Từ Huawei đến tương lai tự chủ ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc

Mới đây, khi Huawei ra mắt dòng điện thoại flagship Mate 60 Pro, giới chức và truyền thông phương Tây "giãy đành đạch" lên vì con chipset Kirin 9000S.

Chipset Kirin 9000S được Huawei phát triển nội địa thông qua công ty con của mình là HiSilicon: Từ CPU, GPU, tính năng điện thoại vệ tinh, cho đến AI engine đều do Huawei phát triển nội bộ; ngay cả 5G modem trên chipset, điều mà Hoa Kỳ dự đoán Huawei khó phát triển kịp thời.

Từ 2019, gần 5 năm Hoa Kỳ áp đặt lệnh cấm vận đối với Huawei, không thể phủ nhận trí tuệ và năng lực Trung Quốc trong nỗ lực xây dựng tự chủ đối với ngành công nghiệp bán dẫn.

Về khách quan, thời gian ân hạn và gia hạn ân hạn của chính phủ Hoa Kỳ cho phép các công ty Mỹ & đồng minh tiếp tục hoàn tất các hợp đồng đã ký với Huawei. Chính sách cấm vận dần dần thay vì toàn bộ, cũng như kẽ hở trong quy trình cấp giấy phép xuất khẩu từ Mỹ, đã cho phép Huawei có thời gian huy động nguồn lực sản xuất chipset. 

Tuy nhiên, tương lai, khi Hoa Kỳ càng siết chặt quy định, thì Huawei sẽ càng gặp khó khi tiếp cận công nghệ, tính năng mới.

VẤN ĐỀ TỰ CHỦ CỦA NGÀNH CHIP TRUNG QUỐC

Bản chất chipset Kirin 9000s vẫn dựa trên phiên bản v8.x cũ của kiến trúc ARM trước lệnh cấm vận 2019. Các kỹ sư của Huawei đã phát triển chỉnh sửa để tối đa hóa hiệu suất của Kirin 9000S dựa trên phiên bản cũ đó. 

Với mỗi con chip hay điện thoại bán ra, Huawei vẫn phải trả tiền bản quyền sử dụng kiến trúc cho ARM. Tuy nhiên, Huawei không thể tiếp cận công nghệ mới trong các phiên bản của kiến trúc ARM kể từ v9 (phát hành 2021).

Nghĩa là, nếu muốn tự chủ về chipset, Huawei phải từ bỏ kiến trúc ARM trong tương lai. Thực tế là từ 2021, Huawei đã sản xuất chip dựa trên RISC-V, một tiêu chuẩn tập lệnh mở không yêu cầu ủy quyền kỹ thuật. Vì mã nguồn mở, nên Huawei cũng không phải phí bản quyền.

RISC-V được phát triển bởi Đại học Berkeley (Hoa Kỳ), nhưng hiện tại được quản lý bởi RISC-V International, một tổ chức quốc tế trung lập về chính trị, không bị ràng buộc bởi lệnh cấm của Hoa Kỳ. Gần như các tên tuổi lớn trong ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu (từ Qualcomm, Mediatek, Intel, AMD, Marvell...) đều tham gia vào liên minh RISC-V. Ở Trung Quốc, ngoài Huawei, là ZTE, Tencent, Viện Nghiên cứu Chip Mã nguồn Mở Bắc Kinh, HPMicro, Alibaba...

Do đó, quá trình tăng tốc sự tự chủ đối với ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc được cộng hưởng bởi hai xu hướng:

1/ Xu hướng tự chủ tự cường từ nhu cầu nội tại;

2/ Xu hướng toàn cầu dịch chuyển về kiến trúc mở RISC-V, giảm sự lệ thuộc vào ARM.

ARM không sản xuất chip, chỉ là sở hữu số lượng lớn bằng sáng chế về kiến trúc thiết kế chip. Nhưng, tính năng và hiệu năng (tức "linh hồn" của con chip) đều nằm trong tay các nhà phát triển hạ nguồn, tức Samsung, Qualcomm, SK Hynix, Mediatek, TSMC...

Vì gần như các con chip sử dụng trong smartphone và thiết bị điện tử hiện nay dựa trên kiến trúc ARM, nên chuỗi giá trị của ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu giống như một hình tam giác:

1/ Đỉnh của tam giác chính là ARM, nắm bản quyền kiến trúc;

2/ Cạnh đáy là các nhà phát triển chip hạ nguồn, tính cạnh tranh rất cao. Trong số này, Qualcomm chiếm ưu thế nhất ở thị trường chip di động vì hãng này nắm patents về công nghệ 4G, 5G, và 6G trong tương lai. 

Một bên là một thằng độc quyền kiến trúc, một bên là một nhóm chiếm ưu thế tuyệt đối về sản phẩm tiêu dùng cuối. Không ai chịu ai. Khả năng thương lượng của hai phe đều hạn chế, vì:

1/ Nếu ARM tăng phí bản quyền, bọn kia sẽ càng chạy qua chuẩn mở;

2/ Bọn kia cũng chả muốn cứ phải trả tiền phí bản quyền cho ARM, lệ thuộc vào một kiến trúc duy nhất.

Ngoài ra, bài toán tự chủ ngành chip của Trung Quốc sẽ còn lại hai vấn đề:

1/ Tự chủ nguyên liệu: Ngoài Trung Quốc, nguồn tài nguyên đất hiếm không phải là vấn đề. Quỹ đất hiếm còn ở Việt Nam, Nam Phi, Brazil; là những nước mà quan hệ ngoại giao với Trung Quốc khá suôn sẻ. Ngoài ra có Ấn Độ.

2/ Máy móc, dây chuyền trung gian, phần mềm thiết kế: Đây là lĩnh vực mà Hoa Kỳ nắm patents hoặc công nghệ mà Trung Quốc khó có thể sao chép kịp thời.

Tương lai, nếu Trung Quốc tự chủ được ngành chip, nghĩa là họ có cơ hội bán cho thị trường Nam Bán cầu với giá cạnh tranh hơn.

Khi các công ty Hoa Kỳ và đồng minh mất đi khách hàng lớn là Trung Quốc, và tương lai là thị trường tiềm năng ở Nam bán cầu; thì họ càng lobby để nới lỏng lệnh cấm vận. Dịch chuyển dây chuyền sản xuất, tái cơ cấu thì tốn chi phí đầu tư; trong khi doanh thu giảm. Thế thì nước Mỹ có thể kiên trì chính sách cấm vận này được bao lâu?

References:

"TechInsights Finds SMIC 7nm (N+2) in Huawei Mate 60 Pro | TechInsights." https://www.techinsights.com/blog/techinsights-finds-smic-7nm-n2-huawei-mate-60-pro.

"TaiShan v110 - Microarchitectures - HiSilicon - WikiChip." https://en.wikichip.org/wiki/hisilicon/microarchitectures/taishan_v110,.