Toàn cảnh “cuộc chiến” chất bán dẫn của các cường quốc

Cuộc đua công nghệ giữa các cường quốc

Trong lịch sử thế giới, khả năng đổi mới và sử dụng công nghệ mới của con người là yếu tố quyết định chiến thắng. Trong hơn một thập kỷ, cả Mỹ và Trung Quốc đều chạy đua phát triển trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ mới nổi khác nhằm đạt được lợi thế cạnh tranh, giúp đảm bảo quyền lực và ảnh hưởng lớn hơn nữa.

Tháng 4/2017, Mỹ khởi xướng dự án Maven nhằm tăng cường năng lực AI, cho phép xác định và theo dõi mục tiêu bằng cách sử dụng các thiết bị giám sát. Điều này hỗ trợ nâng cao hiệu quả chiến đấu bằng cách sử dụng công nghệ dữ liệu. Maven là một trong số hàng trăm sáng kiến AI đang được Lầu Năm Góc theo đuổi. Thứ trưởng Quốc phòng khi đó là Bob Work thành lập Nhóm đa chức năng chiến tranh thuật toán, được giám sát bởi Thứ trưởng Quốc phòng phụ trách Tình báo (được gọi là USDI), trong dự án Maven.

Chất bán dẫn đóng một vai trò quan trọng đối với những tiến bộ về trí tuệ nhân tạo (AI) và tăng trưởng công nghệ toàn cầu. Ảnh: Reuters

Nhận thức được tầm quan trọng của AI đối với chiến tranh, năm 2014, Chính phủ Trung Quốc công bố trợ cấp 100 tỷ USD cho ngành bán dẫn. Năm 2015, Trung Quốc công bố sáng kiến “Made in China 2025” với mục tiêu sản xuất chất bán dẫn vào năm 2025, thay thế hàng nhập khẩu bằng sản phẩm bán dẫn của Trung Quốc. Trung Quốc đưa ra những sáng kiến này 2 năm trước khi dự án Maven được Mỹ triển khai.

Năm 2017, Trung Quốc công bố chiến lược AI - Kế hoạch phát triển trí tuệ nhân tạo thế hệ mới. Tài liệu đầy tham vọng này đưa ra kế hoạch thiết kế cấp cao nhất, vạch ra cách tiếp cận của Trung Quốc trong việc phát triển công nghệ và ứng dụng AI, đặt ra mục tiêu chung đến năm 2030. Trung Quốc giải mật chiến lược AI của mình 4 năm trước khi Ủy ban an ninh quốc gia về Trí tuệ Nhân tạo của Mỹ công bố báo cáo cuối cùng. Nhận thức tầm quan trọng của AI và chất bán dẫn đã cung cấp động lực cần thiết để Chính phủ Trung Quốc biến việc tự lực trong sản xuất chip trở thành ưu tiên quốc gia.

Chip là “xương sống” của phát triển AI

Những tiến bộ trong AI phụ thuộc rất nhiều vào chip bán dẫn cao cấp. AI, đặc biệt là học sâu (deep learning), đòi hỏi sức mạnh tính toán khổng lồ để xử lý và phân tích dữ liệu. Năm 2018, công ty OpenAI nhận thấy lượng sức mạnh tính toán được sử dụng để đào tạo mô hình AI lớn nhất tăng gấp đôi cứ sau 3-4 tháng kể từ năm 2012. Khi không có chip cao cấp, chẳng hạn như Bộ xử lý đồ họa (GPU) và bộ tăng tốc AI chuyên dụng như Bộ xử lý Tensor (TPU), việc đào tạo mạng lưới điều khiển chậm hơn đáng kể hoặc thậm chí không khả thi. Một ưu điểm quan trọng của chip cao cấp là khả năng mở rộng. Vì có khả năng mở rộng nên có thể được sử dụng theo cụm để tạo ra siêu máy tính mạnh mẽ hoặc cơ sở hạ tầng AI quy mô lớn. Tính năng này giúp đào tạo các mô hình AI trên cơ sở dữ liệu khổng lồ.

Chip cao cấp có đủ bộ nhớ và băng thông bộ nhớ để xử lý hiệu quả khối lượng công việc đòi hỏi nhiều dữ liệu, chẳng hạn như xử lý ngôn ngữ tự nhiên và thị giác máy tính. Chip cao cấp cũng tiết kiệm năng lượng. Hiệu suất năng lượng của chip bán dẫn tiên tiến giúp pin không bị cạn kiệt nhanh chóng, yêu cầu quan trọng đối với hoạt động của cả trung tâm dữ liệu và thiết bị đầu cuối.

Do đó, chip bán dẫn cao cấp là “xương sống” của phát triển AI. Chúng không thể thiếu đối với hệ sinh thái AI và ảnh hưởng trực tiếp đến sự tiến bộ của nền tảng vũ khí và hệ thống giám sát. Các chip cung cấp sức mạnh tính toán cần thiết, hiệu quả sử dụng năng lượng và phần cứng chuyên dụng để làm cho các ứng dụng và nghiên cứu AI trở nên khả thi và hiệu quả. Ngay cả khi AI tiếp tục phát triển, chip cao cấp vẫn giữ vai trò trung tâm trong sự phát triển đó.

Cạnh tranh công nghệ gay gắt

Chính sách kiểm soát xuất khẩu công nghệ AI và chất bán dẫn sang Trung Quốc được Mỹ công bố vào tháng 10/2022 là một “canh bạc ngoại giao lớn”. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu được thiết lập sau khi tham khảo ý kiến của đồng minh chủ chốt, nhưng ban đầu Mỹ đơn phương thực hiện. Tháng 1/2023, Mỹ, Nhật Bản và Hà Lan đạt thỏa thuận mang tính bước ngoặt trong việc kiểm soát xuất khẩu công nghệ bán dẫn sang Trung Quốc.

Tháng 3/2023, Hà Lan áp lệnh hạn chế xuất khẩu đối với công nghệ vi mạch tiên tiến nhất của mình. Chính phủ Hà Lan cấm bán máy móc bán dẫn tiên tiến nhất, được gọi là hệ thống in thạch bản cực tím (EUV) cho Trung Quốc. Nhưng Mỹ cũng khuyến khích Hà Lan hạn chế xuất khẩu hệ thống kém tiên tiến hơn một chút, được gọi là quang khắc cực tím sâu (DUV). Tiếp theo đó là thông báo của Nhật Bản tháng 3/2023 rằng, nước này bổ sung Thoả thuận Wassenaar và áp kiểm soát xuất khẩu đối với 23 loại thiết bị sản xuất chất bán dẫn trước đó không bị hạn chế, bao gồm tất cả các hệ thống DUV.

Năng lực sản xuất chất bán dẫn có thể thúc đẩy đổi mới công nghệ. Ảnh: Reuters

Tháng 6/2023, Hà Lan công bố những hạn chế mới đối với việc xuất khẩu một số thiết bị bán dẫn, thúc đẩy nỗ lực do Mỹ dẫn đầu nhằm hạn chế nguồn cung linh kiện công nghệ cao sang Trung Quốc. Công ty ASML (ASML.AS) của Hà Lan, nhà cung cấp thiết bị chính cho các nhà sản xuất chip máy tính, yêu cầu giấy phép xuất khẩu hệ thống in thạch bản DUV tiên tiến thứ hai, vốn được sử dụng để giúp in mạch điện của chip.

Nhật Bản cùng với Hà Lan đồng ý cùng Mỹ hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc những thiết bị có thể dùng để sản xuất chip dưới 14 nanomet. Ngoài ra, Chính phủ Nhật Bản, từ tháng 7/2023, áp đặt biện pháp kiểm soát xuất khẩu đối với 6 loại thiết bị được sử dụng trong sản xuất chip, bao gồm làm sạch, lắng đọng, in thạch bản và khắc axit.

Ấn Độ nhiều cơ hội bứt phá

Năng lực sản xuất chất bán dẫn quy mô lớn của Ấn Độ gần như “không tồn tại”. Ấn Độ công bố chính sách bán dẫn 2 lần - năm 2007 và sau đó là năm 2013. Các sáng kiến của Chính phủ Ấn Độ thất bại vì nhiều lý do. Năm 2007, người ta cho rằng chính phủ trì hoãn việc thông qua chính sách chất bán dẫn và các sáng kiến tài chính được đưa ra cũng bị xem là không thỏa đáng. Những nỗ lực của chính phủ trong giai đoạn 2013-2014 cũng không tạo ra tác động gì đến hệ sinh thái sản xuất chất bán dẫn của Ấn Độ.

Tháng 3/2022, chính phủ công bố Sứ mệnh chất bán dẫn Ấn Độ (ISM) với tầm nhìn xây dựng một hệ sinh thái chất bán dẫn, thiết kế màn hình và đổi mới, sáng tạo sôi động giúp Ấn Độ nổi lên thành trung tâm toàn cầu về sản xuất và thiết kế điện tử. Tổng kinh phí 760 tỷ rupee đã được công bố để phát triển sản xuất chất bán dẫn và màn hình trong nước. Chương trình này nhằm mục đích cung cấp hỗ trợ tài chính cho các công ty đầu tư vào hệ sinh thái chất bán dẫn, thiết kế và sản xuất màn hình. ISM được thành lập như một Bộ phận Kinh doanh Độc lập thuộc Tập đoàn Digital India (DIC).

Tuy nhiên, với tất cả những mục đích tốt đẹp liên quan đến ISM, cần tránh những cạm bẫy trong quá khứ vốn từng cản trở việc Ấn Độ trở thành trung tâm sản xuất. Sự phối hợp liên bộ chặt chẽ và cung cấp cơ sở vật chất cần thiết, như cơ sở hạ tầng và kinh phí, là cần thiết để thực hiện chính sách một cách liền mạch. Ấn Độ là nơi có 20% lực lượng lao động toàn cầu thiết kế chip. Nhưng các công ty nước ngoài sở hữu bản quyền các thiết kế chip. Trong trường hợp sản xuất chip, chính sách của Ấn Độ yêu cầu người nộp đơn phải sở hữu các công nghệ được cấp phép, ở cấp độ sản xuất. Việc đào tạo nhân tài hoặc lực lượng lao động phù hợp cũng rất cần thiết. Ấn Độ cũng cần giải quyết những lo ngại về cơ sở hạ tầng, đặc biệt là nguồn đất sẵn có.

Mới đây, Thủ tướng Ấn Độ Narendra Modi khẳng định, quốc gia Nam Á này sẽ nổi lên là trung tâm sản xuất chất bán dẫn toàn cầu, sau khi nội các ngày 29/2 phê duyệt việc thành lập 3 nhà máy bán dẫn ở nước này.

"Với việc nội các phê duyệt thành lập 3 nhà máy sản xuất chất bán dẫn, Ấn Độ đang đẩy mạnh quá trình chuyển đổi để hướng tới tự chủ về công nghệ. Điều này cũng sẽ đảm bảo Ấn Độ nổi lên như một trung tâm toàn cầu về sản xuất chất bán dẫn”, ông Modi nhấn mạnh.