Trung Quốc khó đột phá chip sau bước tiến của Huawei

Việc Huawei bất ngờ trình làng Mate 60 Pro với chip được cho là do họ thiết kế và SMIC sản xuất trên tiến trình 7 nm, đã làm dấy lên nhiều kỳ vọng về tự chủ ngành chip của Trung Quốc. Cả Huawei và SMIC đều giữ im lặng về bộ xử lý Kirin 9000s. Tuy nhiên tuần này, công ty nghiên cứu điện tử Fomalhaut Techno Solutions cho rằng Kirin 9000s thực chất là chip 14 nm được sửa đổi gần hơn với tiến trình 7 nm. Bên cạnh đó, giới chuyên gia nhận định các công ty ở nước này vẫn còn chậm nhiều năm trong sản xuất hệ thống in thạch bản.

Dù Trung Quốc luôn theo đuổi mục tiêu tự lực bán dẫn, các máy in thạch bản cần thiết để sản xuất chip tiên tiến hiện vẫn chỉ đến từ một công ty là ASML của Hà Lan. Những người trong ngành cho biết việc tự sản xuất loại máy móc phức tạp này khó có thể xảy ra trong tương lai gần ở Trung Quốc.

SMIC hiện sử dụng máy in thạch bản tia cực tím sâu (DUV) của ASML, trong khi Mỹ đã ngăn Hà Lan xuất khẩu máy quang khắc bằng tia siêu cực tím (EUV) tiên tiến hơn sang Trung Quốc. Do đó, quốc gia đông dân nhất thế giới sẽ khó có thể tiến xa hơn những gì đã đạt được với thiết bị hiện có của SMIC.

Hồi tháng 8, Li Jinxiang, Phó tổng thư ký Hiệp hội Công nghiệp Thiết bị sản xuất điện tử Trung Quốc, nhận định trong một diễn đàn về bán dẫn ở nước này: “Chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phía trước trong lĩnh vực in thạch bản. Không một dây chuyền sản xuất chip nào ở Trung Quốc trang bị hệ thống in thạch bản do trong nước sản xuất, hầu hết chúng chỉ được dùng trong nghiên cứu học thuật”.

Các chuyên gia nhận định, việc hạn chế Trung Quốc tiếp cận công cụ sản xuất tiên tiến là đòn đánh quan trọng của Mỹ. Họ có thể gia tăng áp lực, buộc Hà Lan và Nhật Bản siết hoạt động xuất khẩu sang Trung Quốc. Từ tháng 1/2024, Trung Quốc sẽ không thể mua hệ thống in thạch bản DUV nhúng dòng 2000 của ASML.

Nhiều năm qua, Trung Quốc nỗ lực để phát triển hệ thống in thạch bản của riêng mình. Họ đặt hy vọng vào Tập đoàn Thiết bị Điện tử Vi mô Thượng Hải (SMEE) thuộc sở hữu nhà nước. Nhưng cỗ máy tốt nhất của công ty đến nay là SSA600/20, chỉ có khả năng in thạch bản 90 nm, thua xa đối thủ toàn cầu như AMSL và Nikon của Nhật Bản.

“Đó không phải lỗi của SMEE, vì công ty đang phải xử lý vấn đề khó khăn nhất trong lĩnh vực sản xuất chip”, Zhu Yu, người sáng lập Beijing U-precision Tech, phát biểu tại Hội nghị chuyên đề quốc tế về vi điện tử Bắc Kinh 2023 hôm 25/9.

Theo Paul Triolo, lãnh đạo chính sách công nghệ tại Albright Stonebridge, để khắc phục hạn chế đối với máy in thạch bản, các công ty như SMEE cần có đột phá trên nhiều công nghệ khác nhau, bao gồm: nguồn sáng, quang học tiên tiến và hệ thống tích hợp.

“Có những nỗ lực lớn ở Trung Quốc trong giai đoạn R&D để phát triển bộ công nghệ then chốt quan trọng đối với kỹ thuật in thạch bản EUV, nhưng sẽ phải mất ít nhất 4-5 năm Trung Quốc mới tự chủ được”, Triolo nói.

Trong khi đó, Jan-Peter Kleinhans, Giám đốc công nghệ tại Stiftung Neue Verantwortung (SNV), cho biết chuỗi cung ứng vẫn là một trở ngại đối với tham vọng của Trung Quốc. SMEE chưa nằm trong chuỗi cung ứng của ngành chip toàn cầu. Lý do chính nằm ở các nhà cung ứng của họ. Để đạt được những tiến bộ mới, họ cần hàng nghìn bước đột phá trên toàn bộ mạng lưới nhà cung ứng. Việc này phải diễn ra một cách nhất quán và đồng nhất.

Hệ thống in thạch bản hoạt động bằng cách chiếu ánh sáng đặc biệt thông qua một bản thiết kế mẫu được gọi là “mặt nạ” hoặc “mặt kẻ ô”. Sau đó, ánh sáng đi qua hệ thống quang học được thiết kế để thu nhỏ và tập trung mẫu vào một tấm bán dẫn silicon cảm quang. Sau khi mẫu được in, hệ thống sẽ di chuyển tấm bán dẫn và tạo một bản sao khác. Quá trình lặp lại cho đến khi tấm bán dẫn được bao phủ bởi các hoa văn, hoàn thành một lớp chip. Việc tạo ra toàn bộ vi mạch đòi hỏi phải lặp lại quá trình này hết lớp này đến lớp khác, xếp chồng các mẫu theo chiều dọc để tạo thành một mạch tích hợp.

Khương Nha (theo SCMP)