Tokyo đang ủng hộ Rapidus – công ty đã ký thỏa thuận với IBM để sản xuất những con chip tiên tiến nhất. Đây được xem là một trong những thông tin mới nhất về ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản. Chính phủ quốc gia này cũng đang xem đây như ngành công nghiệp mũi nhọn trong việc định hướng lại một nền kinh tế lớn mạnh và phát triển bền vững hơn.
Mục lục
Quy mô thị trường công nghiệp bán dẫn Nhật Bản
1. Tổng quan thị trường toàn cầu
Tổ chức Thống kê Thương mại Chất bán dẫn Thế giới (WSTS) đã báo cáo rằng thị trường chất bán dẫn toàn cầu năm 2021 có mức tăng trưởng 26,2% so với cùng kỳ năm trước. Mặc dù nền kinh tế toàn cầu tiếp tục bị ảnh hưởng bởi những bất ổn liên quan đến COVID-19 và rủi ro địa chính trị, nhưng nền kinh tế đã dần tăng trưởng. Xu hướng này cũng được phản ánh trong cả thị trường chất bán dẫn toàn cầu và Nhật Bản đã tiếp tục chứng tỏ sự tăng trưởng bền vững.
Báo cáo của WSTS cũng lưu ý rằng thị trường máy tính cá nhân và máy tính bảng để làm việc từ xa, thiết bị kết nối Wi-Fi, phân phối video và bảng điều khiển trò chơi đã mở rộng kể từ đại dịch COVID-19. Sự gia tăng đáng kể về khối lượng truyền thông dữ liệu cũng đã thúc đẩy đầu tư vào cơ sở hạ tầng viễn thông và trung tâm dữ liệu, dẫn đến nhu cầu về chất bán dẫn tăng lên.
Mặc dù một số nhu cầu về nguồn dữ liệu này đã giảm đi kể từ nửa cuối năm 2021, nhưng chi tiêu vốn đã tăng lên khi hoạt động kinh tế bắt đầu bình thường hóa, bổ sung cho nhu cầu về chất bán dẫn. Ngoài trung tâm dữ liệu, các công nghệ sau đây dự kiến sẽ thúc đẩy mở rộng thị trường chất bán dẫn: thiết bị biên cho ô tô (lái xe tự động, xe điện); máy móc công nghiệp (Internet of Things, robot); và đồ gia dụng thông minh.
2. Tổng quan và định vị thị trường công nghiệp bán dẫn Nhật Bản
Dựa trên các báo cáo của WSTS, thị trường công nghiệp bán dẫn Nhật Bản dự kiến sẽ theo đà tăng trưởng của thị trường chất bán dẫn toàn cầu, với mức tăng trưởng hai con số được dự đoán sau khi chính sách chung sống với Covid-19 được triển khai.
Vào những năm 1980, Nhật Bản là nhà sản xuất chất bán dẫn lớn nhất thế giới, chiếm hơn 50% sản lượng chất bán dẫn toàn cầu. Nhưng đến thời điểm hiện tại, Nhật Bản chỉ còn chiếm 9% sản lượng chất bán dẫn toàn cầu theo thông tin được cung cấp trong Dự báo sản xuất chất bán dẫn thế giới, Hiệp hội Công nghiệp Công nghệ Thông tin và Điện tử Nhật Bản (JEITA) công bố ngày 7/2/2022. Kể từ đầu những năm 2000, Nhật Bản đã phải đối mặt với các thách thức trong việc chuyển đổi mô hình kinh doanh từ tích hợp theo chiều dọc (IDM) truyền thống sang phân công lao động theo chiều ngang (fabless/foundry).
Mặc dù không còn là thị trường bán dẫn lớn nhất thế giới, Nhật Bản vẫn duy trì thị phần cao và khả năng cạnh tranh quốc tế trong các nhóm sản phẩm như bộ nhớ (đặc biệt là NAND), cảm biến (đặc biệt là cảm biến hình ảnh CMOS) và chất bán dẫn nguồn. Số liệu ước tính về thị phần của Nhật Bản trong nguồn cung cấp chất bán dẫn và thiết bị liên quan trên toàn cầu là:
- Chip bán dẫn (Logic, Micro, Memory, Analog): 6%
- Thiết bị sản xuất chất bán dẫn: 35%
- Vật liệu bán dẫn: 50%
Các phân khúc sản phẩm của ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản
1. Bộ nhớ – DRAM
Sau sự thất bại của nhà sản xuất DRAM Elpida Memory Nhật Bản vào năm 2012 và việc công ty này bị Micron mua lại sau đó, Nhật Bản không có bất kỳ nhà sản xuất DRAM nội địa nào. Hầu hết các công ty DRAM của Nhật Bản đã rời khỏi thị trường do hoạt động tái cơ cấu, sáp nhập và mua lại cũng như các yếu tố thương mại khác. Tuy nhiên, nhiều cơ sở vật chất của các công ty DRAM vẫn tiếp tục hoạt động và được cộng đồng quốc tế đánh giá cao với tư cách là cơ sở R&D và tiền xử lý chất bán dẫn.
2. Bộ nhớ – NAND
Tập đoàn Toshiba của Nhật Bản, hiện nay là Tập đoàn Kioxia, đã phát minh ra NAND vào năm 1987. Kể từ thời điểm này, các công ty Nhật Bản đã phát triển bộ nhớ flash dung lượng cao, tích hợp cao để hỗ trợ sự phát triển của các thiết bị điện tử và sự phát triển của xã hội thông tin trên phạm vi toàn cầu.
Ngoài các phương tiện lưu trữ như thẻ SD và USB, thị trường NAND đã tiếp tục mở rộng nhanh chóng khi quá trình số hóa đã mở rộng các ứng dụng cho máy ảnh kỹ thuật số và điện thoại thông minh, cũng như ổ cứng thể rắn (SSD) cho PC và trung tâm dữ liệu. Trong khi cạnh tranh chủ yếu là giữa các công ty Nhật Bản, Hàn Quốc và Hoa Kỳ, Nhật Bản chiếm khoảng một phần ba thị phần sản xuất NAND toàn cầu.
3. Cảm biến – CMOS/Cảm biến hình ảnh
Cảm biến hình ảnh CMOS được sử dụng trong điện thoại thông minh, máy ảnh kỹ thuật số, dàn âm thanh xe hơi, camera an ninh và các ứng dụng khác. Sony Semiconductor Solutions chiếm khoảng 50% thị phần toàn cầu về cảm biến hình ảnh CMOS. Sony đã liên tục dẫn đầu ngành công nghiệp cảm biến hình ảnh CMOS thông qua đổi mới công nghệ.
4. Chất bán dẫn điện
Chất bán dẫn điện cho phép sử dụng điện hiệu quả và là thiết bị không thể thiếu cho xe điện (EV) và các nỗ lực khử cacbon khác. Một cuộc khảo sát của bộ phận nghiên cứu thị trường công nghệ cao của Informa cho thấy năm công ty Nhật Bản gồm Mitsubishi Electric, Fuji Electric, Toshiba, Renesas Electronics và ROHM hiện được xếp hạng trong số 10 công ty bán dẫn điện hàng đầu về doanh số bán hàng vào năm 2021. Các nhà sản xuất Nhật Bản chiếm khoảng 3 – 6% thị trường bán dẫn điện toàn cầu.
5. Hệ thống vi điều khiển
Công nghệ hệ thống điều khiển, xác định hiệu suất của các hệ thống vi điều khiển được lắp đặt trong ô tô, là một công nghệ thiết yếu để tăng cường khả năng cạnh tranh của các hệ thống ô tô và công nghiệp. Ngành công nghiệp bán dẫn ô tô mà Nhật Bản cạnh tranh mạnh mẽ và chất bán dẫn công nghiệp, là thị trường tăng trưởng trong tương lai, là những ví dụ điển hình về dòng sản phẩm logic của Nhật Bản.
Các vấn đề về chuỗi cung ứng hiện tại
Nhu cầu toàn cầu về chất bán dẫn ngày càng tăng khi đại dịch COVID-19 dẫn đến nhu cầu làm việc từ xa nhiều hơn, cũng chính điều đó kéo theo nhu cầu đối với các trung tâm dữ liệu tăng cao. Tình trạng thiếu chất bán dẫn gần đây cần thiết cho các mục đích sử dụng thương mại khác nhau dựa trên một số yếu tố: nhu cầu đối với thiết bị điện tử tiêu dùng, máy chơi game và PC tăng lên; nối lại sản xuất ô tô; và mở rộng sang thiết bị đầu cuối điện thoại thông minh 5G. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã báo cáo về tình trạng thiếu chất bán dẫn này trong một báo cáo tạm thời có tựa đề Sáng kiến Tăng cường Chuỗi Cung ứng Công nghiệp Ô tô.
Theo bài báo của Deloitte Tohmatsu có tựa đề Dự đoán về Công nghệ, Truyền thông và Viễn thông, doanh số bán máy tính cá nhân vào đầu năm 2021 đã tăng hơn 50% so với năm trước đó. Ngoài ra, các giao dịch mua chất bán dẫn liên quan đến trung tâm dữ liệu điện toán đám mây đã tăng 30%. Hơn nữa, nhu cầu đối với các sản phẩm bán dẫn đang tăng nhanh trong ngành công nghiệp ô tô. Người ta ước tính rằng 210 tỷ USD doanh thu và sản lượng của 7,7 triệu ô tô đã bị mất vào năm 2021 do việc ngừng sản xuất, xuất phát từ nguyên nhân do tình trạng thiếu chất bán dẫn nghiêm trọng.
Khi các thách thức về chuỗi cung ứng và tình trạng thiếu chất bán dẫn trở nên nghiêm trọng hơn, chính phủ các nước đang thúc đẩy R&D trong những lĩnh vực mà mỗi quốc gia có thể tận dụng thế mạnh của mình đồng thời tối ưu hóa cung và cầu thông qua nội địa hóa và trực quan hóa chuỗi cung ứng.
Ngoài ra, trong thời đại Công nghiệp 4.0, các nhà máy thông minh và các sáng kiến sản xuất sẽ cần thiết để giải quyết các vấn đề về chuỗi cung ứng chất bán dẫn trong tương lai. Sự cần thiết của những sáng kiến như vậy, đã được nhiều nhà phân tích trong ngành lưu ý từ lâu, được nhấn mạnh bởi sự gián đoạn chuỗi cung ứng do các sự kiện gần đây gây ra như đại dịch COVID-19 và cuộc xâm lược của Nga vào Ukraine.
1. Tiểu ngành hàng đầu
Nhật Bản được xếp hạng là thị trường lớn thứ tư toàn cầu về doanh số bán thiết bị sản xuất chất bán dẫn. Hiệp hội thiết bị bán dẫn Nhật Bản (SEAJ) đã thông báo rằng doanh số bán thiết bị sản xuất chất bán dẫn năm 2021 tại Nhật Bản đã đạt mức kỷ lục của quốc gia này với mức 33 tỷ USD. Doanh số bán thiết bị bán dẫn tại Nhật Bản đã tăng gấp 4 lần trong 10 năm qua. SEAJ dự báo doanh số bán hàng bán dẫn tăng trưởng ổn định 5% hàng năm cho đến năm 2024.
Tầm quan trọng của Nhật Bản với tư cách là một thị trường thiết bị bán dẫn được phản ánh qua số lượng các công ty Nhật Bản nằm trong số 15 nhà sản xuất thiết bị bán dẫn hàng đầu thế giới. Các công ty Nhật Bản chiếm gần một nửa trong số 15 công ty hàng đầu thế giới.
2. Những cơ hội mới mở ra cho ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản
Các công ty Hoa Kỳ muốn xuất khẩu chất bán dẫn hoặc thiết bị bán dẫn sang Nhật Bản có thể hưởng lợi từ một số cơ hội khác nhau.
Một cơ hội rất lớn phải kể đến là khoản tài trợ khoảng 4,5 tỷ đô la Mỹ của Chính phủ Nhật Bản để phát triển các cơ sở sản xuất chất bán dẫn cụ thể đã được Bộ trưởng Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI) phê duyệt. Dự luật “Đạo luật về Thúc đẩy Phát triển/Cung cấp và Giới thiệu Hệ thống/Sử dụng Công nghệ Truyền thông Thông tin Tiên tiến được Chỉ định” của Nhật Bản được ban hành vào tháng 12/2021 và có hiệu lực vào tháng 3/2022.
Khoản tài trợ này giúp thực hiện chiến lược của Chính phủ Nhật Bản nhằm hỗ trợ phục hồi ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản. Cụ thể, Nhật Bản hy vọng sẽ tăng cường an ninh kinh tế quốc gia bằng cách khuyến khích các công ty bán dẫn nước ngoài phát triển nhà máy tại quốc gia này, đây có thể là cơ hội giúp hồi sinh ngành sản xuất chip bán dẫn của Nhật Bản. Chính phủ Nhật Bản tiếp tục bày tỏ lo ngại rằng các công ty Nhật Bản, đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô, có thể gặp khó khăn do thiếu chất bán dẫn do sự gián đoạn chuỗi cung ứng do những cân nhắc về địa chính trị và đại dịch toàn cầu như COVID-19.
Ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản có thể quay trở lại thời kỳ hoàng kim?
1. Những khó khăn Nhật Bản phải đối mặt
Nhật Bản đang đặt mục tiêu giành lại vị trí đã mất trong lĩnh vực chất bán dẫn với một công ty chuyên dụng do nhà nước hậu thuẫn đã bắt tay với tập đoàn công nghệ nặng ký IBM của Mỹ. Sự phát triển diễn ra trong bối cảnh lo ngại rằng bản chất toàn cầu của chuỗi cung ứng chất bán dẫn sẽ thay đổi cơ bản trong những năm tới.
Một công ty Nhật Bản có tên Rapidus, mới được thành lập trong thời gian gần đây với sự hỗ trợ tài chính từ Tokyo, đã ký một thỏa thuận chia sẻ công nghệ với IBM, để chế tạo chip 2 nanomet tiên tiến tại Nhật Bản. Quá trình sản xuất sẽ bắt đầu vào nửa sau của thập kỷ này.
Hiroo Kinoshita, một nhà khoa học Nhật Bản và chuyên gia về thiết bị quang khắc chế tạo chip cho biết, trong nhiều năm, Nhật Bản đã dựa vào việc nhập khẩu chip tiên tiến từ Hàn Quốc và Đài Loan để đáp ứng nhu cầu của các nhà sản xuất thiết bị điện tử. Kinoshita nói với TRT World rằng mối quan hệ thương mại đó dễ bị tổn thương trong bối cảnh căng thẳng gia tăng giữa Trung Quốc và Đài Loan, nơi mà Bắc Kinh coi là lãnh thổ của mình.
“Chúng tôi đã xoay xở rất nhiều để đối phó với việc nhập khẩu. Nhưng tôi tin rằng sự thiếu hụt chất bán dẫn gần đây và phản ứng của Trung Quốc đối với chuyến thăm của cựu Chủ tịch Hạ viện Hoa Kỳ Nancy Pelosi tới Đài Loan đã khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về chính sách”. Chuyến đi gây tranh cãi vào tháng 8 của Pelosi, là chuyến đi đầu tiên của một quan chức cấp cao Mỹ trong nhiều năm, đã gây ra một cuộc khủng hoảng, với việc Bắc Kinh trả đũa bằng các cuộc tập trận quân sự quanh hòn đảo. Đài Loan là quê hương của TSMC (Công ty sản xuất chất bán dẫn Đài Loan), nhà sản xuất chip hợp đồng lớn nhất thế giới và chiếm 90% sản lượng chip tiên tiến toàn cầu.
2. Nhật Bản có làm được không?
Tokyo có kế hoạch trợ cấp 500 triệu USD cho Rapidus. Kinoshita cho biết số tiền đó sẽ được sử dụng để mua hai máy in khắc cực tím (EUVL) tiên tiến. Các ông lớn ngành công nghiệp và tài chính Nhật Bản bao gồm Sony, Toyota, Denso, Softbank, Mitsubishi UFJ Bank, NTT và gã khổng lồ điện tử NEC đã mua cổ phần của Rapidus với khoản đầu tư chung hơn 50 triệu USD. Nhưng trợ cấp của chính phủ, kết hợp với khoản đầu tư này, là rất nhỏ so với hàng chục tỷ đô la cần thiết để xây dựng một xưởng đúc chip hiện đại. Chẳng hạn, TSMC đã thông báo sẽ đầu tư 40 tỷ USD để xây dựng một nhà máy sản xuất ở Mỹ.
Các công ty Nhật Bản như Toshiba và Hitachi thống trị thị trường bán dẫn toàn cầu trong những năm 1980. Họ đã mất vị trí dẫn đầu trước sự phản đối mạnh mẽ của các chính trị gia và ngành công nghiệp Mỹ. Hiện tại, Nhật Bản có công nghệ sản xuất chip trên các nút 40nm (một nm (nanomet), một đơn vị đo lường, là một phần tỷ mét). Nó biểu thị khoảng cách giữa các bóng bán dẫn trên một con chip và người ta thường cho rằng khoảng cách càng nhỏ thì chip càng tiên tiến.
Rapidus cũng đã ký một thỏa thuận với trung tâm nghiên cứu IMEC có trụ sở tại Bỉ, nơi có chuyên môn về các hệ thống xử lý chip tiên tiến. Theo thỏa thuận, IMEC sẽ giúp Rapidus mở rộng quy mô sản xuất chip 2nm. Hiện tại, các chip tiên tiến nhất thế giới đều tập trung vào các nút 3nm và 5nm do Samsung và TSMC sản xuất. Họ có kế hoạch sản xuất chip 2nm trong 2 đến 3 năm tới.
Kinoshita cho biết Rapidus khó có thể xây dựng một nhà máy sản xuất công nghệ cao trong khoảng thời gian đã định. Dự án cuối cùng có thể sẽ yêu cầu sử dụng một cơ sở mà Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia Nhật Bản (AIST) đang phát triển tại địa điểm Tsukuba West. Đây không phải là lần đầu tiên các công ty Nhật Bản hợp tác theo cách như vậy. Một nỗ lực tương tự đã được triển khai cách đây vài năm liên quan đến Hitachi, NEC và Mitsubishi cũng không có kết quả như mong đợi. Nhưng Kinoshita chỉ ra rằng Rapidus có một lợi thế: những người ủng hộ Nhật Bản sản xuất các sản phẩm đòi hỏi chip tiên tiến.
“Trong trường hợp này, có các nhà sản xuất ô tô Toyota và Denso, NTT trong thiết bị viễn thông và Sony trong cảm biến CMOS”. Tất cả các công ty này đang tìm cách kết hợp chất bán dẫn tiên tiến vào các thiết bị và dịch vụ mà họ sản xuất. Sản xuất chất bán dẫn phụ thuộc vào sự hợp tác của các công ty trên khắp thế giới. Chẳng hạn, tài sản trí tuệ cho kiến trúc phức tạp làm nền tảng cho các con chip hiện đại thuộc quyền sở hữu của các công ty có trụ sở tại Vương quốc Anh như ARM, trong khi công ty ASML của Hà Lan dẫn đầu về thiết bị quang khắc.
Nhật Bản có thể đã tụt lại phía sau trong sản xuất chip. Nhưng đây là nơi đặt trụ sở của các công ty sản xuất các sản phẩm đặc biệt như chất cản quang rất cần thiết trong quá trình sản xuất chất bán dẫn. Các hạn chế xuất khẩu do Hoa Kỳ dẫn đầu nhắm vào ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc đang đe dọa làm suy yếu sự hợp tác quan trọng này giữa các bên tham gia quốc tế khác nhau.
Chính phủ xứ sở Phù Tang vẫn đang nỗ lực để có thể đưa ra những quyết sách hiệu quả hơn trong việc triển khai và tái phát triển ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản. Đây được xem như một mũi nhọn mới cho nền kinh tế vốn đang rất ảm đạm của quốc gia này. Nhờ sự lên ngôi của công nghệ và các thiết bị điện tử, chất bán dẫn sẽ tiếp tục nắm giữ vai trò quan trọng trong việc phát triển đất nước.
Ý kiến