Toàn cảnh tình trạng thiếu hụt chip bán dẫn: Lý do khiến mọi thứ đều tăng giá không phanh

Tính từ cuối năm 2020, rất nhiều linh kiện điện tử bao gồm CPU, VGA,… bắt đầu khan hàng, số lượng nhỏ giọt, khách hàng muốn mua đều phải chờ đợi hoặc mua giá cao hơn giá bán đề xuất. Đến giữa năm 2021, tình hình thậm chí còn tồi tệ hơn, giá RAM cũng bắt đầu tăng, CPU đang rục rịch tăng giá còn VGA thì tăng phi mã, chưa hề có dấu hiệu dừng lại. Nhiều khách hàng cho rằng tại giá tiền ảo (Bitcoin, ETH,…) lên cao giá khiến người người, nhà nhà đổ xô mua card đồ họa để “cày” coin nhưng thực tế đây chỉ là một phần nhỏ.

Các nhà sản xuất tính toán sai lầm

Kể từ khi bùng phát đại dịch Covid-19 vào đầu năm 2020, rất nhiều nhà sản xuất, các ông lớn trong ngành đã tính toán sai lầm rằng với tình hình dịch phức tạp, nhu cầu mua sắm sẽ giảm. Thực tế đã chứng minh điều ngược lại.

Đối đầu với đại dịch Covid-19, người dân bắt đầu giãn cách, họ phải ở nhà nhiều hơn và nhu cầu mua sắm tăng 1 cách đột biến nằm ngoài dự tính. Laptop, máy tính để bàn,… phục vụ cho nhu cầu làm việc từ xa. TV, máy chơi game,… phục vụ cho nhu cầu giải trí tại gia khi các trung tâm, dịch vụ giải trí đóng cửa. Các thiết bị gia dụng phục vụ cho nhu cầu cơ bản của con người cũng được mua sắm rất nhiều. Tất cả đều cần chip, dù ít dù nhiều để có thể hoạt động và các nhà sản xuất bắt đầu đẩy mạnh để đáp ứng nhằm 2 mục đích: đáp ứng nhu cầu lớn của thị trường & phục hồi sau đại dịch.

Thiếu nguồn cung do thiên tai, thảm họa

Các sự kiện ảnh hưởng lớn đến ngành công nghiệp bán dẫn bao gồm:

• Đại dịch Covid-19: Các nhà máy đóng cửa, thiếu hụt lao động
• Cháy nhà máy sản xuất chip bán dẫn Renesas Electronics của Nhật Bản vào hồi cuối tháng 3/2021
• Hiện tượng thời tiết cực đoan ở miền nam nước Mỹ (nhiệt độ tụt bất thường, tuyết rơi và đóng băng, mất điện,…) khiến cho hàng loạt nhà máy không thể hoạt động
• Hạn hán ở Đài Loan: Một trong những nơi sản xuất chip bán dẫn lớn nhất thế giới. Tại Đài Loan, chính quyền thậm chí còn cắt nguồn nước của người dân để ưu tiên cho việc sản xuất chip bán dẫn
• Nội chiến ở Myanmar làm nguồn cung đất hiếm cho Trung Quốc bị gián đoạn dẫn đến nguy cơ thiếu nguyên liệu dùng sản xuất các thiết bị công nghệ cao trên toàn cầu
• Tàu Ever Given mắc kẹt tại kênh đào Suez gây ách tắc hàng hải, làm tăng thời gian chờ đợi nguồn cung nguyên liệu
• Cuối cùng là thị trường tiền ảo tăng mạnh, không đủ nguồn cung VGA cho giới đào tiền ảo

Hàng loạt thiên tai, thảm họa lớn diễn ra ảnh hưởng trực tiếp đế chuỗi cung ứng chip bán dẫn khiến các nhà sản xuất linh kiện máy tính, ô tô xe máy, điện tử tiêu dùng không đủ nguồn cung để có thể sản xuất kịp nhu cầu.

Sản xuất chip bán dẫn rất khó và tốn kém cả tiền bạc lẫn thời gian

Cựu giám đốc của Intel, ông Craig Barrett từng gọi các CPU mà công ty ông sản xuất là những thứ phức tạp nhất mà con người từng chế tạo. Trong ngành công nghiệp bán dẫn, người ta thậm chí còn ví von rằng: “Làm chip bán dẫn thậm chí còn khó hơn sản xuất tên lửa bay vào vũ trụ”.

Vào hồi đầu tháng 4, Tổng Thống Mỹ – Joe Biden trong cuộc họp với đại diện các tập đoàn ô tô & công nghệ hàng đầu đã quyết định hỗ trợ ngành này 50 tỷ đô la để thúc đẩy sản xuất chất bán dẫn của Mỹ như một phần của kế hoạch cơ sở hạ tầng trị giá 2,3 nghìn tỷ đô la. Tuy nhiên, 50 tỷ đô la với ngành công nghiệp bán dẫn chỉ như muối bỏ bể. Theo tính toán của hiệp hội công nghiệp bán dẫn SIA, để nước Mỹ hoàn toàn làm chủ, tự cung – tự cấp chip cho mình sẽ cần đến hơn 1400 tỷ USD cùng hàng loạt ưu đãi của chính phủ trong 10 năm!

3 cái tên lớn nhất trong ngành công nghiệp bán dẫn hiện nay là TSMC, Intel và Samsung cũng đang dành những khoản tiền khổng lồ để mở rộng & nâng cấp dây chuyền sản xuất. TSMC đã công bố khoản đầu tư lớn nhất từ ​​trước đến nay của ngành, phân bổ 100 tỷ đô la trong ba năm tới để tăng công suất. Tuy nhiên, hầu hết ngân sách này sẽ dành cho việc sản xuất các các chip tiên tiến nhất phục vụ cho ngành công nghiệp máy tính, di động. Intel cũng đã đầu tư 20 tỷ đô la cho hai nhà máy mới ở Arizona và cam kết đầu tư hơn nữa ngay trong trong năm nay. Samsung của Hàn Quốc đã dành 116 tỷ đô la đầu tư từ nay đến năm 2030 để đa dạng hóa sản xuất chip.

Xây dựng một nhà máy cấp đầu vào sản xuất 50.000 tấm wafer mỗi tháng tiêu tốn khoảng 15 tỷ đô la. Phần lớn số tiền này được chi cho các thiết bị chuyên dụng và thị trường các thiết bị này ước tính có giá trị lên đến 60 tỷ đô la. Một thiết bị máy trong nhà máy sản xuất có thể trị giá đến 100 triệu USD và cần đến 3 chiếc máy bay Boing 747 để vận chuyển.

Để sản xuất chip bán dẫn cần rất nhiều công nghệ, và 1 số công nghệ đặc thù chỉ có thể được cung cấp bởi 1 hoặc vài công ty duy nhất trên hành tinh. Ví dụ: Một trong những bước sản xuất khó nhất là EUV – Extreme ultraviolet lithography (tạm dịch: Quang khắc cực tím) yêu cầu ánh sáng để đốt các mẫu thành vật liệu lắng đọng trên silicon để trở thành bóng bán dẫn. EUV – vốn chỉ xuất hiện tự nhiên trong môi trường không gian, để tái tạo điều này trong một môi trường được kiểm soát, chỉ có duy nhất 1 công ty của Hà Lan là ASML cung cấp công nghệ để làm được việc này. Hiểu 1 cách đơn giản, để tạo ra EUV, công nghệ của ASML sẽ làm nóng các giọt thiếc bằng xung laser. Khi kim loại bốc hơi, nó phát ra ánh sáng EUV cần thiết. Nhưng như thế vẫn chưa đủ. Cần có gương để hội tụ ánh sáng có bước sóng mỏng hơn.

Chưa thể chắc chắn về thời gian cung ứng đủ chip bán dẫn

Với nhiều khó khăn, dự kiến phải đến đầu năm 2022 mới có thể có đủ nguồn cung chip bán dẫn cho mọi ngành công nghiệp và lúc đó giá linh kiện máy tính mới có thể bắt đầu bình ổn.