Khúc cua mới của ngành bán dẫn

Trong hơn 10 năm qua, sự xuất hiện của chiplet, đóng gói tiên tiến, đã mở ra một xu hướng mới trong thiết kế và sản xuất vi mạch. Chiplet cho phép đóng gói nhiều bóng bán dẫn rời rạc vào trong một khối nhỏ gọn giúp tiết kiệm chi phí, tối ưu hóa hiệu suất và tạo ra cơ hội để khách hàng cuối có thể tự do tùy chỉnh và quyết định thế hệ chip tiếp theo là gì.

Tại Tọa đàm “Chiplet và cơ hội tham gia chuỗi giá trị bán dẫn” ngày 5/10, Th.S Dương Minh Tiến, Kỹ sư phát triển lưới bóng bán dẫn (Hàn Quốc), cho biết thiết kế chiplet đang trở thành xu hướng tất yếu và chủ đạo cho AI, Cloud, CPU, thay vì chỉ là sự lựa chọn như trước kia. Ngay cả Intel, nhà sản xuất chip tiên tiến cũng phải thuê ngoài TMSC để phát triển một phần chiplet.

Chiplet cho hiệu suất, kinh tế cao hơn chip nguyên khối (monolithich). Tuy nhiên yêu cầu đóng gói tiên tiến hơn trong khi khả năng đóng gói thị trường hiện nay không đáp ứng đủ nhu cầu phát triển. Đó là lý do TMSC đang mở rất nhiều nhà máy đóng gói tiên tiến.

Đồng tình với quan điểm này, TS. Trịnh Hải Đăng, Quản lý kỹ thuật, Công ty TSMC (Đài Loan) cho biết chiplet là chìa khóa cho công nghệ AI trong tương lai, không chỉ Việt Nam mà các nước tiên tiến đang chạy đua đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực này. Nhiều công ty lớn đang bắt tay để mở rộng hệ sinh thái của họ.

Việt Nam cũng đang có thế mạnh về lắp ráp, đóng gói kiểm thử thông thường hay thế mạnh phát triển các công ty chuyên thiết kế bán dẫn hay thiết kế đóng gói. Vì vậy để tiến lên bước tiếp theo là đóng gói tiên tiến cũng là lợi thế. 

Tuy vậy, theo ông Đăng, để Việt Nam tham gia vào hệ sinh thái chiplet và đóng gói tiên tiến cũng nhiều thách thức. Việc phát triển chiplet ở Việt Nam hạn chế vì phát triển một nhà máy đóng gói tiên tiến cũng phải tốn hàng tỷ USD. Đây cũng là thách thức đối với các công ty công nghệ nhỏ và vừa ở Việt Nam.

Công nghệ đóng gói tiên tiến là quy trình sản xuất phức tạp, đòi hỏi nguồn lao động có tay nghề cao. Việt Nam đang thiếu hụt rất lớn nguồn nhân lực bán dẫn nói chung nên đây là thách thức với công ty muốn phát triển mảng đóng gói chip.

Mặc dù đầu tư nhà máy đóng gói tiên tiến khá tốn kém nhưng theo ông Dương Minh Tiến, mức đầu tư này thấp hơn mức đầu tư nhà máy đúc chip từ 6nm trở lên, trong khi đó tỷ lệ hoàn vốn cao hơn. Đặc biệt, trong đóng gói có nhiều sự lựa chọn về công nghệ, phân khúc, nên doanh nghiệp dễ dàng lựa chọn phân khúc phù hợp.

Điểm thuận lợi nữa là Việt Nam đang có chính sách ngoại giao tốt với nhiều cường quốc bán dẫn. Chính phủ Mỹ ủng hộ mạnh mẽ Việt Nam tập trung đóng gói bán dẫn. Ngoài ra, các thiết bị máy móc, hóa chất chủ yếu nhập khẩu từ Nhật. Hiện tại đồng Yên đang suy yếu, trong khi Nhật Bản là quốc gia viện trợ ODA lớn cho Việt Nam, đây là cơ hội chúng ta nhập khẩu máy móc thiết bị chất lượng cho sản xuất.

Hướng đi khác cho người đến sau

Dù có nhiều lợi thế nhưng Việt Nam hiện mới chỉ tham gia một cách khiêm tốn ở khâu đóng gói. Câu hỏi đặt ra rằng Việt Nam liệu có thể “lật ngược thế cờ”, bước sâu hơn vào một chuỗi giá trị phức tạp của ngành bán dẫn?

TS. Nguyễn Thành Tiến, Trung tâm Nghiên cứu Màn hình (Hàn Quốc) cho rằng có hướng đi ngách nhưng không hề nhỏ mà Việt Nam có thể tham gia, mặc dù không phải công nghệ tiên tiến hay đi đầu nhưng đây là những công nghệ phân khúc vừa, thấp nhưng vẫn cần thiết. 

Ví dụ ngoài chip cho AI thì thị trường vẫn có những nhu cầu khác như thiết bị bán dẫn cho xe điện, trung tâm dữ liệu. Điểm đặc biệt của những thiết bị này là không chạy theo xu hướng giảm như chip thông thường mà chạy theo điện áp sử dụng, đây là câu chuyện khác. Hay những lĩnh vực khác như main, cảm biến, tuy không phải chip tiên tiến nhưng lại có nhu cầu sử dụng lớn và cần thiết, dùng rất nhiều trong xe hơi, điện thoại thông minh, robot công nghiệp, xe tự lái, y tế... 

“Ví dụ trong lĩnh vực màn hình chúng tôi đang làm, một số dự đoán về quy mô thị trường có thể đạt 150-200 tỷ USD. Chuyện tương tác hiện không chỉ qua bàn phím hay điện thoại thông minh mà còn qua màn hình. Đó là ví dụ cho thấy chúng ta có rất nhiều đường chứ không chỉ là công nghệ tiên tiến”, ông Tiến ví dụ. 

Kỹ sư Huỳnh Trần Hải Âu, Công ty Synopsys (Mỹ) cũng cho rằng lộ trình phù hợp cho Việt Nam ở giai đoạn này vẫn là “đi song song 2 chân”. Tức bắt đầu từ những nhà máy đóng gói 2D đi lên, vì chi phí sẽ thấp hơn và giảm thiểu rủi ro về tài chính và con người. Lúc này cũng sẽ có đủ lộ trình cho các kỹ sư rèn luyện trong các nhà máy và quy trình đóng gói, tạo nền tảng cơ bản trước để bước chân lên đóng gói tiên tiến 2.5D, 3D. 

Việt Nam hiện có rất nhiều công ty lắp ráp trong các IP quan trọng, đòi hỏi đóng gói tiên tiến. Trong quá trình thiết kế, một trong những vấn đề khó khăn của khách hàng là chọn công ty thiết kế cho đóng gói. Nếu sở hữu đội ngũ thiết kế tốt cho những IP chiến lược thì có thể tác động tới khách hàng để họ chọn nhà máy ở Việt Nam.

Ông Âu cũng nhấn mạnh để chen vào các nhà máy đóng gói tiên tiến rất khó, các khách hàng nhỏ gần như không có cơ hội. Nếu Việt Nam làm đóng gói tiên tiến, có thể đáp ứng cho khách hàng vừa và nhỏ thì rất tiềm năng. Nó sẽ tạo cơ hội cho ngành bán dẫn, những công ty nhỏ và vừa có điều kiện có thể làm đóng gói tiên tiến thay vì chỉ đóng gói truyền thống mà không phát triển lên ứng dụng mà họ mong muốn.

“Chúng ta chuẩn bị nền tảng sản xuất trước, song song với đó là định hướng khách hàng. Có thể chưa cần chọn khách hàng quá lớn như TA-I (một trong những nhà cung cấp chip điện trở lớn nhất thế giới) mà có thể chọn khách hàng cấp 2, 3 và định hướng về Việt Nam trong những mảng đó”, ông Âu gợi ý.