Năng lực sản xuất máy quang khắc DUV Trung Quốc chưa thể đe doạ ASML

Theo các nguồn tin, Trung Quốc trong tuần này đã khởi động dây chuyền sản xuất máy in thạch bản tia cực tím sâu (DUV) "nội địa". Song giới chuyên gia cho rằng sẽ cần thêm nhiều năm để các hệ thống DUV của Trung Quốc có thể đạt trình độ của những nhà sản xuất dẫn đầu như ASML...

Hệ thống in thạch bản High NA EUV tại một cơ sở của Intel ở Oregon, Hoa Kỳ. Ảnh minh hoặc: Reuters.

Theo các nguồn tin, Trung Quốc trong tuần này đã khởi động dây chuyền sản xuất máy in thạch bản tia cực tím sâu (DUV) "nội địa" và dự kiến bàn giao khoảng 5 hệ thống đầu tiên trước cuối năm nay. 

Các chuyên gia nhận định đây là dấu hiệu cho thấy chiến lược kiểm soát công nghệ của Mỹ, thường được gọi là "sân nhỏ, hàng rào cao" (small yard, high fence), đang dần bộc lộ những giới hạn. 

Đồng thời, đây cũng sẽ là bước tiến mang tính bước ngoặt trong nỗ lực của Trung Quốc nhằm giảm phụ thuộc vào công nghệ phương Tây và vượt qua các lệnh kiểm soát xuất khẩu chip và thiết bị bán dẫn từ Washington. 

Dù vậy, theo Think China, về hiệu năng và độ ổn định, các hệ thống DUV do Trung Quốc tự phát triển nhiều khả năng vẫn cần thêm nhiều năm mới có thể tiệm cận các sản phẩm dẫn đầu ngành.

Ngày 28/7, Reuters dẫn các nguồn tin xác nhận Trung Quốc đã bắt đầu sản xuất máy in thạch bản DUV do nước này tự phát triển. Đơn vị thực hiện dự án là Shanghai Aishengna Electronic Technology Group, doanh nghiệp mới được thành lập khoảng 3 năm trước, tập hợp các nhóm kỹ sư từ nhiều startup chuyên về công nghệ in thạch bản trong nước để xây dựng năng lực phát triển và sản xuất thiết bị bán dẫn cốt lõi.

Theo dữ liệu từ Tianyancha, cơ sở dữ liệu doanh nghiệp lớn của Trung Quốc, Shanghai Aishengna được thành lập vào tháng 8/2023 với vốn đăng ký khoảng 7 tỷ nhân dân tệ (tương đương gần 1 tỷ USD). Doanh nghiệp này tập trung vào nghiên cứu, phát triển, sản xuất và kinh doanh thiết bị bán dẫn cùng các thiết bị điện tử chuyên dụng. Công ty nhận được sự hậu thuẫn của hai doanh nghiệp nhà nước, gồm Shanghai Electric Holding và một công ty con của Shanghai International Trust.

Theo kế hoạch, công ty sẽ sản xuất khoảng 5 hệ thống DUV trong năm nay và nâng sản lượng lên khoảng 20 máy vào năm 2027. Những lô hàng đầu tiên dự kiến sẽ được bàn giao trước cuối năm nay cho ba nhà sản xuất chip lớn nhất Trung Quốc gồm Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), Hua Hong Semiconductor và ChangXin Memory Technologies (CXMT). Đây đều là các doanh nghiệp đang chịu nhiều biện pháp kiểm soát xuất khẩu từ phía Mỹ.

Hiện nay, máy in thạch bản DUV ngâm (immersion DUV) là công nghệ tiên tiến nhất mà các nhà sản xuất chip Trung Quốc có thể tiếp cận để khắc các mạch điện siêu nhỏ lên tấm wafer silicon.

Nguyên nhân là do Hà Lan, dưới sức ép từ Mỹ, đã cấm ASML xuất khẩu các hệ thống in thạch bản tia cực tím cực đại (EUV), dòng máy hiện đại nhất thế giới, sang Trung Quốc. Vì vậy, DUV ngâm trở thành lựa chọn tiên tiến nhất mà các nhà sản xuất chip nước này có thể sử dụng để chế tạo chip công nghệ cao. Song song với đó, Trung Quốc cũng đang phát triển hệ thống EUV do nội địa tự thiết kế, dù dự án này hiện mới dừng ở giai đoạn nguyên mẫu.

Dưới thời chính quyền Tổng thống Joe Biden, Mỹ đã siết chặt đáng kể các biện pháp kiểm soát công nghệ đối với Trung Quốc thông qua việc phối hợp với những mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu, bao gồm Nhật Bản, Hà Lan và Đài Loan, nhằm hạn chế khả năng tiếp cận của Bắc Kinh đối với các công nghệ tiên tiến.

Ảnh: ASML. 

Đến tháng 4 năm nay, Quốc hội Mỹ tiếp tục thúc đẩy Đạo luật Điều chỉnh Đa phương về Kiểm soát Công nghệ đối với Phần cứng (MATCH), qua đó mở rộng các biện pháp hạn chế đối với việc Trung Quốc tiếp cận máy in thạch bản DUV của ASML cũng như các dịch vụ bảo trì và hậu mãi liên quan.

Theo Phó Giáo sư Lianhe Zaobao thuộc Đại học Quản lý Singapore (SMU), Trung Quốc hiểu rất rõ rằng họ phải tự lực trong lĩnh vực này. Mỹ sẽ không bao giờ nới lỏng các biện pháp hạn chế, vì vậy Trung Quốc đã chuẩn bị cho kịch bản này từ nhiều năm trước. Việc chế tạo thành công một hệ thống DUV nội địa chỉ còn là vấn đề thời gian.

Ông Fu cũng cho rằng Trung Quốc vẫn cần thêm thời gian để đưa công nghệ này đạt đến độ hoàn thiện cần thiết: "Các hệ thống mới sẽ phải trải qua quá trình thử nghiệm quy mô lớn và tiếp tục được tinh chỉnh về chất lượng. Có thể phải mất thêm ba hoặc bốn năm nữa trước khi chúng đạt chất lượng tương đương các hệ thống DUV của ASML”. 

Dù vậy, giới đầu tư vẫn lo ngại rằng nếu Trung Quốc tiếp tục cải thiện công nghệ, các nhà sản xuất nước này sẽ có khả năng thách thức vị thế thống trị của ASML. Điều này đã nhanh chóng phản ánh lên thị trường chứng khoán. Ngày 27/7, cổ phiếu ASML có thời điểm giảm tới 8,3%, xuống mức thấp nhất kể từ đầu tháng 6.

Ông Tim Zhang, đồng sáng lập công ty tư vấn Edge Research có trụ sở tại Singapore, nhận định cuộc cạnh tranh công nghệ giữa Mỹ và Trung Quốc đã kéo dài gần một thập kỷ và trong khoảng thời gian đó, Trung Quốc đã đạt nhiều tiến bộ trong việc xây dựng hệ sinh thái thiết bị bán dẫn nội địa.

Theo ông, thế hệ máy DUV đầu tiên của Trung Quốc chắc chắn chưa thể cạnh tranh với các sản phẩm hiện nay của ASML. Tuy nhiên, một khi nền tảng công nghệ ban đầu đã được hình thành, việc cải tiến qua nhiều thế hệ sẽ diễn ra nhanh hơn.

"Máy DUV thế hệ đầu tiên của Trung Quốc chắc chắn chưa thể sánh với sản phẩm của ASML. Nhưng khi đã tạo ra được sản phẩm đầu tiên, công nghệ có thể liên tục được cải tiến qua nhiều vòng phát triển. Việc vượt qua rào cản sản xuất chip 7 nm về cơ bản chỉ còn là vấn đề thời gian", ông Zhang cho hay,

Vị chuyên gia cũng cho rằng chiến lược kiểm soát công nghệ của Washington đang dần mất đi hiệu quả: "Chính sách 'sân nhỏ, hàng rào cao' mà chính quyền Biden theo đuổi về cơ bản đã không đạt được mục tiêu ban đầu. Mỹ nên cân nhắc tháo bỏ hàng rào này. Bức tường công nghệ hiện nay có thể sẽ không còn phục vụ mục đích mà nó được tạo ra”. 

DUV (Deep Ultraviolet - tia cực tím sâu) và EUV (Extreme Ultraviolet - tia cực tím cực đại) là hai công nghệ in thạch bản quan trọng nhất trong ngành sản xuất bán dẫn hiện nay. Điểm khác biệt cốt lõi giữa hai công nghệ nằm ở bước sóng của nguồn sáng được sử dụng để khắc các mạch điện siêu nhỏ lên tấm wafer silicon.

Nếu DUV được xem là "xương sống" của năng lực sản xuất chip hiện nay thì EUV được coi là đỉnh cao của công nghệ in thạch bản, cho phép ngành bán dẫn tạo ra những con chip siêu nhỏ.

Theo thông tin từ trang web chính thức của ASML và Viện Vi điện tử thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, công nghệ DUV sử dụng nguồn sáng có bước sóng 193 nanomet. Công nghệ này hiện được sử dụng để sản xuất các dòng chip ở tiến trình khoảng 7 nanomet và các công nghệ trưởng thành hơn, phục vụ nhiều lĩnh vực như ô tô, thiết bị công nghiệp, viễn thông và chip băng tần cơ sở cho điện thoại di động.

Trong khi đó, EUV sử dụng nguồn sáng có bước sóng chỉ 13,5 nanomet, ngắn hơn rất nhiều so với DUV. Nhờ bước sóng cực ngắn, EUV có thể khắc các chi tiết mạch điện nhỏ hơn đáng kể chỉ sau một số ít lần phơi sáng, giúp giảm độ phức tạp trong quy trình sản xuất và nâng cao độ chính xác.

Nhờ những ưu thế đó, EUV hiện là công nghệ không thể thiếu để sản xuất các dòng chip tiên tiến ở tiến trình 5 nanomet, 3 nanomet và nhỏ hơn, bao gồm các bộ xử lý dành cho điện thoại thông minh cao cấp, chip AI và những bộ xử lý hiệu năng cao phục vụ trung tâm dữ liệu.