Trung Quốc tìm cách tự sản xuất chip nhớ AI bất chấp lệnh trừng phạt của Mỹ

Động thái này diễn ra trong bối cảnh Trung Quốc đang đẩy mạnh nỗ lực tự cung cấp bán dẫn để đối phó với lệnh trừng phạt từ Mỹ.

Sẽ là cuộc chiến khó khăn để theo kịp các hãng chip nhớ hàng đầu thế giới như SK Hynix, Samsung Electronics và Micron Technology do tác động của các lệnh trừng phạt từ Mỹ, chính phủ Trung Quốc xác định rằng nước này phải tự cung ứng HBM dù có thể mất nhiều năm.

Các nguồn tin trong chuyên ngành và những người quen thuộc với vấn đề này cho biết ChangXin Memory Technologies (CXMT), nhà sản xuất bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động (DRAM) hàng đầu Trung Quốc, là niềm hy vọng lớn nhất của đất nước trong việc phát triển HBM, nhưng có thể mất tới bốn năm để đưa sản phẩm mới ra thị trường.

Theo các nguồn tin, nếu quyết định tiếp tục phát triển HBM, CXMT hoặc các nhà sản xuất chip Trung Quốc khác sẽ bị hạn chế sử dụng các công nghệ tiên tiến để có thể sản xuất được chip DRAM mạnh mẽ đang có nhu cầu cao trên toàn thế giới.

CXMT không trả lời câu hỏi của trang SCMP về chuyện trên.

Có trụ sở tại thành phố Hợp Phì (Trung Quốc), CXMT được cho đang lên kế hoạch phát hành cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO) trong năm nay với mức định giá 14,5 tỉ USD.

Được coi là công ty dẫn đầu về công nghệ HBM với 50% thị phần toàn cầu, SK Hynix đã phát triển HBM3 vào tháng 10.2021 và sản xuất hàng loạt hồi tháng 6.2022. Công ty Hàn Quốc lưu ý trong tài liệu quảng cáo của mình rằng công nghệ HBM là “điều kiện tiên quyết cho cấp độ 4 và 5 về tự động hóa lái xe trên ô tô tự hành”.

Theo báo cáo của công ty tư vấn công nghệ TrendForce (Đài Loan), nhu cầu về kiến trúc chip HBM sẽ tăng gần 60% vào năm 2023 vì chúng là giải pháp được ưa chuộng để giải quyết các hạn chế về tốc độ truyền bộ nhớ do giới hạn băng thông.

Tuần trước, SK Hynix công bố đã phát triển thành công HBM3E, thế hệ DRAM cao cấp tiếp theo dành riêng cho các ứng dụng AI và đang cung cấp mẫu cho một khách hàng để đánh giá hiệu suất sản phẩm. Việc sản xuất hàng loạt HBM3E dự kiến diễn ra vào nửa đầu năm 2024, với các khách hàng là hãng chip Mỹ như AMD và Nvidia đã sẵn sàng để thử nghiệm sản phẩm mới.

Theo TrendForce, Nvidia đã thiết lập một tiêu chuẩn công nghiệp mới bằng cách sử dụng chip HBM để tăng tốc độ truyền dữ liệu giữa các bộ xử lý đồ họa (GPU) và các bộ nhớ xếp chồng lên nhau. Theo Nvidia, GPU H100 nổi tiếng của hãng được trang bị HBM3, cung cấp băng thông bộ nhớ 3 terabyte mỗi giây.

HBM xếp chồng các chip nhớ theo chiều dọc, giống như các tầng trong một ngôi nhà cao chọc trời, giúp rút ngắn khoảng cách mà thông tin chuyển qua. Những tháp chip nhớ này được kết nối với CPU hoặc GPU thông qua một kết nối siêu tốc gọi là interposer.

Ngoài SK Hynix, những công ty hàng đầu về HBM khác là Samsung Electronics (Hàn Quốc) và Micron Technology (Mỹ).

Theo các chuyên gia trong ngành, dù các chip HBM có hiệu suất cao nhưng việc sản xuất chúng không nhất thiết cần đến máy in thạch bản cực tím (EUV) tiên tiến của ASML (Hà Lan), mà Trung Quốc có thể tự sản xuất phiên bản riêng mà không cần thiết bị mới nhất.

ASML là công ty cung cấp thiết bị sản xuất chip hàng đầu thế giới và là hãng công nghệ có giá trị thị trường lớn nhất châu Âu.

Do nhu cầu tích hợp nhiều chip theo chiều dọc nên cần có các công nghệ đóng gói mật độ cao như kỹ thuật xuyên qua silicon (TSV), nhưng Trung Quốc có những công ty tương đối tiên tiến trong lĩnh vực này, chẳng hạn Jiangsu Changjiang Electronics Technology.

“Tôi sẽ không ngạc nhiên nếu CXMT nỗ lực hết mình trong HMB”, giám đốc điều hành của một công ty điều khiển chip nhớ nhận xét. Ông cho biết CXMT có thể tạo ra DRAM ở quy trình 17 đến 19 nanomet, chậm hơn nhiều thế hệ so với các công ty cùng ngành trên toàn cầu ở quy trình dưới 10 nanomet, một cách tương tự như cách Trung Quốc đang sản xuất chip logic 28 nanomet.

SMEE có thể cung cấp máy in thạch bản 28 nanomet

Đầu tháng 8, truyền thông Trung Quốc đã đưa ra khả năng nước này có thể cung cấp máy in thạch bản 28 nanomet tự sản xuất trong nước đầu tiên vào cuối năm nay. Đây sẽ là một bước đột phá lớn trong nỗ lực hướng tới tự cung tự cấp công nghệ của Trung Quốc trong bối cảnh Mỹ đang gia tăng các hạn chế xuất khẩu thiết bị chip.

Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) dự kiến sẽ cung cấp SSA/800-10W, máy in thạch bản 28 nanomet độc quyền của mình, vào cuối năm 2023, theo bản tin trên Nhật báo Chứng khoán Trung Quốc. Thông tin này được xác nhận bởi các phương tiện truyền thông nhà nước Trung Quốc, gồm cả Tân Hoa xã.

Từ đầu năm 2020, đã có lời đồn đoán rằng SMEE, công ty được chính phủ Trung Quốc hậu thuẫn, sắp ra mắt máy quang khắc cực tím sâu (DUV) dựa trên công nghệ 28 nanomet vào cuối năm đó.

SMEE bị Bộ Thương mại Mỹ thêm vào danh sách đen thương mại (danh sách thực thể) hồi tháng 12.2022.

Trung Quốc đang phụ thuộc một phần vào các DUV tiên tiến do ASML sản xuất. Từ năm 2019, ASML đã bị chính phủ Hà Lan cấm bán các EUV tiên tiến cho khách hàng Trung Quốc.

EUV được sử dụng bởi những gã khổng lồ trong ngành như TSMC (nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, có trụ sở ở Đài Loan), Samsung Electronics (hãng sản xuất chip nhớ số 1 thế giới của Hàn Quốc) và Intel (Mỹ) để sản xuất chip tiên tiến cho smartphone và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI).

Việc giao các DUV của ASML cho Trung Quốc trong tương lai cũng trở nên không chắc chắn khi Hà Lan dự kiến ​​yêu cầu công ty này phải xin giấy phép để bán mẫu máy tinh vi nhất tới quốc gia châu Á từ ngày 1.9, gồm cả TWINSCAN NXT:2000i.

Nhật Bản, quê hương của các nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip Nikon và Tokyo Electron, bắt đầu hạn chế xuất khẩu 23 loại thiết bị và vật liệu tiên tiến liên quan đến chip vào cuối tháng 7, bao gồm cả hệ thống in thạch bản.

Những động thái từ Hà Lan và Nhật Bản được hiểu rộng rãi là nỗ lực phối hợp với Mỹ, vốn đã áp đặt một vòng kiểm soát xuất khẩu sâu rộng vào tháng 10.2022 nhằm hạn chế việc công ty Mỹ như Lam Research và Applied Materials bán thiết bị sản xuất chip tiên tiến cho Trung Quốc vì lý do an ninh quốc gia.

Trung Quốc cũng có nguy cơ mất quyền tiếp cận các mẫu DUV cũ hơn của ASML.

Chính phủ Mỹ đã xem xét các quy định mới hạn chế vận chuyển thiết bị nước ngoài có một số lượng nhỏ các linh kiện Mỹ, chẳng hạn TWINSCAN NXT:1980Di của ASML, cho một số công ty Trung Quốc, theo hãng tin Reuters.

Zhang Xiaorong, Giám đốc tại Viện nghiên cứu Công nghệ Shendu, cho biết những quy định như vậy sẽ ảnh hưởng lớn đến các công ty Trung Quốc vì quốc gia này “chỉ có một mức độ tự cung tự cấp nhất định với các quy trình sản xuất chip trưởng thành”. Ông nói thêm rằng có “khoảng cách hơn 10 năm” giữa các dự án máy in thạch bản của Trung Quốc so với các công ty nước ngoài hàng đầu.

Được một số người coi là niềm hy vọng lớn nhất của Trung Quốc để tạo ra máy có thể sản xuất chip tiên tiến, SMEE đến nay có khả năng sản xuất hàng loạt máy in thạch bản ArF với độ phân giải 90 nanomet, có thể sử dụng để sản xuất chip cấp thấp hơn, chẳng hạn như quản lý năng lượng và chip tần số vô tuyến. Tuy nhiên theo Zhang Xiaorong, quy trình sản xuất đó phụ thuộc rất nhiều vào các vật liệu quan trọng từ nước ngoài.