11/21/21

Những câu chuyện ít biết về TSMC - trung tâm của cuộc chạy đua công nghệ bán dẫn toàn cầu

Công ty trị giá 550 tỷ USD này hiện kiểm soát hơn một nửa thị trường toàn cầu đối với chip sản xuất theo đơn đặt hàng và thậm chí hơn 90% thị phần đối với các bộ vi xử lý tiên tiến nhất.

Ở bờ biển phía Tây Bắc của Đài Loan, nép mình giữa những bãi bồi đầy cua và các vườn hồng thơm ngọt, là một trong những công ty quan trọng nhất thế giới mà gần như chắc chắn bạn đã từng nghe đến. Công ty sản xuất chất bán dẫn Đài Loan, hay TSMC, là nhà sản xuất theo hợp đồng lớn nhất thế giới về chip bán dẫn - còn được gọi là mạch tích hợp hoặc đơn giản chỉ là chip - cội nguồn sức mạnh của điện thoại, máy tính xách tay, ô tô, đồng hồ, tủ lạnh và nhiều hơn thế nữa. Khách hàng của nó bao gồm Apple, Intel, Qualcomm, AMD và Nvidia.

Bên trong trụ sở có thiết kế hình hộp với tông màu trắng đục của nó ở quận Tân Trúc, các kỹ thuật viên trong bộ quần áo bảo hộ màu sáng - trắng và xanh lam cho nhân viên, xanh lá cây cho nhà thầu và hồng cho phụ nữ mang thai - đang đẩy những chiếc xe bằng kim loại bóng loáng bên dưới ánh đèn bảo vệ màu xám xịt. Trên đầu họ, "móng vuốt" - cỗ máy được đặt tên theo một trò chơi arcade cổ điển - đang vận chuyển các hộp nhựa nặng 9 kg chứa 25 lát riêng lẻ thứ được gọi là đĩa bán dẫn (wafer silicon) trên đường ray giữa hàng trăm trạm sản xuất, nơi chúng sẽ được chiết xuất từng cái một để xử lý, giống như cách chiếc máy hát tự động chọn một bản ghi. Chỉ sau 6 đến 8 tuần khắc và thử nghiệm cẩn thận, mỗi tấm wafer có thể được khắc thành những con chip riêng lẻ để gửi đi khắp hành tinh.

"Chúng tôi luôn nói rằng nó giống như xây một tòa nhà cao tầng", một người quản lý bộ phận của TSMC chia sẻ, ám chỉ cách các kỹ thuật viên của mình đang siêng năng làm theo các hướng dẫn được chỉ định cho họ qua máy tính bảng. "Bạn chỉ có thể xây dựng một tầng lầu tại một thời điểm."

Công ty trị giá 550 tỷ USD này hiện kiểm soát hơn một nửa thị trường toàn cầu đối với chip sản xuất theo đơn đặt hàng và thậm chí hơn 90% thị phần đối với các bộ vi xử lý tiên tiến nhất, theo một số ước tính.

















"TSMC rất quan trọng", Peter Hanbury, chuyên gia bán dẫn tại công ty tư vấn Bain & Co, cho biết. "Về cơ bản, họ kiểm soát phần phức tạp nhất của hệ sinh thái bán dẫn và gần như độc quyền ở công nghệ tối tân này."

Tầm quan trọng của chip bán dẫn đã phát triển theo cấp số nhân trong nửa thế kỷ qua. Năm 1969, mô-đun đưa tàu vũ trụ Apollo lên mặt trăng có hàng chục nghìn bóng bán dẫn với tổng trọng lượng 31,7 kg. Ngày nay, một chiếc MacBook của Apple chứa 16 tỷ bóng bán dẫn trong kết cấu có tổng trọng lượng chỉ 1,3 kg. Sự phổ biến của những con chip sẽ tiếp tục tăng cùng với sự phát triển lan rộng của các thiết bị di động, Internet vạn vật (IOT), mạng 5G và 6G cũng như sự gia tăng nhu cầu về khả năng tính toán. Doanh số bán chip toàn cầu là 440 tỷ USD vào năm 2020 và dự kiến ​​sẽ tăng trên 5% hàng năm. Tổng thống Mỹ Joe Biden đã gọi chúng - những con chip - là "các sản phẩm quan trọng", thứ mà "sự gián đoạn chuỗi cung ứng có thể khiến cuộc sống và sinh kế của người Mỹ gặp rủi ro". Còn chính phủ Nhật Bản và Hàn Quốc so sánh tầm quan trọng của chất bán dẫn với "lúa gạo".

Và thành công của TSMC trong việc lũng đoạn thị trường quan trọng này đã biến nó trở thành "cơn đau nửa đầu" trong mọi chiến lược địa chính trị. Lầu Năm Góc đang thúc ép chính quyền Biden đầu tư nhiều hơn vào sản xuất chip tiên tiến, để tên lửa và máy bay chiến đấu của họ không còn phải phụ thuộc vào một hòn đảo nằm sát cạnh đối thủ cạnh tranh lớn nhất của mình.

Thêm nữa, sự thiếu hụt chip toàn cầu đã và đang ảnh hưởng đến 169 ngành công nghiệp, theo phân tích của Goldman Sachs, từ thép hay bê tông trộn sẵn đến máy điều hòa không khí và cả các nhà máy bia. Chịu ảnh hưởng ác liệt nhất, các nhà sản xuất ô tô trên khắp châu Mỹ, Nhật Bản và châu Âu đã buộc phải hoạt động chậm lại và thậm chí ngừng sản xuất. Điều đó đồng nghĩa với việc sẽ có ít hơn 3,9 triệu chiếc ô tô được đưa vào các showroom trên khắp thế giới trong năm nay, so với cùng kỳ năm ngoái.

"Nhưng tôi đã nói với họ: 'Bạn là khách hàng của khách hàng của tôi. Làm thế nào tôi có thể [ưu tiên người khác] và không đưa cho bạn chip?'", Chủ tịch TSMC - Mark Liu - nói với TIME trong một cuộc phỏng vấn độc quyền.

Sự khan hiếm chip đã đẩy TSMC từ một công ty dịch vụ phần cứng vô danh trở thành trung tâm của cuộc tranh cãi toàn cầu về tương lai của công nghệ. Và công ty này sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định thế giới sẽ trông như thế nào vào cuối thập kỷ này. Một số người dự đoán về một tình trạng hỗn loạn đang nổi lên, do cuộc khủng hoảng khí hậu ngày càng tồi tệ và căng thẳng địa chính trị gia tăng giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ. Còn kịch bản lạc quan hơn của Liu là việc áp dụng rộng rãi trí thông minh nhân tạo (AI) vào năm 2030 sẽ giúp giảm thiểu sự tàn phá của biến đổi khí hậu thông qua dự đoán thời tiết chi tiết, chẩn đoán ung thư chính xác cũng như sớm hơn và thậm chí là khả năng chống lại tin tức giả theo thời gian thực tự động trên mạng xã hội.

"Với COVID-19, mọi người đều cảm thấy tương lai đã được đẩy nhanh",Mark Liu nói. Còn từ quan điểm của ông, nó sẽ trông"rõ ràng hơn nhiều so với hai năm trước."

Sự thiếu hụt chip bán dẫn lần đầu tiên khiến các tập đoàn trên khắp thế giới phải "đổ mồ hôi" diễn ra vào khoảng tháng Hai năm nay, khi thời gian đặt hàng và giao hàng trung bình đối với chip kéo dài đến 15 tuần. Mốc thời gian "chưa từng có" này được tạo ra bởi sự kết hợp của các yếu tố: suy thoái kinh tế do đại dịch khiến các nhà sản xuất ô tô sớm cắt giảm đơn đặt hàng chip, sau đó là việc những con chip được tích trữ bởi các công ty lo ngại bị lôi kéo vào cuộc chiến thương mại và công nghệ Mỹ - Trung.

Trong bối cảnh được mô tả là sự thiếu hụt chip toàn cầu, nhiều con chip được gửi đến các nhà máy hơn là đưa vào trong các sản phẩm. Nó có nghĩa là"chắc chắn có những người tích lũy chip trong chuỗi cung ứng", theo Chủ tịch Liu.

Để khắc phục sự cố, Liu đã ra lệnh cho nhóm của mình phân tích các điểm dữ liệu khác nhau để giải mã xem khách hàng nào thực sự cần và khách hàng nào đang tích trữ.

"Chúng tôi cũng đang học hỏi vì chúng tôi không phải làm điều này trước đây. Nó buộc anh phải đưa ra những quyết định khó khăn để trì hoãn đơn đặt hàng cho những khách hàng với đơn có giá trị lớn mà nhu cầu tức thời được đánh giá là ít cấp thiết hơn",Liu nói."Đôi khi [khách hàng] có thể không hài lòng, nhưng chúng tôi chỉ đang làm những gì tốt nhất cho ngành."








Có thể nói, cuộc khủng hoảng chip toàn cầu đang tập trung vào khả năng tiếp cận công nghệ, thứ được nước Mỹ phát minh ra và vẫn thiết kế tốt hơn bất kỳ ai khác nhưng lại không sản xuất được nó ở quy mô lớn nữa. Trong kế hoạch trị giá 2.000 tỷ USD của Tổng thống Biden để sửa chữa cơ sở hạ tầng của Mỹ có bao gồm 50 tỷ USD để tăng khả năng cạnh tranh của chất bán dẫn. Những con số đó được Thượng viện nước này thông qua vào tháng 6 và nhằm mục đích cạnh tranh với Trung Quốc trong tất cả các lĩnh vực công nghệ. Tuy nhiên, để so sánh thì chỉ riêng TSMC đang đầu tư 100 tỷ USD để tăng công suất trong vòng ba năm tới.

Đó là một số tiền khổng lồ đáng kinh ngạc, nhưng trong mắt chủ tịch Liu thì: "Tôi càng nhìn vào nó, càng thấy nó sẽ không đủ."

Ngành công nghiệp bán dẫn đã thu hẹp lại ngay cả khi bản thân các con chip đã trở nên ngày càng phổ biến hơn và quan trọng hơn. Ngoài TSMC, công ty duy nhất có khả năng sản xuất thương mại những con chip 5 nanomet (nm) tiên tiến nhất hiện nay là Samsung Electronics của Hàn Quốc. Tuy nhiên, TSMC đang xây dựng một nhà máy chế tạo mới - còn gọi là "fab" - trên khu đất có diện tích bằng 22 sân bóng đá ở miền nam Đài Loan, để sản xuất những con chip với công nghệ 3 nm đột phá, dự kiến ​​sẽ nhanh hơn phiên bản trước tới 15% và sử dụng ít năng lượng hơn.Và thế hệ chip mới nhất này - hay còn gọi là các node - sẽ khiến các công ty Mỹ như Intel và GlobalFoundries tụt hậu ít nhất hai thế hệ.

"Thật đáng hổ thẹn cho Intel", Daniel Nenni, đồng tác giả của cuốn sách "Fabless: Sự chuyển đổi của ngành công nghiệp bán dẫn", nhận định. "Thật đáng thất vọng khi họ mất đi quyền lãnh đạo."

Vào thời kỳ đầu của ngành công nghiệp máy tính hiện đại, những người tiên phong như Intel đã thiết kế và chế tạo chip nội bộ. Nhưng các công ty Mỹ bắt đầu gặp khó khăn trước các đối thủ Nhật Bản vào những năm 1980 và để duy trì tính cạnh tranh, họ đã thuê ngoài các bên thứ ba để làm việc này, nhằm tập trung vào khía cạnh thiết kế mang lại nhiều lợi ích hơn. Khi đó, việc xây dựng các nhà máy chế tạo rất đắt đỏ, nhiều rủi ro trong khi mang lại tỷ suất lợi nhuận thấp.

Nhưng xu hướng "tuyệt vời" này đã được dự đoán trước bởi một kỹ sư gốc Hoa tên là Morris Chang, người đã thành lập TSMC vào năm 1987. Ông từng học tại Harvard, Stanford và MIT cũng như đã làm việc 25 năm tại tập đoàn bán dẫn Texas Instruments. Và một trong nhiều bước đột phá của Chang là đã đi tiên phong trong chiến thuật định giá sản xuất chip ban đầu ở mức thua lỗ, với kỳ vọng rằng việc giành được thị phần sớm sẽ tăng quy mô đến mức mà chi phí tiết giảm sẽ tạo ra lợi nhuận. Và rồi, khi công nghệ trở nên tiên tiến, chi phí của các thiết bị mới tăng cao, thúc đẩy nhiều nhà sản xuất chip phải thuê ngoài và thị phần của TSMC cũng dần tăng trưởng.

Willy Shih, giáo sư tại Trường Kinh doanh Harvard, nói: "Đó là công việc mà không ai khác muốn làm."



Vào tháng 6/2018, ở tuổi 86, Chang cuối cùng đã trao lại quyền điều hành TSMC cho Mark Liu và CEO C.C. Wei. Và những gì tưởng chừng như một quá trình chuyển đổi khó khăn đã trở thành bàn đạp cho một triết lý kinh doanh tích cực hơn, cho phép TSMC vượt qua các đối thủ. Theo giáo sư Shih, ngoài hàng tỷ USD đầu tư vào việc hạn chế tính ưu việt của công nghệ, TSMC đã bắt tay vào triển khai "một sự đa dạng hóa địa lý mà lẽ ra sẽ không xảy ra dưới thời Morris Chang".

Trong khi C.C Wei là người tập trung vào trình độ kỹ thuật, đội ngũ lãnh đạo mới đã được bổ sung một cách hoàn hảo bởi Liu, một người có định hướng kinh doanh và đầy các ý tưởng thú vị đang chờ triển khai.

Theo nhiều cách, con đường sự nghiệp của Liu đi theo dấu chân của người cố vấn cho mình, Chang. Là người gốc Đài Bắc, Liu lấy bằng tiến sĩ tại Đại học California, Berkeley, trước khi nhận vào làm tại Intel, nơi ông đã giúp ra mắt bộ vi xử lý i386 thứ sau đó đã thúc đẩy cuộc cách mạng máy tính cá nhân vào cuối những năm 1980. Sau khi rời Intel, ông đã dành sáu năm để tiến hành nghiên cứu tại phòng thí nghiệm AT&T Bell ở New Jersey, trước khi gia nhập TSMC vào năm 1993. Một trong những vai trò đầu tiên của ông khi mới "chân ướt chân ráo" vào TSMC là tham gia xây dựng fab, do chính Chang dẫn dắt.

"Morris đã cho tôi nhiều kinh nghiệm, từ hoạt động đến lập kế hoạch, bán hàng, tiếp thị và R&D", ông Liu nói. "Đó là lý do tại sao tôi yêu cầu nhân viên của chúng tôi thoát ra khỏi vùng an toàn của họ, để học hỏi mọi thứ và không chỉ cảm thấy hài lòng khi nhận được đánh giá hiệu quả tốt từ sếp của chính mình".

Thành công gần đây nhất của TSMC có liên quan đến một khách hàng cụ thể: Apple.

Gã khổng lồ công nghệ Mỹ đã thuê ngoài việc sản xuất chip của mình bởi Samsung trong sáu thế hệ iPhone đầu tiên. Nhưng sau khi Samsung ra mắt điện thoại thông minh Galaxy - thiết bị cạnh tranh trực tiếp với iPhone - Apple vào năm 2011 đã đưa đối tác này ra tòa vì một vụ kiện liên quan tới hành vi trộm cắp thiết kế sản phẩm. Vụ kiện cuối cùng đã được giải quyết với phần thưởng trị giá 539 triệu USD cho công ty Mỹ. Nhưng sâu xa hơn, tranh chấp đó đã đem lại một lợi ích khổng lồ cho TSMC khi Apple tìm cách tách rời chuỗi cung ứng của mình khỏi Samsung và tránh bất kỳ mối quan hệ đối tác nào có thể tạo ra cho mình một đối thủ tiềm năng. Apple có thể yên tâm rằng TSMC là một doanh nghiệp đúc chip chuyên dụng, người sẽ không đi chệch khỏi con đường ban đầu của nó. Và đó là lý do Apple vẫn là khách hàng lớn nhất của TSMC cho tới hiện nay.

No comments:

Post a Comment