Vì sao SMIC khó sản xuất chip cao cấp quy trình 7nm?

Gần đây, công luận quốc tế dấy lên quan tâm về việc liệu SMIC có thể đã thành công làm chủ quy trình chip 7 nanomet (nm) hay không.

Do các chip cao cấp trên khắp thế giới hiện đang được sản xuất bằng thiết bị in thạch bản cực tím (EUV). EUV là sản phẩm độc quyền của hãng in thạch bản khổng lồ ASML Holding – nhà sản xuất thiết bị chip của Hà Lan. SMIC đã không thể có được thiết bị tiên tiến như vậy trong bối cảnh bị Mỹ thúc đẩy ngăn chặn.

Thiết bị EUV chỉ cần một lần tiếp xúc duy nhất để đặt các mẫu mạch tích hợp trên bề mặt tấm wafer. Kể từ năm 2019, thiết bị này đã trở thành yếu tố chính trong sản xuất chip tiên tiến công nghệ 7nm và các công nghệ tiên tiến hơn.

Tuy nhiên, vì SMIC không thể có được thiết bị EUV nên chỉ có thể dựa vào việc sử dụng thiết bị in thạch bản cực tím sâu (DUV). Thiết bị DUV là một thế hệ sau EUV. Sử dụng DUV đòi hỏi nhiều lớp bình quang (photomask) hơn và hiệu ứng hình ảnh sau nhiều lần phơi sáng kém, năng suất thấp, chi phí trên mỗi chip cao.

Tờ Financial Times cho biết, ngay cả khi SMIC thành công chuyển sang công nghệ 7nm thì đây sẽ là một cuộc chiến khó khăn để cạnh tranh với các đối thủ toàn cầu do chi phí và thời gian cần thiết để sử dụng máy DUV. Nguồn tin đặt vấn đề SMIC sẵn sàng đầu tư bao nhiêu thời gian và tiền bạc để sản xuất hàng loạt chip 7nm bằng các phương pháp kém hiệu quả hơn mà các đối tác quốc tế không còn sử dụng?

SMIC đã đạt được một số tiến bộ trong các công nghệ 16nm, 10nm và các công nghệ khác kể từ khi thuê Lương Mạnh Tùng (Liang Mengsong), cựu thành viên bộ phận R&D của TSMC, làm đồng CEO vào năm 2017.

Lương Mạnh Tùng và đồng giám đốc điều hành SMIC Triệu Hải Quân (Zhao Haijun) đã tranh cãi về mức giá mà công ty phải trả để tiếp tục bắt kịp với các công ty quốc tế. Lương Mạnh Tùng muốn tiếp tục thúc đẩy sự phát triển của công nghệ tiên tiến, trong khi Triệu Hải Quân chủ trương tập trung vào việc mở rộng năng lực sản xuất trong quy trình đã quen nhưng kém tiên tiến hơn để có thêm thị trường. Mới thứ Sáu tuần trước (12/8), Triệu Hải Quân nói với các nhà đầu tư rằng SMIC nên phân bổ linh hoạt năng lực sản xuất cho các quy trình hoàn thiện hơn để đáp ứng nhu cầu mạnh mẽ trong các lĩnh vực như chip công nghiệp.

SMIC thực hiện quy trình 7nm như thế nào?

Công ty nghiên cứu TechInsights gần đây đã báo cáo rằng họ đã phát hiện ra một con chip 7nm của SMIC trong sản phẩm SoC (system on chip) của công ty khai thác bitcoin MinerVa (Mỹ), sản phẩm này đã xuất xưởng vào tháng 7/2021.

“Những hình ảnh sơ bộ cho thấy nó là bản sao gần tương tự công nghệ sản xuất trên quy trình 7nm của TSMC. Đây là một phát hiện thuyết phục chứng minh lý do trước đó 2 lần TSMC đã kiện SMIC vì sao chép công nghệ của họ”, công ty TechInsights cho hay trong báo cáo sau khi phân tích con chip SMIC.

Theo phân tích của TechInsights, những con chip này có thể không hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn của công nghệ 7nm, nhưng chúng có thể trở thành nền tảng thực sự của công nghệ xử lý 7nm.

TSMC của Đài Loan đã hai lần kiện SMIC vì sao chép công nghệ xử lý của họ, TechInsights cho rằng việc SMIC bị cáo buộc sao chép công nghệ 7nm của TSMC có thể dẫn đến tranh chấp pháp lý giữa hai công ty.

Nhà quan sát tình hình Trung Quốc là Yokogawa đã lên tiếng trên kênh “Yokogawa Viewpoint” của mình, rằng nếu SMIC thực sự sở hữu công nghệ 7nm thì họ đã phải khoe khoang từ lâu rồi, đâu để đến giờ mới được biết đến nhờ có bên phát hiện ra và kiểm tra. Do con chip trông không khác gì công nghệ 7nm của TSMC nên có thể nó chính là sản phẩm của TSMC chứ không phải của SMIC. 

Phóng viên của Epoch Times cũng đã tìm kiếm từ khóa “SMIC” (bằng tiếng Trung) trên các phương tiện truyền thông của Trung Quốc như CCTV, Tân Hoa Xã, Nhân dân Nhật báo, v.v, nhưng không có báo cáo nào liên quan đến việc thành công sản xuất chip 7nm. Với đặc điểm quảng cáo rầm rộ của ĐCSTQ, tiến triển đột phá của SMIC, đặc biệt là đột phá đối với các biện pháp trừng phạt của Mỹ, nhưng chỉ được các phương tiện truyền thông ủng hộ ĐCSTQ ở nước ngoài quảng bá, đây là điều rất kỳ lạ.

Theo Đài Á Châu Tự Do đưa tin, ông Lâm Tu Dân (Hsiumin Lin), giảng viên Khoa Quản lý Kinh doanh tại Đại học Soochow, chỉ ra rằng SMIC đã bỏ qua 12 và 10 nanomet và chuyển thẳng từ quy trình 14 nanomet sang quy trình 7 nanomet, “lịch sử bán dẫn chưa có bước đi mạnh mẽ như thế này”.

Ông Lâm cho biết ban đầu nó có kích thước 14 nanomet, nhưng nó đã tăng gấp đôi và nhảy vọt lên 7 nanomet. Không ai biết điều gì đã xảy ra ở giữa, chỉ biết đùng một cái đưa ra rất nhiều chip 7 nanomet, thậm chí sản phẩm tạo ra tương tự như thế này. Ông lấy ví dụ, việc này giống như giáo viên đổi bài thi, học sinh không có quá trình suy diễn, mà trực tiếp viết đáp án luôn, đáp án giống y chang như học sinh có quá trình suy diễn ở bên cạnh ghi, đương nhiên điều này sẽ khiến ngoại giới nghi ngờ rằng đó là hành vi “sao chép”.

Quy trình 7nm vẫn là một thế hệ đi sau tiên tiến nhất để có thể sản xuất hàng loạt. Những hãng đi đầu công nghệ này là TSMC của Đài Loan và Samsung của Hàn Quốc đã sở hữu công nghệ 5nm. Còn 7nm chỉ là mức tối thiểu cần thiết cho các chip điện toán hiệu suất cao, giúp có thể nhanh chóng xử lý một lượng lớn dữ liệu từ máy chủ đến điện thoại thông minh.

Viện trưởng Tô Tử Vân (Su Ziyun) của Viện Chiến lược và Tài nguyên Quốc phòng thuộc Viện Nghiên cứu An ninh Quốc phòng Quốc gia Đài Loan trước đó đã nói với Epoch Times rằng qua quá trình phân tích cấu trúc của con chip 7nm đó cho thấy khả năng cao sao chép từ TSMC. Nhưng ông Tô Tử Vân nói rằng hiệu suất chưa thể so sánh được với chip 7nm của TSMC, có nghĩa là máy của SMIC là loại máy UV DUV cũ hơn còn rất non nớt đối với quy trình 7nm.