Ván cược 67 tỷ USD hồi sinh ngành bán dẫn của Nhật Bản

Nhật Bản đang xây dựng nhà máy bán dẫn mới tại nơi nổi tiếng với nông nghiệp, căn cứ quân sự và sân bay Chitose. Dự án này còn nhằm mục đích thay đổi bộ mặt của ngành công nghiệp chip trong nước.

Liên doanh mới có tên Rapidus muốn sản xuất hàng loạt chip logic 2nm vào năm 2027 từ con số 0. Theo tiêu chuẩn ngành, đây là thách thức lớn đối với một doanh nghiệp 18 tháng tuổi ở một quốc gia đã tụt hậu xa so với các đối thủ nước ngoài về sản xuất chất bán dẫn. Dù vậy, chính phủ muốn quay trở lại cuộc chơi mà họ từng thống trị trong bối cảnh Mỹ - Trung cạnh tranh sâu sắc.

Chất bán dẫn tiên tiến đóng vai trò nền tảng cho hàng chục công nghệ quan trọng, bao gồm trí tuệ nhân tạo, hệ thống vũ khí và xe điện. Một phần lớn các trung tâm sản xuất toàn cầu ở Đài Loan (Trung Quốc) và Hàn Quốc, khiến nguồn cung trong tương lai dễ bị tổn thương trước căng thẳng khu vực.

"Có những yếu tố địa chính trị, an ninh kinh tế liên quan", Atsuo Shimizu, một giám đốc của Rapidus phụ trách việc ra mắt xưởng đúc mới cho biết. "Để tồn tại như một quốc gia, Nhật Bản cần phải là một người chơi toàn cầu với công nghệ. Và chúng tôi có thể chứng minh điều đó với chất bán dẫn".

Trong vòng chưa đầy ba năm, Nhật Bản đã dành khoảng 4.000 tỷ yên (26,7 tỷ USD) để hồi sinh sức mạnh bán dẫn của mình. Thủ tướng Fumio Kishida đặt mục tiêu hỗ trợ tài chính 10.000 tỷ yên cho ngành công nghiệp với sự hỗ trợ từ khu vực tư nhân. Một trong số các mục tiêu là tăng gấp ba lần doanh số bán chip sản xuất trong nước lên hơn 15 nghìn tỷ yên vào năm 2030.

Hai nội dung chính trong chiến lược bán dẫn mới của Nhật Bản là lập lại tư cách vị trí đắc địa để sản xuất chip công nghệ cũ thông qua thu hút những tên tuổi lớn nhất trong ngành với các khoản trợ cấp hào phóng lên tới một nửa chi phí thiết lập; khôi phục vị trí đất nước như người đi đầu trong ngành bán dẫn nhờ dự án Rapidus tại Hokkaido.

Kazumi Nishikawa, Giám đốc chính sách an ninh kinh tế tại Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) và là một trong những kiến trúc sư của chiến lược, giải thích lý do Nhật Bản đầu tư nhiều cho chip là vì viễn cảnh nếu nguồn cung từ Đài Loan dừng lại, hàng nghìn tỷ USD sẽ bị ảnh hưởng và nhiều nền kinh tế sẽ sụp đổ.

Tokyo đã gặt hái một số thành công. Chẳng hạn, nhà máy 7 tỷ USD tại Kumamoto của xưởng đúc chip lớn nhất thế giới TSMC sắp đi vào hoạt động, chưa kể một nhà máy khác đang xây dựng và nhà máy thứ ba đang trong quá trình thương thảo. TSMC nhanh chóng nhận ra các dự án chip do Tokyo tài trợ một phần có thể khởi động nhanh hơn rất nhiều so với ở Mỹ hoặc các quốc gia khác.

Bằng cách dựa trên chuyên môn của các nhà sản xuất hàng đầu, Nhật Bản hy vọng sẽ tái tạo các hệ sinh thái liên quan đến chip, cung cấp việc làm và tăng trưởng mới trong các nền kinh tế khu vực. Đồng thời, nó giúp củng cố uy tín của Nhật Bản với tư cách là đồng minh quan trọng trong chuỗi cung ứng toàn cầu do Mỹ dẫn đầu.

Tuy nhiên, theo Bloomberg, phần thứ hai trong chiến lược của Tokyo có vẻ ít chắc chắn hơn. Dự án Rapidus đã tạo ra cả sự phấn khích và nghi ngờ. Thành công của nó phụ thuộc vào việc đạt được một bước nhảy vọt công nghệ khổng lồ mà không rõ chi phí ra sao hay có người mua hay không. Đó là một mục tiêu mà ngay cả các nhà lãnh đạo ngành cũng đang phải vật lộn để đạt được.

Về mặt tích cực, Nhật Bản có thể dựa vào Mỹ như đồng minh của mình trong khoảng thời gian này. Như một phần của dự án Rapidus, IBM sẽ đào tạo khoảng 100 kỹ sư kỳ cựu của Nhật Bản tại Albany, New York, để giúp họ nâng cấp chuyên môn bán dẫn.

"Chúng tôi là đối tác, đồng minh, cộng sự trong việc đảm bảo rằng an ninh quốc gia, an ninh kinh tế của chúng tôi được liên kết", Đại sứ Mỹ tại Nhật Bản Rahm Emanuel cho biết.

Trước đây, Nhật Bản cho rằng ngành công nghiệp chip nội không cần đến sự giúp đỡ từ bên ngoài và kết thúc trong thất bại.

Cùng với TSMC, Micron Technology, ASML Holding, Samsung Electronics cũng đang đầu tư vào các cơ sở sản xuất hoặc nghiên cứu tại Nhật Bản khi các doanh nghiệp đang tìm kiếm các thỏa thuận tốt nhất để bảo vệ sản lượng trong tương lai của họ trong một thế giới không chắc chắn.

Tốc độ hỗ trợ của Nhật Bản trái ngược với sự bế tắc chính sách của Mỹ. Đạo luật Khoa học và Chip năm 2022 đã dành 39 tỷ USD trợ cấp trực tiếp để tăng cường sản xuất trong nước, nhưng danh mục đầu tiên trị giá 1,5 tỷ USD chỉ mới được công bố trong tuần này. Những thách thức về lao động và chi phí cũng đã trì hoãn việc bắt đầu sản xuất tại cơ sở mới của TSMC ở Arizona. Tại Đức, bất ổn ngân sách đã làm dấy lên lo ngại về trợ cấp cho TSMC và Intel.

Luc Van den Hove, CEO trung tâm nghiên cứu vi điện tử Imec (Bỉ), nhận xét lần này Nhật Bản đã thực hiện cách tiếp cận táo bạo, ra quyết định nhanh chóng so với 15-20 năm trước.

Các nhà máy TSMC có nhiều lý do để thành công. Công nghệ cho các sản phẩm của nhà máy đầu tiên, chip logic 12nm đến 28nm, đã ổn định. Kumamoto nằm trên đảo Kyushu phía nam Nhật Bản, nơi có hệ sinh thái khoảng 1.000 công ty công nghệ liên quan. Họ cũng có khách hàng, bao gồm cả những hãng xe Nhật.

Xưởng đúc thứ hai của TSMC, được công bố chính thức vào đầu tháng 2, sẽ sản xuất chip 6nm đến 7nm gần đó. Đến năm 2037, doanh thu thuế từ các xưởng đúc có thể bù đắp các khoản chi ban đầu của chính phủ, theo nhà lập pháp Yoshihiro Seki, Tổng thư ký liên minh trong đảng cầm quyền dành riêng cho chip.

Nhật Bản cũng là một địa điểm hấp dẫn vì những lý do khác. Lực lượng lao động nổi tiếng kỷ luật cao, dịch vụ đáng tin cậy, đồng yên Nhật sụt giảm nên giá cả phải chăng hơn. Đây còn là nhà cung cấp toàn cầu quan trọng của một số hóa chất và thiết bị được sử dụng trong sản xuất chip.

Dù vậy, thực tế là chuyên môn bán dẫn tại viện công nghiệp quốc gia Nhật Bản đã bị đình trệ ở quy trình 45nm, dẫn đến việc Rapidus sản xuất hàng loạt chip 2nm sử dụng công nghệ IBM có vẻ là mục tiêu xa vời. Ngay cả khi họ làm được vào năm 2027, TSMC và Samsung có thể đã nhảy vào thị trường trước rất lâu, cho họ lợi thế về chi phí.

Shigeru Fujii, người đứng đầu bộ phận sản xuất chip tại Fujitsu, vẫn chưa thấy bằng chứng cho thấy Rapidus có thể xâm nhập vào thị trường toàn cầu. "Vấn đề là: Liệu có khách hàng nào không”, Fujii đặt câu hỏi.

Song, lần này sẽ khác, Shimizu - người từng làm việc dưới quyền Fujii tại Fujitsu khẳng định. Rapidus sẽ tăng thêm giá trị cho các sản phẩm của mình bằng cách rút ngắn thời gian giao hàng cho các con chip không chỉ thông qua quá trình sản xuất, mà còn bằng cách giúp khách hàng rút ngắn quá trình thiết kế tốn thời gian.

Công ty sẽ không thể cạnh tranh với TSMC và Samsung về các mặt hàng phổ biến, vì vậy sẽ nhắm đến một thị trường ngách cao cấp hơn, Shimizu chỉ ra. Ngoài ra, một sự thay đổi trong công nghệ cũng có thể giúp Rapidus. Các chip 2nm sẽ sử dụng cấu trúc bóng bán dẫn Gate-All-Around thay vì cấu trúc FinFET hiện tại.

"Chúng tôi có thể làm được", Shimizu nói. "Tôi không thấy bất kỳ lý do nào khiến chúng tôi không thể".

Cho đến nay, chính phủ đã hứa hẹn 330 tỷ yên và dành thêm 646 tỷ yên trong quỹ để hỗ trợ dự án Rapidus. Nó đủ trang trải một nửa khoản đầu tư 2 nghìn tỷ yên ban đầu, nhưng Rapidus vẫn chưa cho biết làm thế nào để huy động số tiền mặt còn lại hoặc thêm 3 nghìn tỷ yên để mở rộng hoạt động sau khi xưởng đúc ra mắt.

Trái ngược với sự hỗ trợ của chính phủ mà Rapidus được hưởng, phản ứng từ các công ty Nhật Bản rất thờ ơ. Các công ty lớn như Toyota Motor chỉ cam kết 7,3 tỷ yên cho liên doanh.

Theo các chuyên gia, ngay cả khi IBM đào tạo kỹ sư cho công ty, Rapidus sẽ phải vất vả để tuyển khoảng 1.000 kỹ sư và công nhân cần thiết để khởi động xưởng đúc. Ngành chip của Nhật Bản đã mất khoảng 30% việc làm trong hai thập kỷ tính đến năm 2019 khi thị phần của nước này trên thị trường sản xuất chip toàn cầu giảm từ hơn 50% xuống dưới 10%. Điều đó dẫn đến sự thiếu hụt ít nhất 40.000 công nhân trong thập kỷ tới khi dân số giảm, theo METI.

"Có rất nhiều rủi ro và thách thức đối với Rapidus. Họ vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển trước khi trở thành một doanh nghiệp", Nishikawa của METI cho biết.

Tuy nhiên, các khoản trợ cấp khổng lồ của Nhật Bản cho thấy một quyết tâm mới tại METI để tận dụng cơ hội giành lại sức mạnh chip của quốc gia. Họ cũng phản ánh quan điểm rằng trong một thế giới ngày càng thù địch, tốt hơn là ném tiền vào công nghệ chip hơn là không có kế hoạch dự phòng nào cả, Bloomberg nhận định.

(Theo Bloomberg)