Thung lũng Silicon ở Mỹ
“Cuộc chiến” ngành chip (Kỳ I): Bước đi táo bạo của Mỹ
Năm 1971, trong loạt bài viết về ngành công nghiệp công nghệ cao của Mỹ đăng trên Electronic News, nhà báo Don Hoefler đặt chung một tiêu đề “Silicon Valley USA”. Silicon là thuật ngữ ẩn dụ về ngành công nghiệp sử dụng vật liệu bán dẫn có nguồn gốc từ nguyên tố Silic, được Mendeleev ký hiệu Si, số nguyên tử bằng 14.
Có thể hình dung thời điểm Hoefler viết loạt bài này, nói về chất bán dẫn và dự báo sức mạnh của nó, cũng giống như ở thời điểm này chúng ta viết về internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI) hay du lịch vũ trụ.
Nhưng phần lớn nhận định của ông Don Hoefler là chính xác, nhưng ông không ngờ rằng, một thuật ngữ trong tít bài (Silicon) đã trở thành tên gọi của một ngành công nghiệp rất thịnh vượng và cực kỳ quan trọng sau đó vài thập kỷ. Bây giờ đã là "cuộc chiến" Silicon một còn một mất!
Sự ra đời của chất bán dẫn là kết quả tất yếu trong thời đại công nghệ thông tin. Xuất phát từ yêu cầu làm tinh gọn hệ thống, chip làm tăng tốc độ xử lý các tác vụ và tối đa hóa công năng của hệ thống máy tính, ứng dụng mọi mặt trong đời sống.
Con chip, hay là vi mạch tích hợp hoặc mạch tích hợp sinh ra để điều khiển toàn bộ hệ thống, từ nhiệm vụ đơn giản như nâng, hạ cửa kính xe ô tô; tự động bật tắt thiết bị cho đến xử lý thuật toán. Nhiều người ví von rằng công nghệ chip gom cả thế giới vào miếng silicon vài nanonmet!
Sự phức tạp của chip đến mức, đầu óc thông thường như chúng ta không hình dung nỗi một công đoạn sẽ diễn ra như thế nào, “chúng” hoạt động ra sao mà có thể “hiểu” và “tuân lệnh”?
Nếu phân loại theo công dụng, có 13 dòng chip khác nhau; phân loại theo công nghệ chế tạo có 3 trường phái; xét trên phương diện “nhiệm vụ được giao” có 3 dạng chip và 4 cách thức theo mức độ tích hợp ít hay nhiều, đa dụng hay đơn dụng,…
Công nghệ bán dẫn phôi thai từ Đức năm 1949 khi kỹ sư điện tử thuộc hãng Siemen Werner Jacobi tạo ra thiết bị khuếch đại âm thanh gồm 5 transitor. Công nghệ này phát triển rực rỡ ở Mỹ từ thập niên 60, kỹ sư của tập đoàn công nghệ Texas Instrument lắp thành công vi mạch đầu tiên, nhận giải Nobel Vật lý năm 2000.
Từ những năm 70, hàng loạt thiết bị điện tử, điện lạnh, máy móc, xe cộ, phương tiện chiến tranh bắt đầu ứng dụng rộng rãi bảng mạch điều khiển. Khi tháo ra, người ta nhìn thấy các cụm linh kiện như “cả thành phố” gồm các “khối nhà” san sát nhau. Đó chính là công nghệ bán dẫn.
Nếu để ý sẽ thấy, ở châu Á, Nhật Bản được xem như quốc gia giỏi nhất và ứng dụng hiệu quả nhất công nghệ bán dẫn. Một loạt công ty điện tử trứ danh của đất nước mặt trời mọc, như Sony, Canon, Toshiba, Panasonic, Fujitsu, Fujifilm, Hitachi, Sharp, Toyota, Honda... đã "làm mưa làm gió" nhờ sử dụng công nghệ bán dẫn.
Bảng mạch điện tử cơ bản
Bởi vậy, trong một câu chuyện phiếm xung quanh chiếc máy bay Boeing của Mỹ, người Nhật tự hào nói “hãy đem cho chúng tôi một ít chất bán dẫn, chúng tôi sẽ tạo ra toàn bộ hệ thống điều khiển chiếc máy bay này”. Nhắc lại để thấy rằng: Châu Âu (Đức, Anh, Pháp, Hà Lan), Mỹ và Nhật Bản đang dẫn đầu ngành công nghiệp sản xuất chip hiện nay.
Tập đoàn Intel (Mỹ) mạnh nhất trong lĩnh vực chế tạo chip CPU dành cho máy tính; ASML Holding (Hà Lan) thống trị lĩnh vực in, khắc bản mạch điện tử, chiếm khoảng 70% thị phần toàn cầu.
Gã khổng lồ NVIDIA (Mỹ) chuyên phát triển thiết bị xử lý đồ họa GPU, vốn hóa thị trường 661 tỷ USD, đã vượt mặt TSCM của Đài Loan trở thành tập đoàn bán dẫn lớn nhất thế giới.
Nếu dùng hệ quy chiếu công nghệ bán dẫn để đánh giá “thần kỳ Nhật Bản” cũng hoàn toàn có cơ sở. Bởi những gì cốt lõi nhất về công nghệ này người Nhật đều rất giỏi. Công nghệ khắc bản mạch ngoài ASML chỉ có TEL của Nhật Bản mà thôi!
Về nguyên vật liệu sản xuất bán dẫn, thế giới có 3 doanh nghiệp dẫn đầu thì Nhật Bản đóng góp 2 cái tên Shin-Etsu Chemical và Silicon United Manufacturing Corporation. Các doanh nghiệp này quan trọng đến mức, Hàn Quốc phải gác lại mọi mâu thuẫn chính trị để duy trì chuỗi cung ứng bán dẫn từ Nhật.