Huawei tận dụng cơ hội đặt cược lớn để phá vỡ rào cản và chinh phục “giấc mơ Mỹ”
Huawei vẫn quyết tâm tiếp tục ám ảnh thị trường Mỹ, mặc dù gặp khó khăn do lệnh cấm vận
Vào cuối năm 2020, Huawei đã phải đối mặt với nhiều khó khăn để duy trì sự tồn tại trên thị trường smartphone. Một vài tháng trước đó, Mỹ đã áp đặt các biện pháp trừng phạt khiến cho công ty Trung Quốc bị tê liệt, gần như ngăn chặn Huawei khỏi chuỗi cung ứng chip toàn cầu. Trang Financial Times vừa qua đã tiến hành cuộc phỏng vấn với các nguồn tin đáng tin cậy, đã mở ra nhiều bí mật về những biện pháp mà Huawei đã thực hiện để vượt qua thách thức trong thời kỳ khó khăn.
Các biện pháp trừng phạt đã tạo ra trở ngại đối với việc bất kỳ công ty nào sản xuất chip do Huawei thiết kế nếu không có giấy phép đặc biệt, và Huawei cũng gặp khó khăn trong việc mua chip mới để sản xuất các dòng smartphone tiên tiến hơn.
Đáp lại, Huawei đã quyết định đặt cược hoạt động kinh doanh chip và di động trị giá 67 tỷ USD của mình vào một thỏa thuận khó khăn với tập đoàn Semiconductor Manufacturing International Corporation, một tập đoàn được Trung Quốc hậu thuẫn với tham vọng bắt kịp các nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới.
Huawei đã hợp tác cùng SMIC trong một ván cược lớn
SMIC thông báo họ đã phát triển cách sản xuất con chip tiên tiến mà không cần phải đầu tư vào dây chuyền mới. Quy trình này mất nhiều thời gian hơn và có chi phí cao hơn so với TSMC, nhà cung cấp trước đây của Huawei, và có thể không đạt được mong đợi. Tuy nhiên, đây vẫn là cơ hội quý giá mà Huawei không nên bỏ qua. Huawei đã hợp tác với SMIC để phát triển một SoC mới cho smartphone, có tên mã là "Charlotte".
Tình hình trở nên khó khăn hơn khi SMIC và Huawei đã bị Mỹ áp đặt lệnh cấm kỹ thuật, làm cho việc mua bán công nghệ và quản lý thiết bị phức tạp trở nên khó khăn hơn với công ty.
Tuy nhiên, gần ba năm sau, vào tháng 8 năm 2023, một thiết bị mới của Huawei đã ra mắt công chúng: dòng Mate 60, được cung cấp sức mạnh bởi Charlotte — lúc này được đặt tên chính thức là Kirin 9000s.
Khách hàng dùng thử Mate 60 mới tại cửa hàng của Huawei ở Bắc Kinh
Bất kể những khó khăn, theo kết quả từ nhiều bài thử nghiệm khác nhau, Kirin 9000s vẫn mang lại hiệu năng tương đương với các chip 1 hoặc 2 năm tuổi của Qualcomm. Mate 60 đã được bán tại Trung Quốc và sự trở lại của chip Huawei sau nhiều năm chịu lệnh trừng phạt đã được những người theo chủ nghĩa dân tộc và fan của hãng hoan nghênh nhiệt liệt.
Ngược lại với không khí vui mừng đó, tại Mỹ, quan chức đang lo lắng về cách Huawei vượt qua các lệnh trừng phạt để sản xuất chip. Jake Sullivan, cố vấn an ninh quốc gia Mỹ, cho rằng Mỹ cần thông tin thêm về Kirin 9000s.
“Nhiều lãnh đạo chính phủ Mỹ rõ ràng đã rất bất ngờ”, Gregory Allen, giám đốc Trung tâm Trí tuệ Nhân tạo và Công nghệ tiên tiến Wadhwani, viết trong một báo cáo chuyên sâu về điện thoại mới của Huawei.
Cả Huawei và SMIC đều giữ kín thông tin về cách họ đạt được thành tựu này. Nhưng cuộc phỏng vấn hàng chục người trong ngành và các chuyên gia đã tiến gần hơn vào việc họ dồn nguồn lực lớn vào dự án, với sự hỗ trợ của Trung Quốc, để duy trì thị phần và tạo ra tiến bộ trong sản xuất chip AI tiên tiến.
Việc họ có thể duy trì đà tăng này hay không sẽ quyết định liệu Trung Quốc có thể tiếp tục duy trì ngành công nghiệp bán dẫn của mình và đạt được vị thế thống trị về công nghệ toàn cầu trong bối cảnh những thách thức địa chính trị đang diễn ra hay không. Kirin 9000s có thể chứng minh họ vẫn còn khả năng cạnh tranh với các đối thủ bất chấp lệnh trừng phạt không?
Hầu hết các nguồn nói chuyện với Financial Times đều yêu cầu giấu tên do tính nhạy cảm của ngành bán dẫn.
Sử dụng trang thiết bị kém hiệu quả hơn
Một trong những tiêu chuẩn phổ biến nhất trong việc chế tạo chip hiện nay là 7 nanomet. Chip A12 trong iPhone XS của Apple và chip Dojo D1 hỗ trợ hệ thống lái bán tự động của Tesla đều được sản xuất bằng quy trình 7nm của TSMC.
SMIC cung cấp hai phiên bản của quy trình 7nm, N+1 và N+2 nâng cấp. Theo nhiều nguồn tin, chip Kirin 9000s được sản xuất ở mức quy trình N+2.
Tuy nhiên, theo các chuyên gia và nhà phân tích trong ngành, trong khi TSMC và Samsung sử dụng công nghệ in thạch bản cực tím (EUV) để sản xuất chip, SMIC lại sử dụng công nghệ in thạch bản cực tím sâu (DUV) kém hiệu quả hơn.
Một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực bán dẫn, chuyên theo dõi sự phát triển công nghệ của SMIC, cho biết: "Ban đầu, có giới hạn về ngân sách. EUV rất đắt đỏ và quy trình tiên tiến của SMIC đang thua kém TSMC nhiều thế hệ, dẫn đến việc công ty không thu hút được nhiều khách hàng và doanh thu."
Kỹ thuật in thạch bản là quá trình vi mạch điện được khắc trên tấm silic, đó là cơ sở cho việc sản xuất chip. Máy in thạch bản tiên tiến hơn cung cấp chi tiết cao hơn, có nghĩa là đường nét mỏng và chi tiết hơn, từ đó cho phép sản xuất chip nhỏ hơn.
Cả hai loại máy đều có thể đạt độ mịn 7nm, nhưng máy sử dụng EUV hiệu quả và chính xác hơn, dẫn đến số lỗi ít hơn.
Cấu trúc của một chiếc điện thoại thông minh Huawei Mate X5 bao gồm vi xử lý Kirin 9000s được sản xuất bởi SMIC tại Trung Quốc.
SMIC đã sử dụng máy DUV để sao chép quy trình sản xuất chip mà các công ty khác đã sử dụng EUV để tăng mật độ của bán dẫn. Tuy nhiên, điều này đã ảnh hưởng đến tỷ lệ sản lượng, được tính theo tỷ lệ chip hoạt động và chip bị lỗi trên mỗi tấm wafer.
Theo ASML, một nhà sản xuất máy in thạch bản của Hà Lan, cần 34 bước in thạch bản để đạt được 7nm trên máy DUV, trong khi chỉ cần 9 bước trên EUV. Việc thêm bước sản xuất dẫn đến chi phí cao hơn và năng suất thấp hơn.
Theo Brady Wang, nhà phân tích ngành chất bán dẫn tại Counterpoint, mỗi bước thêm sẽ dẫn đến việc vứt bỏ nhiều chip hơn và chi phí cho thiết bị cũng tăng lên. Nhiều thành phần và vật liệu được tiêu thụ. Tuy nhiên, việc thiết bị EUV mà SMIC đặt hàng từ ASML vào năm 2019 bị chặn, đã khiến giải pháp này trở nên cần thiết, theo ba người quen thuộc với tình hình tiết lộ.
Máy in thạch bản tiên tiến phải tuân theo Thỏa thuận Wassenaar, một thỏa thuận kiểm soát xuất khẩu đa phương được hình thành bởi hơn 40 quốc gia nhằm hạn chế việc bán các sản phẩm có thể có mục đích quân sự.
Hai nguồn tin thân cận với các nhà cung cấp của SMIC cho biết SMIC đã cố gắng thu gom thiết bị từ các nhà máy hiện có và những thiết bị nhận được trước lệnh trừng phạt của Mỹ đủ để duy trì hoạt động của dây chuyền sản xuất 7nm.
"Điều kiện hoàn cảnh rất khắc nghiệt," một giám đốc điều hành của công ty chip thành cận với SMIC cho biết. "Nói chung, không có bản cập nhật phần mềm và không có kỹ sư nhà máy thiết bị nào thực hiện dịch vụ bảo trì."
Allen cho biết quan chức Mỹ rất ngạc nhiên khi SMIC có thể mua được các phụ tùng thay thế và dịch vụ kỹ thuật cần thiết để duy trì hoạt động của cơ sở sản xuất 7nm ngay cả sau khi có các biện pháp kiểm soát xuất khẩu.
Các biện pháp trừng phạt từ phương Tây đã ngăn chặn việc Trung Quốc nhập khẩu thiết bị in thạch bản EUV của ASML để sản xuất chip tiên tiến.
Các nguồn tin trong ngành công nghiệp gần với SMIC đã thừa nhận rằng có thể một số thiết bị đã vi phạm các biện pháp kiểm soát xuất khẩu. Theo Reuters, nhà sản xuất thiết bị bán dẫn của Mỹ là Applied Materials đang bị điều tra về khả năng vi phạm các hạn chế xuất khẩu.
Applied Materials đã tuyên bố rằng họ đang hợp tác chặt chẽ với chính phủ và cam kết tuân thủ đầy đủ luật pháp toàn cầu, bao gồm cả kiểm soát xuất khẩu và quy định thương mại. Họ sẵn sàng hành động bằng mọi cách để đảm bảo điều này.
Các nhà sản xuất chip thường hợp tác với các công ty thiết kế chip để thử nghiệm thiết bị và quy trình sản xuất tại cơ sở mới. Ví dụ, TSMC hợp tác với Apple trên việc sản xuất chip trên dây chuyền xử lý 3nm.
Đối với việc nâng cấp dây chuyền sản xuất 7nm của SMIC, Huawei là một phần quan trọng. Huawei đã mang lại doanh thu và độ tin cậy cho SMIC và đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện dây chuyền sản xuất. Theo ba người có thâm niên tại các cơ sở của SMIC: "Các kỹ sư của Huawei thường xuyên làm việc tại nhà máy ở Thượng Hải của SMIC".
SMIC cũng đã tiếp xúc để nhận hỗ trợ từ nước ngoài. Người Mỹ bị cấm làm việc cho các nhà sản xuất chip tiên tiến của Trung Quốc do kiểm soát xuất khẩu, nhưng theo hai kỹ sư chip quen thuộc với SMIC, họ cũng tuyển dụng các chuyên gia từ Đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc và Đức để cải thiện năng suất.
Nguồn gốc các bộ phận bên trong Huawei Mate 60
Một chuyên gia kỹ thuật nói: "Các chuyên gia nước ngoài mang đến những bí quyết kỹ thuật về các quy trình tiên tiến mà họ thu thập được từ các xưởng đúc khác".
Một kỹ sư khác chia sẻ: "Quy trình 7nm có hàng nghìn bước cần phải cải tiến. Ngay cả vào nửa đêm, tôi vẫn phải trả lời điện thoại tại nhà máy vì có thể liên quan đến một hoặc hai cải tiến quan trọng."
Theo một nguồn tin quen thuộc với nhóm thiết kế chip của Huawei, khi SMIC nhận được đơn đặt hàng sản xuất chip Kirin 9000s, họ không có đội ngũ đủ khả năng hỗ trợ các kỹ sư điều chỉnh thiết kế chip cho phù hợp với đặc điểm kỹ thuật quy trình của các xưởng đúc khác nhau. Huawei đã phải tự mình thích nghi.
Sản lượng sản xuất của Kirin 9000s vẫn còn là một ẩn số, cả Huawei và SMIC đều không đưa ra bất kỳ tuyên bố công khai nào về vấn đề này. Một người thân cận với quá trình sản xuất Kirin 9000s trong những ngày đầu cho biết, Kirin 9000s đã đạt được năng suất hơn 30% trong giai đoạn sản xuất số lượng lớn đầy rủi ro, bước trước khi sản xuất hàng loạt.
Được mô tả là "một con số tích cực trong điều kiện khắc nghiệt", người này lưu ý rằng quy trình đã "tăng chi phí ít nhất hai lần so với dây chuyền sản xuất có hiệu suất 90%, chuẩn mực lý tưởng cho việc chế tạo chip di động". Các chuyên gia trong ngành tin tin rằng nguồn tài trợ của Trung Quốc đã bù đắp cho chi phí sản xuất chip quá cao. Theo báo cáo thường niên của công ty, Huawei đã nhận được 6,55 tỷ NDT (948 triệu USD) từ chính phủ Trung Quốc vào năm 2022, nhiều hơn gấp đôi số tiền của năm trước. SMIC đã nhận được 6,88 tỷ NDT từ trợ cấp của Trung Quốc trong ba năm qua.
Số tiền Trung Quốc đầu tư cho Huawei và SMIC
Theo Douglas Fuller, một chuyên gia về ngành bán dẫn Trung Quốc, cho biết:"Trung Quốc rõ ràng đã quyết định rằng việc đầu tư khoản chi phí khổng lồ cho nỗ lực này là xứng đáng".
Điểm dừng tiếp theo: Trí tuệ nhân tạo (AI)
Chip Kirin 9000s đã gây ra sự chấn động tại thị trường Trung Quốc, giúp cho Huawei lấy lại thị phần đã mất. Các chuyên gia trong ngành dự đoán rằng nước này sẽ tăng cường sản xuất smartphone sử dụng chip Kirin. Jeff Pu, nhà phân tích tại Haitong International Securities, dự đoán có thể sẽ có tới 70 triệu smartphone sử dụng chip xử lý này được sản xuất vào cuối năm 2024.
Tuy nhiên, SMIC và Huawei đã cường thêm sức mạnh để tăng sản xuất chip cho hệ thống trí tuệ nhân tạo để đáp ứng các hạn chế từ Mỹ. Các CEO của Tencent và Alibaba cũng thừa nhận khó khăn trong việc tìm nguồn cung chip hiệu suất cao và xem xét lựa chọn thay thế trong nước.
Dòng chip AI Ascend của Huawei đã được các nhà phân tích trong ngành quảng cáo là sự thay thế tiềm năng cho Nvidia, mặc dù hiệu suất tổng thể của chúng kém hơn so với tập đoàn Mỹ.
Gian hàng của Tencent tại Hội nghị AI thế giới vào tháng 7. Các nguồn tin thân cận với Huawei cho biết Tencent, vốn đang gặp khó khăn trong việc tìm nguồn cung chip hiệu suất cao, đã mua chip Ascend 910b để thử nghiệm quy mô nhỏ
Trước khi bị áp đặt lệnh trừng phạt vào tháng 5 năm 2020, Huawei đã mua chip AI Ascend do TSMC sản xuất. Ngay bây giờ, có nhiều nguồn tin thân cận công ty cho biết họ đã tái sinh dòng sản phẩm này, với các chip trung tâm dữ liệu mới được thiết kế bởi SMIC.
Ba nguồn tin thân cận với Huawei cho biết Tencent, Baidu và Meituan - các gã khổng lồ Internet - đã mua chip Huawei Ascend 910b để thử nghiệm quy mô nhỏ. Hai nguồn tin thân cận với SMIC cũng cho biết nhà máy sản xuất chip này đang nỗ lực mở rộng năng lực sản xuất 7nm cho các chip Huawei đặt hàng trước và phát triển nút quy trình 5nm tiên tiến hơn.
Hai người cho biết rằng mục tiêu sản xuất Ascend 910b trong năm tới đã tăng gấp đôi so với năm 2023, với hơn 200.000 chip sẽ được sản xuất. Tuy nhiên, Huawei và SMIC sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình sản xuất chip trung tâm dữ liệu trước khi họ có thể cạnh tranh với Nvidia.
Chip AI của Huawei có kích thước lớn hơn so với bộ xử lý của smartphone, dẫn đến khả năng bị lỗi sản xuất cao hơn. Theo một nguồn tin quen thuộc với phía sản xuất, tỷ lệ sản lượng hiện tại của chip Ascend 910 b của Huawei chỉ là hơn 20%, nghĩa là cứ 5 con chip được sản xuất thì có gần 4 con bị lỗi.
Hoạt động sản xuất chip AI của Huawei được cho là đang gặp vấn đề
Việc mở rộng sản xuất của SMIC dự kiến sẽ gặp khó khăn lớn hơn 3 năm trước do các hạn chế do Mỹ, Nhật Bản và Hà Lan áp đặt. Máy DUV tiên tiến nhất của ASML mà SMIC sử dụng đã nằm trong danh sách kiểm soát xuất khẩu của Hà Lan và Mỹ.
ASML cho biết họ "tuân thủ tất cả các quy tắc và quy định hiện hành về kiểm soát xuất khẩu" và khách hàng của họ biết rằng, từ năm 2024, "có khả năng chúng tôi sẽ không nhận được giấy phép xuất khẩu cho các hệ thống này để vận chuyển cho khách hàng nội địa Trung Quốc".
Tuy nhiên, các nhà cung cấp của SMIC cho biết công ty đã nhận được một lô DUV tiên tiến mới từ ASML trước khi Mỹ thắt chặt kiểm soát xuất khẩu, có nghĩa là vẫn có thể tăng cường sản xuất và phát triển công nghệ trong vòng 2 đến 3 năm tới.
Một nguồn tin cho biết: "Phần lớn thiết bị ở đây vẫn là sản phẩm của Mỹ và Nhật Bản mà SMIC dự trữ trong năm 2020".
Tuy nhiên, các chuyên gia và nhà phân tích trong ngành tin cho rằng SMIC có thể cạn kiệt nguồn cung cấp nguyên liệu và không đủ khả năng bảo trì thiết bị trước khi có thể sản xuất chip tiên tiến hơn. Leslie Wu, một nhà tư vấn độc lập về ngành bán dẫn của Trung Quốc, đã nói: “Một số kho dự trữ linh kiện máy móc sẽ cạn kiệt trong vòng 2 đến 3 năm mà không có sự thay thế từ các công ty trong nước và một lượng tối thiểu qua thị trường chợ đen”.
"Nếu số lượng hàng dự trữ bị cạn kiệt trước khi sản phẩm thay thế trong nước xuất hiện, điều này sẽ gây ra một thách thức lớn," ông nói. Huawei và SMIC đã từ chối yêu cầu bình luận từ Financial Times.
Aspiration to conquer the US market
Cả Huawei và SMIC ít nhất có thể chắc chắn về sự hỗ trợ của chính quyền khi họ đuổi theo các công ty dẫn đầu ngành. Một quan chức chính phủ phụ trách hoạch định chính sách ngành bán dẫn cho biết mục tiêu hiện tại là thiết lập dây chuyền sản xuất chip tiên tiến "bằng mọi giá".
Quan chức này cho biết: "Chuỗi cung ứng chip ổn định là xương sống của các hệ thống điện toán hiệu suất cao... rất quan trọng để ngành điện toán hiệu suất cao của Trung Quốc duy trì đà phát triển, đặc biệt là trong bối cảnh căng thẳng thương mại đang diễn ra và các hạn chế do chính phủ Mỹ áp đặt".
Bắt đầu từ việc thành lập Quỹ đầu tư công nghiệp mạch tích hợp Trung Quốc vào năm 2014, ngành công nghiệp vi mạch đã được phồng lên bằng nguồn tài trợ của nhà nước. Quỹ đầu tư này đã tích lũy số tiền khổng lồ 47 tỷ USD trong thập kỷ qua và dự kiến sẽ huy động thêm 41 tỷ USD, củng cố thêm nỗ lực tự chủ về công nghệ của Trung Quốc.
Một báo cáo của công ty nghiên cứu JW Insights, phân tích đầu tư của chính phủ Trung Quốc tại 25 tỉnh và khu vực, tiết lộ rằng chính phủ đã đầu tư 290,8 tỷ USD vào các lĩnh vực liên quan đến chất bán dẫn trong năm 2021 và 2022, trong đó 1/3 dành cho thiết bị và vật liệu bán dẫn.
Lý do đằng sau việc đầu tư lớn này rất đơn giản: tránh sự phụ thuộc quá nặng vào nhập khẩu, đảm bảo một vị thế vững chắc hơn trong chuỗi cung ứng toàn cầu và làm suy yếu khả năng của Mỹ trong việc ngăn chặn sự phát triển quan trọng của nền kinh tế công nghiệp và quốc phòng của Trung Quốc.
Theo Chris Miller, tác giả của cuốn sách Chip War, ông cho biết: "Nếu bạn phụ thuộc vào việc nhập khẩu hầu hết chip của mình, bạn không phải là một siêu cường trong sản xuất. Bạn chỉ đang lắp ráp các bộ phận có giá trị cao được sản xuất ở nơi khác."
Sự mạnh mẽ của Huawei và SMIC muốn độc lập công nghệ chip và không phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài. Kirin 9000s đã đem đến sức sống mới cho ngành công nghiệp bán dẫn, khi các giám đốc điều hành báo cáo rằng các công ty khởi nghiệp về chip đang chứng kiến nguồn tài trợ tăng đột biến.
Có tham vọng lớn lao, Huawei không chỉ hướng tới thị trường trong nước mà còn mơ ước vươn xa. Tên gọi ban đầu của Kirin 9000s là "Charlotte" - biểu tượng của những hy vọng này. Tên gọi này không phải theo tên của cá nhân mà là tên của một thành phố ở Bắc Carolina. Những người trong cuộc cho biết, các chất bán dẫn di động khác đang được phát triển cũng được đặt tên nội bộ theo các thành phố của Mỹ.
Một nhân viên Huawei cho biết, việc sử dụng tên Mỹ phản ánh“mong muốn một ngày nào đó giành lại vị trí của chúng tôi trong chuỗi cung ứng toàn cầu”.
