Sản xuất chip: không chỉ là cuộc đua đưa vật lý tới cực hạn, đó còn là cuộc thi đốt tiền

Thường thì chúng ta chỉ biết tới cuộc đua giữa TSMC, Intel hay Samsung trong việc làm ra những con chip ngày càng nhỏ hơn và mạnh hơn. Tuy nhiên, đằng sau cuộc đua đó, mỗi hãng đều phải đối mặt với nhiều khó khăn và một trong số đó chính là chi phí cực lớn cho công cụ sản suất vốn đều đang bị đẩy tới những giới hạn cùng cực của vật lý loài người.

Những thiết bị đó bao gồm những hệ thống chiếu tia cực tím siêu cấp (EUV) để tạo ra những mạch chip với khoảng cách giữa chúng đôi khi còn nhỏ hơn nhiều so với những tia sáng mà bạn từng biết. Và những hệ thống EUV này là không hề rẻ, đặc biệt là khi trang bị cho cả một nhà máy sản xuất bán dẫn.

Một trong những hãng cung cấp các công cụ EUV lớn nhất thế giới hiện nay là ASML (ảnh đầu bài là hình vẽ một cái máy của họ), cho biết rằng trong Q3 2019 vừa rồi, họ chỉ cần bán 7 hệ thống EUV là đã đạt doanh thu 827 triệu đô. Có thể thấy mỗi chiếc máy EUV có giá khoảng 118 triệu đô và ngoài ra, để vận hành một hệ thống như thế đi vào hoạt động còn đòi hỏi thêm nhiều thiết bị bà quy trình kiểm soát, test phụ trợ mới thật sự xài được.

Tựu chung lại, chỉ riêng máy EUV thôi cũng có thể thấy được chi phí khủng khiếp lên tới hàng tỷ đô mà một hãng sản xuất chip phải đầu tư để có thể tạo ra những nhà máy sản xuất chip cao cấp hiện nay hoặc tương lai gần. Cách đây 2 năm, TSMC đã tiết lộ rằng họ đã chi tới gần 20 tỷ đô chỉ để có được 1 đây chuyền sản xuất mới.

Chi phí vốn của TSMC và Intel liên tục tăng qua từng năm​

Riêng TSMC tháng trước cho biết sẽ chi khoảng 14 tới 15 tỷ đô trong năm nay cho chi phí vốn (tài sản cố định) - phụ vụ cho đầu tư cơ sở vật chất sản xuất chip, cao hơn 40% so với dự tính của họ. Tương tự, chi phí vốn của Intel ban đầu tính cao hơn có 3%, tuy nhiên sau đó đã đầu tư hết 16 tỷ, tăng kỷ lục 36% chỉ trong 2 năm.

Riêng Samsung vừa cho biết dự tính sẽ đầu tư khoảng 20 tỷ đô trong năm nay cho toàn bộ mảng bán dẫn và các nhà phân tích cho rằng họ sẽ dành ít tiền hơn cho phần sản xuất chip nhớ để tập trung dồn tiền phát triển dây chuyền sản xuất chip mới.

Và dù sao đi nữa, bên cạnh việc đạt được những bước tiến mới trong công nghệ bán dẫn, tạo ra những con chip thương mại ngày càng mạnh hơn, nhỏ hơn,… thì cuộc đua chip của các hãng còn tăng thêm thu nhập cho những hãng cung cấp linh kiện sản xuất. Có vẻ như Samsung đã sáng mắt ra và nhanh chóng có động thái mới nhất là quyết định ngừng phát triển nhân CPU riêng.

Tham khảo WSJ​