Dấu chấm hết cho giấc mơ sản xuất chip bán dẫn của Trung Quốc
Gần đây, các phương tiện truyền thông phương Tây đã đưa tin rằng Tập đoàn Quốc tế Sản xuất Chất bán dẫn (SMIC) – nhà sản xuất chip lớn nhất Trung Quốc – có thể phải chịu các lệnh trừng phạt thương mại từ Hoa Kỳ. Tình hình nghiêm trọng đến mức nào? Có thể nói thế này: lệnh trừng phạt của Hoa Kỳ đối với SMIC sẽ giết chết kế hoạch đầy tham vọng nhằm phát triển công nghiệp chip của Trung Quốc.
Không chỉ công nghệ chip của Trung Quốc sẽ ngày càng tụt hậu so với thế giới, mà Trung Quốc sẽ sớm nhận thấy công nghệ quân sự quan trọng của mình đã lỗi thời, khiến họ gặp bất lợi trong các lĩnh vực như chiến tranh không gian và chiến tranh kỹ thuật số với Hoa Kỳ.
Trong thời đại internet, ngành công nghiệp điện tử của một quốc gia đóng vai trò là cơ sở hạ tầng của thông tin liên lạc đại chúng và quân đội. Bộ phận bán dẫn là cốt lõi của tất cả các sản phẩm điện tử.
Ngay từ những năm 1960, các nước phát triển đã bắt đầu lắp ráp các mạch điện tử trên các mảnh phẳng nhỏ được gọi là mạch tích hợp, hoặc IC. Kể từ đó các vi mạch ngày càng trở nên nhỏ hơn nhiều, thường được gọi là chip, và tốc độ của chúng đã được tăng cường rất nhiều. Chip hiện được sử dụng phổ biến trong tất cả các loại sản phẩm điện tử, từ máy bay, tên lửa, tàu và vệ tinh, đến ô tô dân dụng, máy tính, điện thoại di động và thiết bị gia dụng.
Công nghiệp vi mạch là ngành công nghiệp điện tử tiên tiến nhất. Phần trước tiên của dây chuyền sản xuất là thiết kế vi mạch và nó đòi hỏi phải có một công nghệ phức tạp nhất. Trung Quốc chỉ có thể thiết kế các vi mạch cơ bản. Phần giữa của ngành này là sản xuất chip. Dù không phức tạp để sản xuất chip nếu có mask aligners, nhưng việc sản xuất mask aligners lại khá khó khăn. Trung Quốc hiện phụ thuộc vào các loại mask aligners nhập khẩu. Sau đó, phần cuối của ngành là kiểm tra và đóng gói các chip được sản xuất. Đây là công việc dễ dàng nhất trong ba công việc.
Trung Quốc đã có nhiều nỗ lực nhằm phát triển công nghệ mask aligners. Năm 1990, Ủy ban Kế hoạch Nhà nước Trung Quốc và Cục Cơ điện đã đầu tư 2 tỷ Nhân dân tệ (293,6 triệu USD) vào Dự án Chíp số 908 để phát triển năng lực dân sự, đồng thời sáp nhập Nhà máy Thiết bị Vô tuyến Jiang Nan và Viện Điện tử số 24 để thành lập Công ty TNHH Điện tử Wuxi Huajing. Sau 7 năm dưới sự điều hành của chính phủ, cuối cùng công ty cũng bắt đầu sản xuất vào năm 1997 nhưng công nghệ bị chậm bốn hoặc năm thế hệ so với mặt bằng chung toàn cầu. Trong năm đầu tiên, công ty lỗ 240 triệu nhân dân tệ (35,2 triệu USD).
Đây là sự suy thoái của các doanh nghiệp nhà nước Trung Quốc: các dự án do chính phủ khởi xướng và các công ty do chính phủ tài trợ để nghiên cứu không thể bắt kịp với công nghệ quốc tế. Công nghệ thấp và chi phí cao ngăn cản chip Trung Quốc cạnh tranh trên thị trường, vì vậy Trung Quốc chỉ có thể dựa vào nhập khẩu chip thương mại và phải trả phần giá thành phản ánh chi phí sáng chế của sản phẩm nhập khẩu.
Năm 2001, cựu Phó Thủ tướng Trung Quốc Lý Lam Thanh đã thực hiện một nỗ lực khác để phát triển ngành công nghiệp vi mạch của nước này. Ông cũng ban hành chính sách hỗ trợ tài chính và giảm thuế để thúc đẩy. Vào năm 2002, chính quyền Trung Quốc đã đưa hoạt động sản xuất mask aligners vào 863 Sáng kiến Công nghệ Chính. Bộ Khoa học và chính quyền thành phố Thượng Hải đã hợp nhất nhiều công ty để thành lập Công ty TNHH (Tập đoàn) Thiết bị Vi Điện tử Thượng Hải (SMEE) để sản xuất các stepper 100nm (camera di chuyển và lặp lại). Tuy nhiên vẫn không có sự phát triển đáng kể nào cho dù sau đó Trung Quốc đã thay đổi chiến lược và mua các mask aligners nhập khẩu để sản xuất chip.
Trung Quốc đã lại thử vào năm 2014 và đặt mục tiêu đạt được trình độ tiên tiến toàn cầu trong công nghệ sản xuất vi mạch chủ chốt vào năm 2030. Mục đích là xây dựng một số công ty thành những người dẫn đầu ngành công nghiệp toàn cầu thông qua “phát triển nhảy vọt” hoặc “vượt lên tại bước ngoặt”. Để đạt mục đích này mà không phải tốn sức nhiều khi bắt đầu, Trung Quốc đặt hy vọng vào hai cách tiếp cận. Một cách là mua mask aligners từ các quốc gia khác và sử dụng dịch vụ của các công ty nước ngoài để bảo trì các máy nhập khẩu, như cách SMIC đã làm. Cách tiếp cận khác là đánh cắp nhân tài từ các quốc gia khác để “thâu tóm” công nghệ cốt lõi từ các doanh nghiệp nước ngoài. Công ty Phúc Kiến Kim Hoa của Trung Quốc bị bắt quả tang ăn cắp bí mật thương mại từ nhà sản xuất chip bộ nhớ của Micron (Mỹ) và bị truy tố vào năm 2018. Hai chiến lược này kết hợp với nhau trong mô hình tăng trưởng của ngành công nghiệp vi mạch của Trung Quốc.
Phúc Kiến Kim Hoa phạm tội hoạt động gián điệp
Mạch Tích hợp Phúc Kiến Kim Hoa là một trong ba nhà sản xuất chip lớn trong kế hoạch của Trung Quốc. Khi công ty nhận ra rằng không có hy vọng tự thiết kế bộ mask aligners, họ đã cố đánh cắp công nghệ bằng hoạt động gián điệp, nhưng không thành công. Trong số các báo cáo liên quan của The Epoch Times có một bài viết của tôi “Mặt trận vi mạch trong Chiến tranh thương mại Trung – Mỹ: Thất bại có hệ thống và thất bại chiến lược” được xuất bản vào ngày 4 tháng 12 năm 2018. Bản án gần đây của một tòa án của Đài Loan đã chính thức phong tỏa Kim Hoa.
DRAM (bộ nhớ động truy cập ngẫu nhiên) rất quan trọng đối với chip thương mại. Vì vậy Trung Quốc đã đầu tư 100 tỷ đô la vào năm 2014 và thành lập ba công ty phát triển công nghệ này, trong đó có Kim Hoa chịu trách nhiệm sản xuất chip nhớ phổ thông.
Đầu tiên, Kim Hoa thuê các nhân viên điều hành từ các công ty công nghệ Đài Loan, sau đó thực hiện hoạt động gián điệp chống lại Micron Technology, nhà sản xuất DRAM có trụ sở tại Idaho bằng cách thuê một nhân viên điều hành và một số nhân viên khác của Micron. Những người này mang đến hơn 900 tài liệu bằng sáng chế và công nghệ bí mật.
Sau khi phát hiện hoạt động gián điệp, Micron đã kiện Kim Hoa ở Đài Loan vào năm 2017. Năm 2018, Bộ Tư pháp Hoa Kỳ đã đệ đơn kiện gián điệp chống lại Kim Hoa và người liên lạc của nó tại Đài Loan là United Microelectronics Corp (UMC) vì đã đánh cắp bí mật công nghệ ước tính 8,75 tỷ đô la, và phát lệnh bắt ba nhân viên của họ. Tất cả các bên đều bị buộc tội liên quan đến âm mưu đánh cắp, chuyển tải và sở hữu bí mật thương mại bị đánh cắp đó, và phải đối mặt với khoản tiền phạt nhiều nhất lên đến hơn 20 tỷ USD. Cuối năm đó, Bộ Thương mại đưa Kim Hoa vào danh sách cấm mua linh kiện, phần mềm và hàng hóa công nghệ từ các công ty Hoa Kỳ.
Điều này xảy ra ngay sau khi Kim Hoa nhận được một số thiết bị mua từ Hoa Kỳ, đang lắp đặt và thử nghiệm. Ngay sau khi lệnh cấm được công bố, tất cả các nhà cung cấp thiết bị, bộ phận và phần mềm có liên quan của Hoa Kỳ đã dừng mọi hỗ trợ kỹ thuật cho Kim Hoa. Trong khi đó, sau lệnh cấm của chính phủ Hoa Kỳ, Cục Ngoại thương Đài Loan đã ra một thông báo cho các công ty trong nước về việc kinh doanh với Kim Hoa. UMC sau đó cũng ngừng hợp tác với Kim Hoa.
Theo trang tin tức của Đài Loan UTN.com, vào ngày 12/6/2020, Tòa án quận Đài Trung Đài Loan đã kết án ba kỹ sư Đài Loan liên quan đến vụ Micron. Họ bị kết tội vi phạm Đạo luật Bí mật Thương mại, bị kết án từ 4.6 đến 6.5 năm tù và bị phạt hàng trăm đô la. UMC được lệnh nộp phạt 3.45 triệu USD. Vụ kiện của Bộ Tư pháp Hoa Kỳ đối với ba bị đơn vẫn đang tiếp tục.
Do đó, hoạt động gián điệp của Kim Hoa đã thất bại hoàn toàn. Họ đang có kế hoạch bán nhà máy của mình vì không thể vận hành những thiết bị đã mua. Công ty này đã thất bại với hoạt động gián điệp.
SMIC đối mặt với các lệnh trừng phạt của Hoa Kỳ
SMIC được thành lập bởi một người Đài Loan, ông Richard Chang. Ông từng học tại một trường đại học Đài Loan, sau đó làm việc cho Texas Instruments Inc. trong 20 năm. Vào tháng 4 năm 2004, ông Chang thành lập SMIC tại Thượng Hải và là Tổng Giám đốc của công ty. Ông rời công ty vào tháng 11 năm 2009.
Trong một hội nghị vào tháng 8/2020, ông Chang nhận xét rằng khi thành lập công ty, chính quyền Bush đã nới lỏng một số hạn chế đối với Trung Quốc, cho phép SMIC nhập khẩu công nghệ, thiết bị và sản phẩm 0,18 và 0,13 micromet từ Hoa Kỳ.
Sau đó, chính quyền Clinton tiếp tục nới lỏng giới hạn xuất khẩu thiết bị và công nghệ chip sang Trung Quốc. Kết quả là SMIC đã có thể nhập khẩu thiết bị sản xuất chip 90, 65, 45 và 32 nanomet có thể hoạt động ở mức 28 nanomet. SMIC kể từ đó đã sử dụng các bộ mask aligners này để sản xuất chip.
Văn phòng Trung ương của Hội đồng Nhà nước Trung Quốc đã ban hành Thông báo số 4, có tiêu đề “Các chính sách khuyến khích thêm sự phát triển phần mềm và ngành công nghiệp vi mạch tích hợp”. Vào tháng 6/2014, Hội đồng Nhà nước đã ban hành “Đại cương về tăng tốc công nghiệp vi mạch tích hợp của Trung Quốc” và thành lập các quỹ vi mạch quốc gia, còn gọi là các Quỹ Lớn. Đại cương này nêu rõ rằng các thành phần chính của ngành công nghiệp vi mạch phải đạt được các tiêu chuẩn tiên tiến toàn cầu và một số doanh nghiệp Trung Quốc nên đứng hàng đầu trên toàn cầu. Ưu tiên hàng đầu của đại cương là sản xuất chip, và 63% các Quỹ Lớn đã được lên kế hoạch đầu tư vào đó. SMIC đóng một vai trò quan trọng trong kế hoạch này.
SMIC hiện là nhà sản xuất chip lớn nhất ở Trung Quốc, nhưng chỉ vài năm trước đây, công ty này chỉ chiếm 1/5 thị trường, trong khi Công ty TNHH sản xuất chất bán dẫn Đài Loan (TSMC) chiếm khoảng 50% thị phần. Datang Telecom, một trong những cổ đông lớn nhất của SMIC, cũng có một ghế trong hội đồng quản trị của SMIC. Datang, một trong những khách hàng của chính SMIC, cung cấp thiết bị liên lạc bằng cáp quang và sóng cực ngắn (microwave) cho quân đội Trung Quốc. Điều này có nghĩa là SMIC cũng phục vụ quân đội Trung Quốc.
Sự phát triển công nghiệp chip của Trung Quốc đóng vai trò là nền tảng công nghệ quan trọng cho sự phát triển sức mạnh quân sự của Trung Quốc. Việc các nhà sản xuất chip của Trung Quốc nâng cấp nhanh chóng đồng nghĩa với việc vũ khí, chiến tranh không gian và khả năng chiến tranh kỹ thuật số của quân đội Trung Quốc cũng được nâng cấp. Là nhà sản xuất chip hàng đầu của Trung Quốc, SMIC đã nỗ lực sản xuất bộ xử lý và bộ nhớ 14 nanomet, cả hai loại chip phổ thông cao cấp được sử dụng rất nhiều trong quân đội.
Trong một bản tin của Reuters ngày 4/9, một phát ngôn viên của Lầu Năm Góc nói rằng chính phủ Hoa Kỳ đang hợp tác với các tổ chức khác để đánh giá mức độ cần thiết trong việc cần có hành động đối với SMIC. Nếu điều này xảy ra, các nhà cung cấp ở Hoa Kỳ sẽ có rất ít cơ hội bán linh kiện cho SMIC, điều này sẽ đánh dấu sự kết thúc của SMIC.
Trung Quốc đã thất bại trong giấc mơ chip điện tử
Chip IC có thể được chia thành hai loại: chip phổ thông và chip đặc biệt. Trong lĩnh vực chip đặc biệt, Trung Quốc có rất ít công ty đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu và họ chủ yếu dành riêng cho các sản phẩm thương mại, chẳng hạn như những sản phẩm được sử dụng trong TV box, hệ thống giám sát và router của Huawei. Đối với chip phổ thông cao cấp, Trung Quốc tụt hậu đáng kể so với tiêu chuẩn toàn cầu, đây là một điểm yếu chính của ngành bán dẫn của Trung Quốc. Trung Quốc phụ thuộc rất nhiều vào các quốc gia khác về chip phổ thông cao cấp. Hơn 70% tổng kim ngạch nhập khẩu chip trị giá 200 tỷ USD của Trung Quốc là chip xử lý và chip nhớ. SMIC chưa sản xuất được chip 14 nanomet, một thành phần quan trọng trong việc nâng cấp khả năng quân sự. Nó sẽ không thể sử dụng thiết bị và công nghệ của Hoa Kỳ để sản xuất chip này trong tương lai.
Mặc dù không rõ các biện pháp trừng phạt của Hoa Kỳ sẽ nghiêm khắc đến mức nào, nhưng người ta ước tính rằng các biện pháp trừng phạt như vậy có thể bao gồm ba khía cạnh.
Đầu tiên, như đã nhấn mạnh trong bản tin của Reuters, Hoa Kỳ có thể cấm bán các thiết bị mới để sản xuất chip như bộ mask aligners cho SMIC. Nếu điều này trở thành sự thật, Trung Quốc sẽ không có cách nào để nâng cấp việc sản xuất chip của mình.
Thứ hai, các doanh nghiệp Mỹ có thể được yêu cầu ngừng cung cấp các dịch vụ kỹ thuật trên thiết bị hiện tại của SMIC. Vì SMIC phụ thuộc hoàn toàn vào Hoa Kỳ trong việc bảo trì thiết bị, lệnh cấm này sẽ dẫn đến việc thiết bị của SMIC bị trục trặc nghiêm trọng. Điều này sẽ làm giảm đáng kể hoặc thậm chí xóa sổ hoàn toàn khả năng sản xuất chip chất lượng tốt của SMIC.
Thứ ba, các công ty Hoa Kỳ và các doanh nghiệp nước ngoài sử dụng thiết bị và dịch vụ của Mỹ có thể bị cấm bán chip tầm trung/cao cấp cho Trung Quốc. Trong trường hợp này, Trung Quốc sẽ không thể sản xuất cũng như mua chip và do đó sẽ không thể mở rộng khả năng quân sự bằng các chip nâng cấp. Lệnh trừng phạt có khả năng xảy ra này cảnh báo nghiêm trọng lĩnh vực tài chính của phương Tây. Một dịch vụ cho vay toàn cầu với hơn 200 triệu đô la tín dụng chưa thanh toán với SMIC đang đánh giá rủi ro gia tăng của khoản vay này.
Ngày nay, công nghệ sản xuất chip của Trung Quốc kém các tiêu chuẩn quốc tế ít nhất hai thế hệ. Công nghệ chip 28-14 nanomet trên toàn cầu đã rất phát triển, trong khi một số công ty đã sản xuất hàng loạt chip 14-10 nanomet. Intel, Samsung và TSMC đều đang sản xuất hàng loạt chip 10 nanomet và đang đầu tư vào dây chuyền sản xuất 7 nanomet và 5 nanomet. Ngược lại, ở Trung Quốc, SMIC chỉ bắt đầu sản xuất hàng loạt chip 28 nanomet bằng thiết bị của riêng mình vào năm 2015. Nếu Hoa Kỳ thông qua lệnh phong tỏa công nghệ và dịch vụ, SMIC có thể sẽ không duy trì nổi việc sản xuất chip của mình, nói gì đến việc nâng cấp.
Công nghệ sản xuất chip trở nên lỗi thời rất nhanh. Số lượng bóng bán dẫn có thể lắp trên chip gia tăng gấp đôi sau mỗi 18 đến 24 tháng. Do đó, các nhà sản xuất cần nâng cấp công nghệ nano của họ thường xuyên. Ví dụ, TSMC nâng cấp toàn bộ dây chuyền sản xuất vài năm một lần và thậm chí thường xuyên hơn trong những năm gần đây. Sau khi đưa vào sản xuất hàng loạt loại chip 10 nanomet vào năm 2017, TSMC sẽ sản xuất hàng loạt loại chip 7 nanomet trong năm nay. Trong khi các công ty dẫn đầu thị trường toàn cầu liên tục nâng cấp, SMIC và các công ty Trung Quốc khác vẫn đang đứng lặng và bị bỏ lại ngày càng xa theo thời gian. Điều này có nghĩa là sự lỗi thời về công nghệ và thiết bị của Trung Quốc sẽ sớm bộc lộ trong các cuộc đối đầu quân sự với Hoa Kỳ.
Cơn ác mộng của Huawei hôm nay có thể trở thành tương lai của SMIC. Nguồn cung chip của Huawei đã bị cắt giảm sau khi Hoa Kỳ gia tăng lệnh trừng phạt vào ngày 17/8. Do đó, sản lượng điện thoại thông minh của Huawei sẽ giảm 80% so với mức 240 triệu chiếc vào năm 2019 và sản xuất linh kiện TV sẽ giảm từ 30 đến 40%.
Trung Quốc đã mắc nhiều sai lầm trong cuộc theo đuổi sự “trỗi dậy” và trong cuộc chiến tranh lạnh chống lại Hoa Kỳ. Một trong những sai lầm lớn nhất trong lĩnh vực công nghệ cao là Trung Quốc đã tưởng tượng rằng nó có thể xây dựng lợi thế quân sự và công nghệ với Hoa Kỳ bằng cách sử dụng thiết bị và dịch vụ của Mỹ. Ảo tưởng phi thực tế rõ ràng này dẫn đến thất bại trong thách thức với Hoa Kỳ. Các biện pháp đáp trả của Mỹ trong lĩnh vực công nghệ cao là hệ quả tất yếu của xung đột quân sự và kinh tế giữa hai nước.
Tiến sĩ Trình Hiểu Nông là một học giả chính trị và kinh tế của Trung Quốc tại New Jersey. Ông tốt nghiệp Đại học Nhân dân và lấy bằng Thạc sĩ kinh tế ở đây. Ông tốt nghiệp tiến sĩ xã hội học tại Đại học Princeton. Ở Trung Quốc, ông Trình là nhà nghiên cứu chính sách và là phụ tá của cựu lãnh đạo Đảng Triệu Tử Dương, khi ông Triệu còn là thủ tướng. Ông Trình là một học giả thỉnh giảng tại Đại học Gottingen và Princeton, và ông từng là tổng biên tập của tạp chí Nghiên cứu Trung Quốc Hiện đại. Các bài bình luận và chuyên mục của ông thường xuất hiện trên các phương tiện truyền thông của người Hoa hải ngoại.
Quan điểm được trình bày trong bài viết này là ý kiến của tác giả và không nhất thiết phản ánh quan điểm của The Epoch Times.
