Samsung dùng 116 tỷ USD đốt cháy cuộc đua chip với TSMC

Tại hội nghị khách hàng tháng trước, một quan chức cao cấp của bộ phận chip Samsung tiết lộ công ty sẽ sản xuất chip 3nm số lượng lớn vào năm 2022. Mục tiêu này chưa từng được Samsung công bố trước đây. Phó Chủ tịch phụ trách phát triển nền tảng thiết kế chip Samsung Park Jae Hong cho biết, họ đang phát triển công cụ thiết kế ban đầu với các đối tác chiến lược.

Nếu thành công, nó đánh dấu đột phá trong tham vọng trở thành đối tác cung ứng chip cho Apple, AMD của Samsung. Hiện tại, TSMC đang đảm nhận công việc này. Mảng kinh doanh chip không hề xa lại với Samsung, khi họ là hãng đầu tiên sản xuất chip dòng A dùng trên iPhone. Dù vậy, nỗ lực đang được “thái tử” Lee Jae Yong dẫn dắt, người muốn thiết lập vị thế lãnh đạo công nghệ trên các lĩnh vực hiện đại như sản xuất chip và mạng 5G trong giai đoạn tăng trưởng tiếp theo. Bình luận của ông Park cho thấy, Samsung đang đẩy nhanh quá trình cạnh tranh với TSMC.

Mục tiêu của Samsung trùng với mục tiêu cung cấp lượng lớn chip 3nm của TSMC trong nửa sau năm 2022. Tuy nhiên, công ty Hàn Quốc hi vọng tiến xa hơn nhờ ứng dụng kỹ thuật Gate-All-Around, được xem là công nghệ có khả năng thay đổi cuộc chơi, kiểm soát chính xác hơn dòng điện chạy qua các kênh, thu nhỏ diện tích chip và giảm tiêu thụ điện năng. TSMC trong khi đó sử dụng cấu trúc FinFET nổi tiếng cho dòng chip 3nm.

Giáo sư kỹ thuật và khoa học vật liệu Đại học Inha Richo Choi nhận xét, Samsung đang bắt kịp TSMC rất nhanh và muốn vượt qua đối thủ thông qua công nghệ mới. Tuy nhiên, nếu không thể cải thiện năng suất vào giai đoạn đầu, họ sẽ mất tiền.

Samsung muốn thị phần lớn hơn trên thị trường chip 250 tỷ USD đang tăng trưởng nhanh chóng cùng với tiến bộ của trí tuệ nhân tạo và công nghệ 5G. Năm 2019, TSMC kiểm soát hơn một nửa thị trường sản xuất chip theo hợp đồng, trong khi Samsung nắm 18%, theo dữ liệu của TrendForce.

Ông Lee tỏ ra vô cùng quan tâm tới chuyện này. Ông đã bay tới trụ sở của ASML Holdings tại Hà Lan tháng trước để thảo luận về nguồn cung máy in thạch bản cực tím EUV, thiết bị không thể thiếu để tạo ra bán dẫn hiện đại nhất. Các quan chức cao cấp khác cũng đi thăm nhiều thành phố lớn, từ San Jose tới Munich và Thượng Hải, tổ chức diễn đàn bán dẫn và đàm phán giao dịch.

Một số nhà phân tích hoài nghi về khả năng giành thị phần của Samsung trên thị trường mà TSMC đang thống trị. Hàng năm, TSMC bỏ ra khoảng 17 tỷ USD để bảo đảm luôn đi đầu về công nghệ và năng lực sản xuất. Về phần mình, bộ phận bán dẫn Samsung dự định chi 26 tỷ USD trong năm 2020, nhưng phần lớn để hỗ trợ mảng chip nhớ, không liên quan trực tiếp tới các con chip logic tiên tiến.

Sản xuất bộ xử lý phức tạp hơn bộ nhớ, năng suất cũng khó kiểm soát hơn. Khách hàng chip còn yêu cầu các giải pháp “may đo”, đặt ra rào cản khác trong việc mở rộng quy mô và buộc Samsung phải phụ thuộc vào thiết kế của khách. Dù vậy, Samsung có thể lấy lại tự tin từ việc hợp tác với Nvidia.

Rủi ro và chi phí thiết lập ban đầu khiến số lượng công ty có thể cạnh tranh trên thị trường sản xuất chip bằng thiết bị EUV giảm đi. Năm nay, Intel cho biết, sẽ cân nhắc thuê sản xuất chip bên ngoài lần đầu tiên trong lịch sử, cho thấy sự phức tạp trong ngành và để lại Samsung và TSMC làm hai đối thủ chính. Theo nhà phân tích Sanjeev Rana, dù Samsung đã thu hút vài khách hàng lớn, mối quan hệ lâu năm của TSMC với các khách hàng cho phép họ hợp tác tốt hơn về thiết kế và sản xuất, dẫn đến năng suất ưu việt.

Samsung đang đạt được bước tiến thần tốc, một phần vì TSMC không thể mở rộng năng lực đủ nhanh để làm thỏa mãn mọi nhu cầu. Khách hàng cũng muốn dùng nhiều nhà sản xuất chip hơn, mang lại cơ hội cho Samsung. Theo một quan chức, công ty Hàn Quốc đã nhận đủ đơn hàng từ khách hàng lớn để giữ cho dây chuyền 5nm bận rộn tới vài năm nữa. Một quan chức khác tiết lộ, danh sách khách hàng chip của Samsung đã tăng 30% so với năm ngoái. Vài tháng gần đây, Nvidia và IBM chuyển sang Samsung để giải quyết một số nhu cầu, còn Qualcomm được cho là ký hợp đồng 858 triệu USD với Samsung để sản xuất chip di động cao cấp.

Samsung mở nhà máy đầu tiên chế tạo chip bằng thiết bị EUV tại thành phố Hwaseong trong năm nay, còn nhà máy thứ hai tại Pyeongtaek dự kiến sản xuất số lượng lớn vào nửa sau năm 2021. Tốc độ tăng trưởng của bộ phận chip Samsung dự đoán vượt tốc độ của thị trường chung. Công nghệ GAA mà Samsung chọn dự kiến được TSMC sử dụng để sản xuất chip 2nm vào năm 2024. Tuy nhiên, lịch trình có thể đẩy lên sớm hơn, vào nửa sau năm 2023, vì Samsung. Chìa khóa để mở rộng thị phần chính là Samsung có khả năng mua được bao nhiêu máy EUV.

Các quan chức Samsung tin rằng, công ty có lợi thế nhờ kinh nghiệm phát triển cả chip lẫn smartphone. Họ có thể thấy trước và giải quyết các yêu cầu kỹ thuật của khách hàng. Samsung còn một quân bài khác là đóng gói chip nhớ và chip logic vào một mô-đun duy nhất, cải thiện năng lượng và tiết kiệm diện tích. Dù vậy, một số hãng vẫn lo ngại khi giao việc sản xuất chip vào tay đối thủ trực tiếp. Trong khi đó, các lãnh đạo TSMC luôn nhấn mạnh từ năm nay qua năm khác rằng, họ không cạnh tranh với bất kỳ khách hàng nào. Đây chính là đòn trực tiếp nhằm vào Samsung.