triệu wafer/tháng) và Hàn Quốc (4,25 triệu wafer/tháng) chiếm khoảng 42% tổng công suất sản xuất chip toàn cầu, cung cấp nền tảng silicon cho ngành công nghệ thế giới.
- Công nghệ tiên tiến (dưới 10nm): Sự thống trị của họ thể hiện rõ nhất ở phân khúc chip tiên tiến nhất, vốn dùng cho điện thoại thông minh cao cấp, trung tâm dữ liệu và AI.
- Đài Loan dành 20,8% công suất cho chip dưới 10nm.
- Hàn Quốc dành 12,9% công suất cho chip dưới 10nm.
- Các khu vực khác hầu như không có năng lực đáng kể ở phân khúc này.
Ngoài tập trung quyền lực, phân công lao động địa lý được thể hiện rõ ràng, nơi mỗi khu vực phát triển một thế mạnh chuyên biệt để phục vụ các nhu cầu khác nhau của kinh tế toàn cầu.
- Hàn Quốc: Gần 68% tổng công suất tập trung vào công nghệ dưới 20nm, Hàn Quốc thống trị thị trường chip nhớ (DRAM, NAND). Ngành này đòi hỏi sản xuất hàng loạt trên quy mô lớn với công nghệ cao để tối ưu chi phí và hiệu năng, đây là thế mạnh của các công ty như Samsung và SK Hynix.
- Châu Âu: Gần 75% công suất của họ dành cho chip thế hệ cũ (trên 40nm). Đây là sự chuyên môn hóa phù hợp, vì các ngành công nghiệp cốt lõi của Châu Âu như ô tô, tự động hóa công nghiệp và thiết bị y tế cần các chip bền, tin cậy và chi phí hợp lý, không nhất thiết phải là chip 5nm mới nhất.
- Trung Quốc, Bắc Mỹ và Nhật Bản: Tính đến năm 2021, phần lớn công suất của Trung Quốc và Bắc Mỹ tập trung vào các tiến trình cũ hơn (trên 20nm). Họ là nhà cung cấp quan trọng cho thị trường sản phẩm điện tử tiêu dùng, thiết bị viễn thông và các ứng dụng công nghiệp không đòi hỏi hiệu năng cao. Nhật Bản cũng có cơ cấu sản xuất tập trung vào công nghệ cũ (hơn 42% công suất là trên 40nm). Các khu vực này chưa thể cạnh tranh trực tiếp với Đài Loan và Hàn Quốc ở phân khúc công nghệ cao nhất.
Tuy nhiên, nên nhớ, số liệu này vào năm 2021, nếu bạn muốn có cái nhìn cập nhật hơn về khả năng chip nội địa Trung Quốc tới nay, có thể đọc lại bài trước.
Đọc thêm Cuộc đua thế kỷ (Phần 6): Giấc mơ chip của Trung Quốc | Phân tích sâu – Ngẫm
Cuộc đua của những cái tên mới
Ấn Độ
[Còn tiếp]
Bạn có thể đọc thêm nội dung chi tiết của bài này trên trang substack [cần trả phí].