Chi 150 tỷ USD trong 10 năm để xây dựng đế chế bán dẫn, vì sao Trung Quốc vẫn chưa thể trở thành bá chủ toàn cầu?

Sau hơn 10 năm triển khai chiến lược tự chủ bán dẫn, Trung Quốc đã hình thành được một cấu trúc công nghiệp tương đối đầy đủ. Nhưng theo các chuyên gia, nước này vẫn chưa thể chạm tới những công nghệ mang tính quyết định của ngành bán dẫn.

Năm 2014, khi nhận ra 90% lượng chip sử dụng trong nước phải nhập khẩu, Bắc Kinh khởi động chiến lược công nghiệp quy mô lớn nhằm nội địa hóa toàn bộ chuỗi cung ứng bán dẫn trước năm 2030. Hơn 150 tỷ USD đã được phân bổ cho các quỹ phát triển, ưu đãi thuế, trợ cấp nhà máy và nghiên cứu thiết kế. Các tập đoàn công nghệ lớn như Huawei, Alibaba và ByteDance mở rộng sang thiết kế chip AI. Hàng chục nhà máy được xây dựng. Kỹ sư từ Đài Loan và Hàn Quốc được mời về làm việc. Về hình thức, hệ sinh thái đã hình thành.

Nhưng bán dẫn là ngành có cấu trúc chuỗi giá trị phân tầng cực kỳ sâu. Khâu thiết kế chip có thể nội địa hóa tương đối nhanh nếu có nhân lực và vốn. Trong khi đó, khâu sản xuất tiên tiến lại phụ thuộc vào thiết bị quang khắc EUV - công nghệ gần như độc quyền của ASML. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu do Mỹ dẫn dắt đã ngăn Trung Quốc tiếp cận thiết bị này. Không có EUV, việc sản xuất chip ở các tiến trình 5nm hoặc thấp hơn trở nên cực kỳ khó khăn, khiến tỷ lệ lỗi cao, tiêu thụ điện năng lớn và chi phí trên mỗi đơn vị chip tăng mạnh.

Nhà sản xuất tiên tiến nhất của Trung Quốc, SMIC, đã đạt được một số tiến bộ ở tiến trình nâng cấp từ DUV, nhưng vẫn chưa thể cạnh tranh trực tiếp với TSMC hay Samsung Electronics ở quy mô thương mại ổn định. Trong khi đó, lĩnh vực AI lại phụ thuộc vào các GPU hiệu năng cao của Nvidia - loại chip yêu cầu mật độ transistor cực cao và bộ nhớ băng thông lớn.

Khoảng cách đặc biệt rõ ở chip nhớ hiệu năng cao. Các tập đoàn như SK Hynix và Samsung kiểm soát phần lớn thị trường HBM - thành phần không thể thiếu cho huấn luyện mô hình AI lớn. Năng lực sản xuất bộ nhớ tiên tiến của Trung Quốc hiện thấp hơn hàng chục lần so với các đối thủ. Trong AI, thiếu băng thông bộ nhớ có thể làm giảm hiệu suất hệ thống nghiêm trọng, bất kể năng lực xử lý của lõi tính toán.

Huawei trở thành biểu tượng của nỗ lực tự chủ. Sau khi bị hạn chế tiếp cận chuỗi cung ứng toàn cầu, công ty này đẩy mạnh thiết kế và tích hợp chip nội địa. Một số sản phẩm mới đạt hiệu năng tương đương thế hệ GPU cũ của Nvidia. Tuy nhiên, sản lượng hạn chế và tiến độ công nghệ chậm hơn khoảng 1-2 thế hệ khiến khoảng cách vẫn tồn tại. Trong ngành bán dẫn, chậm một thế hệ có nghĩa là mất lợi thế cạnh tranh toàn cầu.

Trước sự thiếu hụt chip tiên tiến, Trung Quốc áp dụng chiến lược “ghép cụm” - kết nối nhiều chip công suất thấp thành hệ thống điện toán lớn. Chính phủ đầu tư xây dựng các cụm trung tâm dữ liệu quy mô lớn để hỗ trợ AI. Cách tiếp cận này có thể gia tăng tổng công suất tính toán, nhưng chi phí năng lượng cao và độ phức tạp khiến phương pháp này tạo ra hiệu quả biên thấp hơn so với việc sử dụng chip tiên tiến đơn lẻ.

Một hướng khác là thuê năng lực điện toán đám mây từ các nhà cung cấp lớn. Tuy nhiên, báo cáo tài chính của một số startup AI Trung Quốc cho thấy chi phí điện toán vượt doanh thu, phản ánh mô hình tăng trưởng dựa vào vốn đầu tư hơn là lợi nhuận thực chất. Điều này nhấn mạnh một thực tế kinh tế cơ bản: AI ở quy mô lớn là ngành thâm dụng chip, và chip vẫn là điểm nghẽn.

Nghịch lý chiến lược nằm ở chỗ các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ vừa làm chậm tiến trình công nghệ của Trung Quốc, vừa thúc đẩy quyết tâm tự chủ sâu hơn. Dòng vốn tiếp tục chảy mạnh vào AI và bán dẫn. Thị trường vốn phản ứng tích cực. Nhưng trong ngành bán dẫn, ngay lập tức thay thế tích lũy công nghệ kéo dài hàng thập kỷ là điều rất khó.

Cốt lõi của vấn đề không phải là Trung Quốc thiếu nguồn lực, mà là cấu trúc quyền lực công nghệ trong ngành bán dẫn toàn cầu tập trung vào một số mắt xích chiến lược: thiết bị quang khắc, vật liệu tiên tiến và chip nhớ hiệu năng cao. Khi những mắt xích này chưa được nội địa hóa hoặc tiếp cận đầy đủ, năng lực tự chủ vẫn sẽ bị giới hạn, dù đó là quốc gia nào đi chăng nữa.

Theo The New York Times