Cuộc chiến vi mạch – Cuộc tranh đoạn công nghệ quyền lực nhất thế giới (Chip War) – Chris Miller

Cuộc chiến vi mạch – Cuộc tranh đoạn công nghệ quyền lực nhất thế giới (Chip War) – Chris Miller

1. Phần 1 – Những con chip thời chiến tranh lạnh

1. Từ thép đến silicon

Tính toán là lĩnh vực có từ thời xa xưa của lịch sử loài người khi con người cố gắng đếm mọi thứ họ có thể. Kể từ đó lĩnh vực tính toán này phát triển qua các thời đại khác nhau và đặc biệt bùng nổ vào giai đoạn chiến tranh thế giới thứ 2 nổ ra khi nhu cầu bắn phá chính xác ngày càng cao hơn, đặc biệt trong lĩnh vực không quân. Điều này đã kích thích sự cải tiến liên tục của cấc thiết bị máy tính điện tử thời đầu từ các bóng đèn có thể bật tắt thay thế cho các núm điều chỉnh cơ học trước đây bị cố định trong cách tính toán. Sự nhẩy vọt về tính toán này đã tọa tiền đề cho ngành khoa học máy tính sau này.

2. Bộ chuyển mạnh

Chất bán dẫn được nghiên cứu và đưa ra lý thuyết van trạng thái rắn được Shockley đè xuất vào những năm 1940. Ông đã thử nghiệm với lý thuyết của mình nhưng chưa thành công do công nghệ thời đó còn yếu kém. Tới năm 1945, 2 đồng nghiệp của ông tại Bell Lab là các nhà vật lý thực nghiệm đã thử nghiệm và chứng minh lý thuyết của Schockley là đúng và chúng có thể ứng dụng vào 1 số thứ tại Bell Lab như máy trợ thính, radio.

Bị tức giận, Shockley đã tự nhốt mình để nghiên cứu các ứng dụng và các dạng thức mới của chất bán dẫn và ông đã thành công với 1 thiết kế mới vê loại bóng bán dẫn mới vào năm 1948. Thiết kế này đã tạo ra sự thay đổi về bản chất của ngành sau này.

3. Noyce, Kilby và mạch tích hợp

2 đồng nghiệp của Shockley sau thành công thí nghiệm vẫn tiếp tục chỉ quan tâm tới nghiên cứu và giảng dậy. Trong khi đó Shockley thì tham vọng lớn hơn muốn giầu có và năm 1955 ông đã thành lập phòng thí nghiệm chất bán dẫn Shockley để tìm cách thương mại hóa bóng bán dẫn mà đã được phát minh ra. Lúc đó AT&T, công ty mẹ của Bell Lab cấp phép sản xuất bằng sang chế bóng bán dẫn với giá 25k$, 1 múc giá rất tốt để triển khai thực tế. Vấn đề chỉ còn là quy mô thị trường sản phẩm mới này ra sao, có thể sản xuất hàng loạt với chi phí tối ưu hơn bóng điện tử thông thường lúc đó hay không.

Kilby, 1 kỹ sư sớm sử dụng công nghệ bóng bán dẫn ở Taxas Intrument đã tìm cách đấu nối các bóng bán dẫn bởi các dây nối 1 cách tinh gọn thay vì rất phức tạp như trước đó vào năm 1958. Ông thử nghiệm với ý tưởng thay vì sử dụng 1 miếng silicon hoặc germani riêng để chế tạo từng bóng bán dẫn, ông nghĩ đến việc lắp ráp nhiều linh kiện trên cùng 1 mảnh vật liệu bán dẫn. Và ý tưởng của ông đã trở thành ý tưởng mang tính cách mạng sau đó. Ông gọi phát minh của mình là “mạch tích hợp”, còn người ta thường gọi là “chip”.

Trước đó, 1 nhóm 8 kỹ sư tại phòng thí nghiệm Shockley đã nghỉ việc vì không chịu được tính cách của ông chủ Shockley. Họ đã thành lập công ty Fairchild Semiconductor và làm việc với nhau trong ngành chất bán dẫn. 8 người này về sau được công nhận là những người đầu tiên lập ra thung lũng silicon ngày nay. Lúc thành lập Fairchild, lý thuyết về bán dẫn đã hoàn thiện, nhưng vấn đề sản xuất vẫn là điều khó khăn với mọi công ty trong ngành.

Noyce là thủ lĩnh của nhóm 8 người này và ông đã nhận ra 1 phương pháp sản xuất khác đi phương thức phẳng được đưa vào thực tiễn sản xuất thay cho phương pháp núi đỉnh trước đó rất lỏng lẻo. Cách đưa các bóng bán dẫn dạng phẳng đã giúp họ kết nối với nhau không cần dây nối và giúp họ có thể đơn giản hơn trong việc mở rộng bóng bán dẫn và thu nhỏ hơn về sau này 1 cách thuận lợi hơn rất nhiều. Với thiết kế vượt trội này giúp Noyce đưa ra được lợi thế mạnh mẽ với các bóng bán dẫn nhỏ hơn và điện năng tiêu thụ giảm sẽ tạo ra các công dụng mới cho mạch tích hợp của họ. Tuy nhiên, chi phí sản xuất ban đầu của thiết kế này đắt hơn gấp 50 lần chi phí đỉnh núi nên nó vẫn là vấn đề nan giải cho việc thương mại hóa sản phẩm này.

4. Bay lên

Khi Fairchild lập ra, câu hỏi của họ là ai sẽ là người mua mạch tích hợp mà họ phát minh ra và sản xuất thương mại quy mô lớn. Lúc đó Mỹ vẫn tự coi mình là siêu cường kinh tế, công nghệ số 1 thế giới. Nhưng trong năm này, Liên Xô đã phóng thành công vệ tinh bay quanh trái đất và 4 năm sau đưa người lên vũ trụ đã tạo ra sự khủng hoảng niềm tin bùng nổ ở Mỹ và thúc ép nước này đầu tư lớn cho phát triển công nghệ vũ trụ và các ngành công nghệ cao. Đột nhiên nhu cầu mạch tích hợp bùng nổ phục vụ cho sản phẩm tên lửa.

Chương trình Apollo đã tạo ra cú hích cho thị trường lớn khi kỹ sư tại MIT đã quyết định mua các con chip của Fairchild phục vụ dự án đưa người lên mặt trăng này. Chiếc máy tính dẫn đường cho Apollo đã được thu gọn lại chỉ còn nặng 31,5kg so với chiếc ENIAC bằng cả tòa nhà trước đó. Thành công với máy tính Apollo đã gúp Fairchild từ công ty khởi nghiệp với doanh thu 500k$ năm 1958 lên 21 triệu $ vào năm 1960.

Với đơn đặt hàng lớn từ NASA, đã giúp Noyce tăng cường sản xuất và giảm giá chip mạnh mẽ từ giá 120$/chip về 15$/chip vào năm 1962. Các con chip Micrologic của Fairchild đã được khẳng định chất lượng cao và đáng tin cậy hoàn toàn vì đã được thử nghiệm chạy ở môi trường khắc nghiệt nhất là ngoài vũ trụ.

Tiếp theo Fairchild, Taxas Intruments (TI) cũng tập trung mạnh vào lĩnh vực sản xuất chip và họ cũng tìm cách đưa sản phẩm bán cho bộ quốc phòng là khách hàng chính họ nhắm tới. Và họ đã thành công bán lượng lớn chip cho lầu 5 góc trong chương trình dẫn đường tên lửa Minuteman II.

5. Súng cối và sản xuất hàng loạt

Năm 1957, Lathrop đã sáng chế ra kỹ thuật quang khắc và đăng ký bản quyền cho mình và trở thành công nghệ quan trọng trong việc thu nhỏ các bóng bán dẫn. TI đã nhận ra công nghệ này và tiến hành sản xuất hàng loạt chip theo công nghệ quang khắc này. Trương Trung Mưu cũng gia nhập TI vào năm 1958 này và phụ trách dây truyền sản xuất bóng bán dẫn tại đây. Trước đó Trương đã có 3 năm làm việc tại Sylvania sau khi tốt nghiệp đại học MIT khi ông chạy trốn khỏi TQ sang Mỹ.

Trong thời gian này, Noyce cũng nhận ra sự vượt trội của công nghệ quan khắc và nhanh chóng tuyển dụng cộng sự của Lathrop về Fairchild để phát triển công nghệ sản xuất hàng loạt chip vừa mới được phát minh ra kia. Chính 2 công ty Fairchild và TI đã có những nỗ lực đáng kinh ngạc đưa con chip vào thực tế nhờ cải thiện quy trình sản xuất liên tục và thương mại hóa được nó.

6. Tôi muốn trở nên giầu có

Vào giữa thập niên 60s, quân đội Mỹ đã đưa chip vào mọi khí tài quân sự họ có. Riêng lĩnh vực quân sự đã sử dụng tới 95% số lượng chip được sản xuất ra ở giai đoạn đó. Noyce tin tưởng rằng thị trường chip dân sự cũng sẽ cực kỳ rộng lớn dù lúc đó chưa xuất hiện nhu cầu chip lớn. Nhóm nghiên cứu ở Fairchild do Gordon Moore lãnh đạo đã thực sự mở khóa được thị trường chip cho lĩnh vực dân sự vào nửa sau của những năm 60 và chiến lược không phụ thuộc vào bộ quốc phòng của Fairchild đã thực sự thành công. Năm 1965, Moore đã có bài viết chấn động về sự tiến hoa của chip và chính là định luật Moore ngày nay thường được nhắc đến. Giá con chip bán ra của Fairchild vào những năm 60s đã tiếp tục giảm từ khoảng 20$/con về còn 2$/con và tốc độ giảm giá nhanh đi cùng số bóng đèn tăng mạnh trên cùng 1 con chip đã thực sự kích thích được ứng dụng con chip vào các lĩnh vực dân sự.

Tới năm 1968, ngành công nghiệp máy tính tại Mỹ đã mua các con chip tương số lượng mà quân đội mua ở thời điểm đó. Các con chip của Fairchild đã phục vụ tới 80% số lượng chip của ngành máy tính khi đó. Tuy nhiên, Fairchild lúc đó vẫn thuộc sở hữu của 1 triệu phú ở bờ Đông mà các nhân viên không có cổ phần tại đây dù họ được lương thưởng hậu hĩnh. Họ đã ra đi để mong muốn trở nên giầu có, ngay cả Noyce thủ lĩnh công ty cũng nộp đơn nghỉ việc vào giai đoạn này.

1. Sơ đồ mạch điện của thế giới Mỹ
2. Thung lũng silicon của Liên Xô

Năm 1959, Mỹ và Liên Xô bắt ngờ có trao đổi sinh viên và nghiên cứu viên với nhau và Trutko là 1 trong số đó sang Mỹ và đã tiếp cận các lý thuyết và công nghệ tiên tiến về vi mạch tại đây. LX cũng tập trung phát triển ngành công nghiệp bán dẫn phục vụ cho mục đích vũ trụ và quân sự giống Mỹ và theo đánh giá của FBI thì LX đi sau khoảng 4 năm so với Mỹ.

Nhà lãnh đạo tối cao của LX là Khrushchev luôn theo đuổi việc đuổi kịp và vượt qua Mỹ ở mọi lĩnh vực từ sản xuất nông nghiệp tới công nghệ cao đã thúc đẩy sự cải tiến liên tục mọi mặt ở LX trong giai đoạn này. Các điệp viên của LX ở Mỹ đã học hỏi được nhiều công nghệ mới và 2 trong số này sau đó chạy khỏi Mỹ tới được LX và bắt đầu xây dựng các hệ thống máy tính tại LX. Cả 2 sau đó đã thuyết phục LX cần xây dựng 1 trung tâm chuyên sản xuất chất bán dẫn và các nhà nghiên cứu, kỹ sư, phòng thí nghiệm như thung lũng Silicon ở Mỹ. Sau đó vài tháng, thành phố công nghệ Zelonograd, nằm ở ngoại ô Moscow chính thức được phê duyệt và xây dựng rầm rộ để phục vụ mục tiêu này.

8. Sao chép

Các sinh viên theo chương trình trao đổi với Mỹ khi về lại LX đều mang theo 1 số vi mạch đã được thương mại hóa và bán ra ở Mỹ. Như Malin mang bộ vi mạch SN-51 của TI về LX. Và người phụ trách về điện tử tại LX đã yêu cầu anh cùng tập hợp 1 nhóm nhà nghiên cứu phải sao chép bằng được SN-51 ở LX. Nhưng chiến lược sao chép này là sai lầm vì lúc đó Mỹ đã sản xuất được chip ở quy mô công nghiệp chứ không phải sản xuất đơn lẻ 1 vài nghìn con chip.

Các nhà nghiên cứu vật lý lý thuyết của LX cũng rất giỏi và đều nắm được cách thức mọi thứ hoạt động. Nhưng để sản xuất công nghiệp hóa, sản xuất ra cac sản phẩm ổn định cao như Mỹ lại rất khó khăn. LX có sản lượng rất lớn nhưng chất lượng lại thấp và độ tinh khiết của vật liệu kém xa Mỹ. Các bí kíp sản xuất lại không được viết ra 1 cách rõ ràng nên các điệp viên của LX khó có thể sao chép được 100%. Thêm vào đó tốc độ cải tiến công nghệ quá nhanh dẫn tới khi LX tiếp cận được công nghệ này thì công nghệ đã thay đổi sang công nghệ khác và họ tiếp tục bị tụt hậu trong các lĩnh vực công nghệ cao và cụ thể là lĩnh vực sản xuất chip. Quan điểm sao chép này đã làm cho LX không thể nào bắt kịp Mỹ trong cuộc đua sản xuất chip này dù họ đã có khởi đầu rất tốt đi trước Mỹ trong ngành hàng không vũ trụ.

9. Người bán bóng bán dẫn

Nhật Bản sau thất bại của chiến tranh thế giới thứ 2 bị Mỹ kiểm soát chặt chẽ về mọi mặt. Ban đầu Mỹ định kiềm chế không cho NB phát triển nhưng sự bành trướng của TQ và LX đã làm Mỹ thay đổi quan điểm và chỉ ngăn chặn không cho Nhật phát triển vũ khí hạt nhân, nhưng đồng ý cho Nhật phát triển thành cường quốc khoa học công nghệ đi cùng Mỹ. Nhờ định hướng mới này Nhật bản đã nhanh chóng tiếp cận được các công nghệ bán dẫn vừa được phát minh ra ở Mỹ và đang trên con đường tìm cách ứng dụng vào thực tế.

Tại Nhật, Morita người thừa kế đời thứ 16 của gia đình sản xuất rượu Sake đã từ bỏ ngành truyền thống gia đình và tham gia vào lĩnh vực điện tử với niềm đam mê cháy bỏng. Năm 1946, Morita cùng bạn lập ra công ty Sony và bắt đầu tạo ra các sản phẩm như máy ghi âm cực kỳ bán chạy. Năm 1948 khi tiếp cận thông tin về bóng bán dẫn ông đã hình dung ra cuộc cách mạng lớn trong ngành điện tử tiêu dùng. Năm 1953, Morita tới Mỹ và xin được cấp phép sản xuất chip từ Bell Labs.

Sony đã nhanh chóng ứng dụng các cải tiến liên tục của bóng bán dẫn và các đồ điện tử tiêu dùng. Họ thành công vang dội với thiết bị đài bán dẫn và nó nhanh chóng phổ biến khắp nước Mỹ và trở thành quà tặng biểu tượng của Nhật bản khi khắp thế giới. Mặc dù vậy, các công ty Nhật vẫn phải mua chip từ các công ty ở Mỹ như từ Fairchild, TI với giá trị khoảng 2-4,5% doanh thu hàng năm của họ cho các công ty chip tại Mỹ.

Năm 1967, TI thử nghiệm máy tính bỏ túi nhỏ với các con chip bán dẫn nhưng họ nhanh chóng từ bỏ dự án này. Trong khi Sharp, 1 công ty điện tử Nhật lại nhanh chóng tạn dụng được cơ hội này và thành công lớn với sản phẩm máy tính bỏ túi nhỏ gọn.

Tới năm 1964, Nhật đã vượt qua Mỹ về sản xuất các bóng bán dẫn, còn các công ty Mỹ thì sản xuất ra các con chip tiên tiến nhất. Mối quan hệ Mỹ – Nhật trong ngành là mối quan hệ công sinh lẫn nhau cùng phát triển. Mỹ sản xuất chip, nhật sản xuất bóng bán dẫn để gắn lên thành chip, và mua các con chip để ứng dụng các trong thiết bị điện tử tiêu dùng của họ.

10. Những cô nàng bán dẫn

Việc sản xuất các con chip cũng là bài toán hóc búa đặc ra khi việc thu nhỏ bóng bán dẫn đi kèm với việc hạ giá thành sản phẩm mới có thể thương mại hóa rộng rãi. Nhà máy tại California của Fairchild thuê các cô gái làm công việc sản xuất, lắp ráp này với chi phí khá cao và sau đó họ phát triển các nước châu á có chi phí rẻ hơn rất nhiều. Điểm dừng dân đầu tiên là HongKong với chi phí chỉ bằng 1/10 tại Mỹ. Sau đó họ mở rộng nhà máy sang Singapore nơi còn rẻ chỉ bằng ½ HongKong và không hề có công đoàn đe dọa như ở Mỹ. Quá trình toàn cầu hóa Chip thật ra đã diễn ra từ rất sớm giữa nhưng năm 60 trước khi người ta biết đến nó 1 cách rộng rãi.

11. Tên lửa tấn công chính xác

Nước Mỹ tham gia vào cuộc chiến tranh ở VN nhưng hiệu quả của các vũ khí ném boom của Mỹ thật sự quá kém tại đây. Họ đã ném tổng cộng hơn 800k tấn boom ở VN nhiều hơn cả mặt trận Thái Bình Dương trong suốt chiết tranh thế giới thứ 2 nhưng hiệu quả chẳng đáng bao nhiêu. Họ cũng ném hơn 638 quả boom mà không phá hủy dc cầu Hàm Rồng – Thanh Hóa. Đó là minh chứng cho sự thiếu chính xác của các chiến lược ném boom trước đây. Bộ quốc phòng Mỹ đã đề nghị TI cải tiến độ chính xác của các quả boom và họ đã gắn thêm cánh cho boom, thêm con chip và hệ thống dẫn động bằng tia lazer để điều chỉnh hướng bay quả boom và đã thành công ngay sau đó khi ném chính xác mục tiêu. Chiến trường VN trở thành nơi thử nghiệm các loại vũ khí chính xác của Mỹ và trở thành lợi thế lớn trong tương lai của Mỹ về lĩnh vực quân sự.

12. Năng lực quản lý chuỗi cung ứng

Đài Loan luôn có mối lo ngại vì nằm ngay sát TQ đại lục và luôn bị đe dọa thống nhất TQ. Họ cũng lo lắng khi Mỹ sa lầy vào chiến tranh VN và có thể bỏ rơi các nước đồng minh của họ khi họ giảm sự hiện diện quân sự tại khu vực sau thất bại tại VN. ĐL khi đó nhận ra họ có thể tạo ra mối liên kết với Mỹ bằng việc tham gia sâu vào chuỗi cung ứng sản xuất điện tử và Mỹ sẽ quan tâm tới việc bảo vệ các công ty như TI thay vì bảo vệ ĐL. Năm 1968, nhà máy lắp ráp chip tại ĐL của TI chính thức được thành lập và đi vào hoạt động sau đó. Ngoài ĐL, các nước như HongKong, Singapore, Hàn Quốc, Malaysia cũng đều được các công ty Mỹ đặt các nhà máy sản xuất chip tại đây và điều này đã tạo ra sự gắn kết các nước này vào chuỗi cung ứng của Mỹ cũng như thúc đẩy nền kinh tế các nước này bùng nổ phát triển mạnh mẽ trong những năm 70s của thế kỷ 20.

13. Những cuộc cách mạng của Intel

Năm 1968, Noyce và Moore rời Fairchild và thành lập công ty mới là Intel. Trong tầm nhìn của họ, bóng bán dẫn sẽ trở thành sản phẩm rẻ nhất từng được sản xuất, và thế giới sẽ tiêu thụ hàng nghìn tỷ tỷ bóng bán dẫn. Con người sẽ trở nên mạnh mẽ hơn nhờ chất bán dẫn trong khi về cơ bản cũng phụ thuộc vào chúng. Kỷ nguyên công nghiệp dần kết thúc và chuyên môn trong việc khắc bóng bán dẫn vào tấm silicon giờ đây sẽ định hình nền kinh tế thế giới.

2 năm sau khi thành lập, Intel cho ra đời con chup bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên đầu tiên, gọi là DRAM. Sản phẩm chip nhớ này có thể dùng chung trên các thiết bị nên sẽ có thể sản xuất hàng loạt số lượng lớn đơn giản hơn nhiều so với các chip chuyên biệt xử lý tính toán cần có các thiết kế chuyên biệt cho từng dòng sản phẩm khác nhau. Sau đó Intel thành công trong việc sản xuất các con chip logic tính toán hàng loạt với số lượng lớn và dần tạo ra cuộc cách mạng về tính toán, xử lý thông tin nhẩy vọt sau này.

14. Chiến lược bù đắp của lầu năm góc

Sau 10 năm chiến tranh vô nghĩa ở VN thì Mỹ nhận ra lĩnh vực quân sự họ đã bị LX bắt kịp và không còn gì vượt trội hơn LX đáng kể như trước nữa. Marshall đã đề ra chiến lược quân sự mới là tập trung vào cải tiến công nghệ tạo ra độ chính xác gần như tuyệt đối để tạo ra lợi thế vượt trội so với công nghệ cũ của LX. Perry là người được giao nhiệm vụ triển khai và ông đã đưa các ứng dụng chip vào hầu hết các loại khí tài quân sự và nâng cấp chúng lên mức độ chính xác rất cao. Xây dựng hệ thống phòng thủ tiên tiến và hệ thống tân công buộc LX phải xây dựng 1 hệ thống phòng thủ ngăn chặn tên lửa làm tiêu hao của LX tới gần 50 tỷ usd làm cho đất nước LX suy sụp về kinh tế khi mọi nguồn lực đều ưu tiên dành cho quốc phòng thay vì các lĩnh vực dân sinh.

• Phần III – Mất quyền lãnh đạo

15. Sự cạnh tranh đó thật khốc liệt

Nhật Bản sau giai đoạn bị coi là sản xuất hàng giá rẻ chất lượng thấp đã dần thay đổi và tới những năm 80s họ đã vươn lên thành đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Mỹ. Các con chip nhớ của Sharp, NEC có chất lượng vượt trội tốt hơn các sản phẩm của các công ty Mỹ, giá thành rẻ hơn đã tạo ra cú sốc với nhiều cty sản xuất chip tại Mỹ khi HP xem xét thay thế các công ty Mỹ bằng linh kiện các công ty Nhật sản xuất. Ngoài ra, giai đoạn này các công ty Nhật cũng thay đổi từ người thực thi, sao chép sang những người sáng tạo khi Sony cho ra đời sản phẩm Walkman và họ đã bán được 385 sản phẩm trên toàn cầu và trở thành sản phẩm nổi tiếng nhất thế giới lúc đó. Nước Mỹ từ ưu thế người sáng tạo, Nhật người người thực thi đã dần bị thay đổi.

16. Trong cuộc chiến với Nhật Bản

Các cuộc kiện tụng nhau về vấn đề bản quyền, gián điệp diễn ra khắp nơi trong nội bộ nước Mỹ cũng như giữa các công ty Mỹ và công ty Nhật vì sự cạnh tranh quá gay gắt trong ngành. AMD là nha sản xuất chip tách ra từ Intel cũng có cuộc kiện tụng không hồi kết với Intel. Các công ty Nhật bị cáo buộc nhận được quá nhiều sự trợ cấp của chính phủ Nhật và tạo ra chi phí sản xuất thấp hơn nhiều so với các sản phẩm của Mỹ. Tới năm 1990, các công ty Mỹ hầu như đã bị đánh bật khỏi thị trường DRAM. Intel, công ty phát minh ra DRAM lúc đó cũng chỉ còn thị phần 1,7% trong khi phần còn lại rơi hầu hết vào các công ty Nhật Bản. Nhật Bản cũng chiếm tới 60% chi tiêu đầu tư cho ngành bán dẫn và lớn hơn cả Mỹ lúc đó.

17. Đồ bỏ đi

Đầu thập niên 80s, các công ty Mỹ vẫn là những người thống trị thị trường máy quang khắc với người dẫn dầu là GCA khi công ty này giới thiệu bộ quang khắc bước cho đĩa silicon. Trước đó là Perkin Elmer những năm 70s. GCA sau khi thành công vang dội với máy quang khắc đã trở nên kiêng căng, ngạo mạn và tiêu tiền vô tội vạ. Hãng đã từ bỏ đối tác cung cấp thấu kính chính xác truyền thống là Nikon mà sang sử dụng công ty con của mình để cung cấp sản phẩm này.

Sau đó, Nikon đã tự mua máy quang khắc của GCA về và thực hiện quy trình đảo ngược để tự lam ra máy quang khắc mang thương hiệu Nikon và bắt đầu bán ra cạnh tranh trực tiếp với GCA. Máy của Nikon cho thấy độ bền hơn hẳn máy của GCA và dịch vụ khách hàng vô cùng tốt. Vì vậy các nhà sản xuất chip đã lũ lượt chuyển sang mua máy của Nikon và thị phần máy quang khắc của các công ty Mỹ từ 85% rơi về còn <50%.

18. Dầu thô của thập niên 1980

Tới thập niên 80s, mạch tích hợp đã có mặt ở hầu hết các sản phẩm hiện đại mà người tiêu dùng hàng ngày sử dụng. Nó được tuyên bố là dầu thô của thập niên 1980s. Nước Mỹ sau lệnh cấm vận dầu mỏ những năm 70s đã có cú sốc lớn trong nền kinh tế mà các công ty sản xuất chip ở Mỹ đã liên kết lại để vận động hành lang chính phủ Mỹ có các chính sách hỗ trợ họ và hạn chế sự bùng nổ và dần thống trị thị trường chip thế giới của Nhật Bản.

Tại thời điểm năm 1986, Nhật Bản vượt qua Mỹ về sản lượng cip được sản xuất, họ cũng chiếm tới 70% thị phần máy quang khắc trên thế giới. Thị phần của Mỹ giảm xuống còn 21%. Các công ty tại Mỹ đã lên án và khẳng định rằng Mỹ phải giữ thị trường này mới có đủ lợi thế cạnh tranh về kinh tế, chính trị, quân sự. Nếu không có sự bảo hộ các công ty Mỹ sẽ bị phá sản hàng loạt vì sự cạnh tranh của Nhật.

19. Vòng xoáy tử thần

Cuối những năm 80s, GCA đã thu hẹp quy mô đáng kể so với 3 công ty khác cùng ngành là Nikon, Canon và ASML. Với sự lobby mạnh họ đã lập ra được 1 quỹ hỗ trợ nghiên cứu phát triển trong đó 50% là từ ngành công nghiệp silicon đóng góp và 50% là từ bộ quốc phòng nhằm chống lại sự áp đảo của các công ty Nhật. 1 số chính sách hạn chế nhập khẩu DRAM hay chip từ Nhật cũng không thật sự tạo ra lợi thế cho các công ty chip tại Mỹ vì họ đã thu hẹp đáng kể các sản phẩm DRAM. 51% ngân sách hỗ trợ từ hệ thống Sematech là dành cho các công ty sản xuất máy quang khắc mà chủ yếu là GCA. Với 70M$ tiền giúp đỡ, GCA đã tạo ra được 1 cỗ máy quang khắc cực kỳ tốt lúc đó nhưng họ lại không thể thuyết phục các nhà sản xuất chip chuyển từ Nikon, Canon và ASML sang GCA vì lo ngại GCA sẽ sụp đổ và khó tìm linh kiện thay thế. Tới năm 1993, GCA đã tê liệt và tuyên bố phá sản.

20. Nhật bản có thể nói không

Sự tăng trưởng thần kỳ của Nhật Bản cũng thôi thúc chủ nghĩa dân tộc tại đây bùng nổ mạnh mẽ và họ đòi hỏi phải có chính sách độc lập với Mỹ. Cuốn sách Nhật Bản có thể nói không khẳng định rằng kinh tế Nhật Bản đã tăng trưởng và kỹ thuật đã vượt qua Mỹ. Các sức mạnh quân sự của Mỹ có được nhờ các máy tính nhỏ có gắn các con hip 1-megabit mà gần như 100% là sản xuất ở Nhật Bản. Nước Mỹ bị phụ thuộc vào Nhật hơn bao giờ hết. Điều này đã dấy lên sự phẫn nộ trong chính quyền nước Mỹ.

1. Phần IV – Nước Mỹ trỗi dậy
2. Ông vua khoai tây chiên

Người đem lại sự thay đổi cho ngành chip nhớ DRAM của Mỹ là ngài khoa tây. Ông Simplot tới từ vùng quê Idaho. Ông khởi nghiệp từ nghề chế biến khoai tây cung cấp cho Mc Donal. Nhưng sau đó được công ty khởi nghiệp Micron tiếp cận và huy động vốn do gặp khó khăn. Ông đã đầu tư vào đây và nắm vai trò chủ tịch công ty. Micron ban đầu chỉ có khách hàng là hang máy tính Moisak nhưng sau đó hang này phá sản và họ phải tự thiết kế DRAM của riêng mình để cạnh tranh. Các công ty sản xuất DRAM ở Mỹ hầu như đã từ bỏ thị trường này do không cạnh tranh được về chi phí với các nhà sản xuất Nhật.

Micron đã thành công trong việc cắt giảm chi phí, họ ứng dụng các công nghệ Mỹ, cải tiết cách máy máy của ASML hoạt động để năng cao được năng suất. Sản phẩm của họ làm ra không phải xuất sắc số 1 nhưng chi phí lại rẻ nhất dù làm được sản xuất ở Mỹ. Sau 1 thập kỷ vật lộn với các cuộc khủng hoảng họ đã thực sự đánh bại được các nhà sản xuất Nhật vào cuối những năm 90s.

22. Intel đột phá

Những năm 1985, Intel rơi vao khủng hoảng trầm trọng khi DRAM mà họ phát minh ra đã thất bại nặng nề trước các đối thủ Nhật và đang thua lỗ ngày 1 lớn hơn. Họ đang tự hỏi cần làm gì để thoát ra khỏi điều này.

Vào 12/8/1981, Intel bắt đầu sản xuất máy tính cá nhân với việc thuê Bill Gate viết phần mềm hệ điều hành với giá 1.565$. Chiếc máy tính cá nhân này có con chip mà Intel đã sản xuất ra. Thị trường bộ vi xử lý (CPU) cho máy tính cá nhân chắc chắn sẽ phát triển, Intel quyết định từ bỏ DRAM để tập trung vào sản phẩm này dưới sự điều hành của Moore và Grove.

Grove, người được đưa về quản lý mảng sản xuất đã thực hiện các chiến lược quyết liệt khi sa thải 25% nhân công, đóng cửa nhiều nhà máy và cải thiện chi phí sản xuất 1 cách quyết liệt nhằm cạnh tranh với người Nhật đang có giá thành rẻ hơn rất nhiều. Intel thực hiên phương pháp rập khuôn y đúc. Khi 1 quy trình nào đó là hiệu quả nhất nó sẽ được áp dụng đồng loạt ở tất cả các nhà máy của Intel trên toàn cầu.

Vào cuối những năm 80s, thế độc quyền của Nhật bị phá vỡ khi đồng Yên tăng giá gấp 2, trong khi đó lãi suất tại Mỹ lại giảm rất mạnh đã giúp Intel có được chi phí sản xuất thấp hơn người Nhật và bắt đầu thành công lớn với sản phẩm máy PC. Sau đó Compad, HP cũng nhẩy vào lĩnh vực lắp ráp máy PC với việc mua chip xử lý của Intel và mua phần mềm hệ điều hành của Microsoft. Điều này đã tạo ra 1 vị thế độc tôn về chip xử lý trung tâm (CPU) mà Intel gây dựng được. Intel đã thành công trội dậy từ việc từ bỏ DRAM sang thành người thống trị CPU.

23. “Kẻ thù của kẻ thù” – Sự trội dậy của Hàn Quốc

Khi Nhật trở thành kẻ thống trị thị trường DRAM thế giới và thung lũng silicon gần như biến mất các công ty sản xuất DRAM thì Hàn Quốc đột nhiên nổi lên trở thành nơi có chi phí sản xuất còn thấp hơn Nhật dù quy trình không được siêu việt như Nhật. SamSung của nhà họ Lee đã đi đầu ở HQ khi thành lập công ty từ rất sớm những giai đoạn HQ còn là thuộc địa của Nhật và khéo léo chèo chống công ty vượt qua các rắc rối chính trị tại HQ. Sau đó họ đã mở rộng từ cửa hàng bán cá khô, thực thẩm thành đế chế thương mại, dịch vụ, tài chính, ngân hàng.

Tới thập niên 80s, Lee bắt đầu vận động hành lang và tiếp cận được công nghệ sản xuất chip của Mỹ và tìm được sự ủng hộ chính trị mạnh mẽ từ chính phủ HQ để đầu tư mạnh tay vào lĩnh vực sản xuất chip mà bước đầu là sản xuất chip nhớ DRAM với việc nhận chuyển giao quy trình sản xuất của Micron và tự đầu tư 100M$ cho bộ phận sản xuất chip, cũng như chính phủ hỗ trợ toàn ngành 400M$. Cách ngành bán dẫn HQ hoạt động cũng giống ở Nhật Bản khi các tập đoàn lớn được hỗ trợ tài chính từ chính phủ với các khoản vay lãi suất ưu đãi đã mở ra ngành thay vì là các công ty khởi nghiệp như ở Mỹ.

24. Đây là tương lai

Sự hồi sinh của ngành công nghiệp bán dẫn Mỹ sau cuộc tấn công dữ dội của DRAM Nhật đến từ những người như Andy Grove của IBM, Jerry Sanders, hay Jack Simplot của Micro. Nhờ các tổ chức như DARPA và nguồn kinh phí từ chính phủ Mỹ, các đơn hàng từ bộ QP đã giúp rất nhiều các công ty khởi nghiệp ở Mỹ liên tục cải thiến và hệ sinh thái đổi mới sáng tạo ở Mỹ duy trì được và thành công tiếp tục vươn lên đi đầu về đổi mới công nghệ để làm sống lại sự lãnh đạo ngành công nghiệp bán dẫn sau đó.

25. Tổng cục T của KGB

Tổng cục T của KGB được lập ra để chuyên làm nhiệm vụ giám điệp công nghệ cao phục vụ chiến lược sao chép công nghệ của LX với các nước Phương Tây. Họ được cho là có khoảng 1k điệp viên trong đó khoảng 300 ở nước ngoài và 700 làm việc tại trụ sở KGB. Tuy nhiên, chiến lược này cơ bản không thành công vì việc lấy các con chip tiên tiến nhất về LX không khó. Cái khó là LX không sản xuất được hàng loạt ở quy mô công nghiệp lớn. Và việc thiếu thốn các máy móc thiết kế, kỹ sư thiết kế chế tạo, máy móc sản xuất đã làm LX đi chậm hơn Mỹ luôn luôn tới nửa thập kỷ và họ luôn sao chép các con chip của Intel và Motorola.

26. “Vũ khí hủy diệt hàng loạt”: Tác động của sự bù đắp

LX với chiến lược sản xuất chip hầu như chỉ tập trung cho lĩnh vực quân sự và không phát triển sang lĩnh vực dân sự được đã dần đi vào ngõ cụt phát triển. Họ mặc dù có những nỗ lực nhằm hồi sinh ngành công nghiệp chip vào giữa nhưng năm 80s nhưng thiếu thiết bị, thiếu nhân công giá rẻ và không thể thực hiện được kế hoach hồi sinh này. Các cuộc đua vũ khí chính xác dựa trên các con chip LX cũng bị bỏ lại quá xa so với Mỹ.

27. Anh hùng chiến tranh

Trong nhưng năm 70s, chiến lược của Ferry trong việc thông minh hóa các vũ khí đã không thật sự phát huy hiệu quả ở chiến tranh VN và các phát ngôn về sự hiệu đại của vũ khí Mỹ không thật sự được tin tưởng cho tới sau chiến tranh vùng Vịnh. Quân đội Mỹ đã sử dụng các quả boom thông minh và các boom cũ cải tạo để thông minh hơn nhờ các vi mạch điện tử đã thực sự thể hiện được sự vượt trội của vũ khí chính xác Mỹ khi nhanh chóng đè bẹp được Iraq và khẳng định vị thế quân sự của mình trên toàn cầu.

28. Chiến tranh lạnh đã qua và các anh đã thắng

Nhật bảo sau khi thống trị thị trường DRAM thế giới với 90% thị phần những năm 80s, đã lâm vào bế tắc khi các công ty khởi nghiệp như Micro bùng nổ trở lại hay Hàn Quốc tham gia mạnh vào lĩnh vực này đã đẩy thị phần của họ giảm về còn 20%. Nhưng các công ty Nhật vẫn đầu tư hàng tỷ usd mở rộng liên tục các nhà máy sản xuất chip DRAM dù đang thua lỗ và thị phần giảm.

Sau đó, khủng hoảng kinh tế nổ ra ở Nhật Bản và làm thị trường chứng khoán nước này giảm hơn 50%, BĐS còn sụt giảm mạnh hơn nữa tới 70-80% đã phá hủy các nền tảng thịnh vượng của Nhật Bản trước đó gây dựng được. Các công ty bán dẫn Nhật đã bị tụt hậu trong cuộc cách mạng máy PC khi bỏ lỡ cơ hội tham gia sản xuất chip xử lý trung tâm (CPU), cái mà Intel đã bắt kịp và chuyển mình. Kể từ đây ngành bán dẫn Nhật bắt đầu suy sụp và mất vị thế thống lĩnh của mình trên thế giới.

Trong khi đó, sau cuộc chiến vùng Vịnh, LX tan rã và chính thức tuyên bố kết thúc chiến tranh lạnh và sẵn sang hợp tác với Mỹ để cải thiện công nghệ của mình. Silicon Valley đã thắng trong cuộc chiến công nghệ này và giữ được vị trí số 1 trong ngành bán dẫn của mình.

1. Phần V: Mạch tích hợp, thế giới tích hợp?
2. Chúng tôi muốn có ngành công nghiệp bán dẫn ở Đài Loan

Trương Trung Mưu ở tuổi 54 rời vị trí CEO của TI và sau 1 năm làm CEO cho 1 công ty khác đã chính thức quay trở về Đài Loan dưới sự bảo trợ của chính quyền ĐL Lập ra TSMC. Công ty được bảo trợ với 48% cổ phần của chính quyền ĐL, 27,5% bởi Phillips của Hà Lan – người chuyển giao công nghệ sản xuất cho TSMC, phần còn lại của các gia đình giầu có nhất ĐL đóng góp với sự chỉ đạo của chính quyền ĐL. Công ty này được chính quyền giao cho Trương toàn quyền điều hành hoạt động.

Trương đã thành công đưa ra khái niệm công ty chỉ sản xuất chứ không thiết kế chip và là đối tác sản xuất đáng tin cậy với mọi công ty thiết kế chip. Trước đây vì vấn đề bảo mật các công ty thiết kế chip thường sở hữu luôn các nhà máy sản xuất chip. Ngày nay với sự ra đời của TSMC, các công ty startup chuyên thiết kế chip nhưng không sản xuất đã ra đời và phát triển bùng nổ. TSMC đã nhanh chóng phát triển thần tốc khi mới lập công ty năm 1987, nhưng vào thập niên 1990s họ đã trở thành nhà sản xuất hàng đầu ở quy mô toàn cầu. Thành công của TSMC có phần rất lớn nhờ mối quan hệ mật thiết của ĐL, của Trương với thung lũng Silicon.

30. Tất cả mọi người đều phải chế tạo chất bán dẫn

TQ những năm 60s đã có những tiến triển trong nghiên cứu về bóng bán dẫn nhưng lại bị ảnh hưởng lớn bởi cuộc cách mạng văn hóa được Mao khởi xướng làm đất nước TQ trì trệ không có tiến triển gì tới tận những năm 80s. Sau đó đất nước này thay đổi sau khi Đặng Tiều Bình được ủng hộ mạnh mẽ vào năm 1979 và chính thức nằm quyền. Mặc dù vậy, Huawei của Nhậm Chính Phi ban đầu cũng chỉ nhập khẩu các thiết bị điện tử về bán và mơ giấc mơ sản xuất chất bán dẫn nhưng rất khó khăn. Con đường lắp ra điện tử bắt đầu mở ra sau đó khi giấc mơ sản xuất tại Trung Quốc bùng nổ.

31. Chia sẻ tình yêu của chúa với người TQ

Trương Nhữ Kinh, 1 chuyên gia về chip hàng đầu và đã làm việc lâu năm tại Mỹ quay về TQ lập ra công ty SMIC và huy động được 1,5 tỷ USD để khởi công nhà máy vào năm 2000. SMIC đã thành công trong sứ mệnh sản xuất chip của TQ và đánh bại các đối thủ được lập ra nhờ các liên danh trước đó. Ông có khẩu hiệu: Chia sẻ tình yêu của Chúa với người Trung Quốc rất nổi tiếng lúc đó. SMIC của Trường học theo mô hình TMSC của ĐL, họ cũng thuê rất nhiều nhân sự từ ĐL, Mỹ và nhiều nước tiên tiến khác và thật sự đã mở khóa thành công cho nền công nghiệp chip của TQ bùng nổ sau này.

32. Các cuộc chiến quang khắc

Cuộc chiến trong ngành quang khắc đầu tiên diễn ra khi các công ty trong ngành tìm kiếm cách để sản xuất các con chip ngày càng nhỏ hơn. Họ tìm cách sử dụng các tia sáng khác để có thể khắc chính xác hơn, nhỏ hơn.

Cuộc chiến thứ 2 liên quan đến địa chính trị, trong cuộc chiến này ASML là người được hưởng lợi lớn vì luc đó 2 đối thủ lớn nhất của họ là Canon và Nikon ở Nhật và bị coi là giúp đỡ các công ty Nhật khác thống trị thị trường DRAM thế giới. Trong khi Micron lựa chọn sử dụng ASML, ASML được tách ra thành công ty độc lập khỏi Phillip năm 1984. Phillip lại là nhà đầu tư lớn và chuyển gia công nghệ cho TSMC của ĐL nên ASML có lợi thể cung cấp máy quang khắc cho ĐL. Sau đó họ được Mỹ ưa tiên lựa chọn nhân chuyển giao công nghệ EUV (siêu cực tím) mà Intel và bộ quốc phòng Mỹ nắm giữa bằng phát minh. ASML sau đó đã mua lại công ty sản xuất máy quang khắc cuối cùng ở Silicon là SVG.

33. Thế lưỡng nan của nhà cải cách

Intel đã là công ty vĩ đại và thành công tột bậc khi thống trị chip vi xử lý máy PC và máy chủ. Nơi mà họ có liên kết với Microsoft và tạo ra con hào độc quyền quá lớn để các đối thủ khác có thể đánh bại họ ở lĩnh vực đó. Intel đã sử dụng kiến trúc x86 độc quyền của mình để duy trì lợi thế đó. Tron gkhi kiến trúc RISC tốt hơn nhưng Intel quyết định từ bỏ vì việc chuyển đổi hệ thống sẽ quá tốn kém.

Năm 1990, Apple cùng 2 đối tác khác lập ra công ty khởi nghiệp ARM và công ty này quyết tâm cạnh tranh với Intel. Họ đã phát triển kiến trúc RISC và cấp bằng sáng chế cho bất kỳ công ty thiết kế chip nào muốn mua. Công ty thiết kế chip sẽ thuê các công ty như TSMC sản xuất cho họ. Cỗ máy này trong 2 thập kỷ đầu hoạt động rất kém. Đột phá thực sự tới là khi Apple phát triển chip cho các thiết bị di động của mình vào năm 2006.

Intel khi đó được đề nghị chế tạo chip cho thiết bị di đọng của Apple nhưng tính toán của Intel cho thấy họ vẫn đang duy trì được lợi nhuân khổng lồ từ vị thế độc tôn kiến trúc x86 và trong 2 thập kỷ qua họ đã kiếm được hơn 250 tỷ USD lợi nhuận nên đã từ chối hợp đồng này. Apple đã thuê Samsung là công ty cũng thực hiện việc giá công chip như TSMC để sản xuất chip cho thiết bị di động của mình, Apple sử dụng kiến trúc RISC để chip tiết kiệm năng lượng hơn. Sự thành công của Apple với thiết bị di động đã giáng đòn đau đớn cho Intel khi sau khi nhận ra sai lầm của mình trong ngành chip di động đã cố gắng đổ hàng tỷ usd vào nghiên cứu chế tạo chip di động nhưng không thể lam gì được nữa như ngành PC và máy chủ họ đã lam được trước đó.

34. Chạy nhanh hơn

Mặc dù các công ty sản xuất chip hầu như không còn sản xuất ở Mỹ nhưng họ vẫn sở hữu các công ty nền tảng trong ngành như các công ty phần mềm thiết kế chip, các công ty cung cấp chất phản quang,… vẫn là các công ty Mỹ nhưng sự cạnh tranh từ các đối thủ mới ngày càng gay gắt hơn. Việc sản xuất chip những năm 2000s hầu hết tập trung lớn ở TSMC tạo ra rủi ro trong việc cung ứng chip khi công ty này gặp rắc rối bất khả kháng.
Mặc dù mất dần lợi thế đáng kể, nước Mỹ vẫn tự tin rằng mình chạy nhanh hơn các đối thủ cạnh tranh vì Mỹ liên tục cải tiến công nghệ, công nghệ thu nhỏ bóng bãn dẫn Intel vẫn dẫn đầu trước các đối thủ, các công nghệ lõi họ vẫn kiểm soát và chỉ đem đi các nước châu Á các công nghệ sản xuất và gia công cho họ. Nhưng các cảnh báo về việc Mỹ có thể bị bỏ lại phía sau đã không được thực sự quan tâm.

1. Phần VI – Thuê ngoài quá trình đổi mới sáng tạo?
2. Đàn ông đích thực có nhà máy sản xuất

Sanders, ông chủ của hang sản xuất chip AMD là người cứng đầu nhất trong số các công ty thiết kế và sản xuất chip còn duy trì nhà máy sản xuất ở Mỹ và quyết tâm giữ sản xuất cho bằng được. Trong khi đó các công ty mới thì họ chỉ xây dựng bộ phận thiết kế chip và thuê các kỹ sư thiết kế từ các công ty đã đóng cửa và thuê ngoài toàn bộ phần sản xuất chip cho các công ty như TSMC thực hiện. Riêng các chi Logic hiện giờ ngoài Intel độc quyền x86 với AMD còn sở hữu nhà máy sản xuất thì hầu hết là các hãng thiết kế chip không có nhà máy và thuê TSMC sản xuất.

Ngày nay, các chip logics đã rất ít công ty còn sản xuất. Chip DRAM thì hầu như chỉ còn 3 công ty còn tồn tại và tiếp tục sản xuất là Micron với các nhà máy trải dài từ Mỹ, Singapore, Nhật Bản, ĐL nhờ các khoản trợ cấp của các nước này và 2 đối thủ tới từ HQ là Samsung và SK Hynix. Trong khi với chip NAND thì ít cạnh tranh về công nghệ hơn thì vẫn tập trung nhiều ở các nước phát triển như Mỹ với Western Digital và Micron, và 1 số ở các nước đông Á như Hynix của HQ và Kioxia của Nhật.

36. Cuộc cách mạng không nhà máy

Các công ty chip đã bùng nổ mô hình thiết kế chứ không sở hữu nhà máy sản xuất, đặc biệt với các công ty khởi nghiệp mới trong ngành với các ý tưởng đột phá. Công ty đầu tiên dạng này là Chips & Technology tại Mỹ thành lập vào năm 1984 sau đó được IBM mua lại. Công ty thành công nhất sau đó dạng này là Nvidia được thành lập vào năm 1993 bởi Priem, Jensen Huang, và Malachowsky trong đó Jensen Huang là CEO. Công ty này ban đầu tập trung thiết kế các con chip xử lý đồ họa cho các máy vi tính, các công ty trò chơi điện tử. Con chi xử lý đồ họa (GPU) của họ đã thật sự thành công và chiếm lĩnh được thị trường này. Sau đó Huang còn chi hàng chục tỷ USD để phát triển các phần mềm xử lý đồ họa tạo ra 1 hệ sinh thái nhưng chạy trên các con chip của Nvidia để thúc đẩy lĩnh vực này phát triển vượt bậc sau đó. Việc sản xuất của Nvidia hoàn toàn do TSMS sản xuất mà Nvidia không sở hữu bất kỳ nhà máy nào cả.

Tiếp nối Nvidia, Jacobs đã xây dựng công ty Qualcomm với việc thiết kế và bán các con chip phục vụ cho lĩnh vực di động và phát minh của công ty đã thực sự cách mạng ngành di động khi chuyển đổi hệ thống di động từ analog sang mạng di động điện tử và tiền đề xây dựng mạng 2G sau này. Qualcomm cũng không hề sở hữu nhà máy nào mà họ thuê ngoài hoàn toàn bởi các công ty chuyên sản xuất như TSMC, Samsung và 1 số công ty khác luôn sẵn sang sản xuất cho họ.

37. Liên minh lớn của Trương Trung Mưu

Tới giữa những năm 2000, TSMC đã là nhà đúc chip độc lập lớn nhất thế giới với 50% thị trường sản xuất chip toàn cầu. Công ty có thể cạnh tranh với TSMC chỉ có Samsung nhưng quy mô bé hơn nhiều và SS cũng gặp rắc rối vì họ đã vừa tự gia công chip vừa tự sản xuất chip cho bản thân để sản xuất các thiết bị điện tử, điện thoại của mình dấy nên lo ngại của khách hàng là SS đang có thể tận dụng các thiết kế họ chia sẻ với SS để là lợi cho việc thiết kế chip của bản thân SS. Điều này càng làm cho TSMC trở nên có lợi thế hơn nữa trong ngày khi được ưu ái sử dụng hơn là SS.

Tại Mỹ, sau khi CEO Sanders của AMD nghỉ hưu thì công ty này đã tách riêng mảng sản xuất chip với các nhà máy ra thành 1 công ty độc lập và AMD mới sẽ chỉ là công ty thiết kế chip mà không sở hữu nhà máy nữa. Các CEO công ty chip thế hệ mới không còn là các kỹ sư như xưa mà thường là các MBA về kinh doanh, tài chính phụ trách và họ sẽ đặt trọng tâm vào hiệu quả kinh doanh, giá cổ phiếu trên thị trường chứng khoán hơn là các niềm hãnh diện về năng lực sản xuất hay tự hào dân tộc như trước kia.

Khi Apple cho ra đời các thiết bị di động vào năm 2006, Trương Trung Mưu nhận ra rằng TSMC phải đầu tư lớn và chiếm lĩnh bằng được lĩnh vực này. Trước đó Trương đã nghỉ hưu và bàn giao vai trò CEO cho người kế nhiệm, nhưng người kế nhiệm đã cắt giảm chi phí và sa thải người trong cuộc khủng hoảng tài chính thế giớ 2007-2009 nhằm cắt giảm chi phí. Trương đã sa thải và quay lại nắm quyền và tuyển dụng lại nhân sự bị sa thải, đầu tư rất lớn cho hoạt động R&D để TSMC vươn lên chiếm lĩnh thị trường sản xuất chip cho các thiết bị di động mà trước đó Apple đã chọn Samsung là đối thủ của họ là nhà sản xuất cho Apple.

38. Silicon của Apple

Apple là công ty thiết kế chip hàng đầu thế giới sau khi họ cho ra đời các thiết bị di động như iPhone, iPad. Sau giai đoạn đầu thiết kế và thuê Samsung sản xuất các con chip. Họ đã mua lại công ty thiết kế chip và tập trung rất lớn cho việc thiết kế các con chip trong các thiết bị của họ. Sự kết hợp chi tiết giữa phần cứng và phần mềm đã giúp Apple là công ty duy nhất có thể thiết kế và kiểm soát hoàn toàn các thiết bị phần cứng của mình trong khi các công ty sản xuất điện thoại khác thường mua chip xử lý di động của Qualcomm.

Trong vòng 4 năm sau khi ra mắt điện thoại iPhone, Apple đã chiếm được 60% lợi nhuận của  lĩnh vực iPhone trên quy mô toàn cầu bỏ xa các đối thủ khác. Các sản phẩm của Apple được thiết kế tại Cali, lắp ráp tại các nhà máy Foxcomn tại TQ nhưng hầu hết các thiết bị chip chính được sản xuất tại ĐL bởi TSMC.

39. EUV

Intel từ khi bắt đầu khởi động nghiên cứu sử dụng tia EUV vào máy quang khắc đã mất tới gần 30 năm để máy quang khắc EUV đi vào thực tế. Họ đã tiêu tốn tới 4 tỷ USD tiền đầu tư vào ASML cho riêng việc nghiên cứu chế tạo EUV, nhiều công ty khác như Samsung, TSMC cũng đầu tư vào ASML để có thể hiện thực hóa máy quang khắc EUV. Họ quản lý 1 chuỗi cung ứng thiết bị phức tạp bậc nhất với hơn 1k nhà cung cấp. Bản thân ASML chỉ sản xuất được 15% linh kiện của máy quang khắc EUV mới và tới giữa những năm 2010s máy mới thực sự được đưa vào vận hành thực tế với chi phí mỗi máy khoảng 100tr USD.

40. Không có kế hoạch B

Cuộc đua thu nhỏ bóng bán dẫn vẫn tiếp tục diễn ra trong thị trường sản xuất chip toàn cầu trong các con chip tiên tiến nhất. Cho tới những năm 2015, cuộc chiến bắt đầu bùng nổ với các xưởng đúc chip hàng đầu nơi sẽ thử nghiệm sản xuất các con chip nhỏ tới 7nm. TSMC đã bỏ hàng tỷ USD để R&D và thử nghiệm công nghệ EUV ứng dụng vào sản xuất. Theo sau là Samsung, Intel. Cho tới lúc đó. TSMC chiếm 50% sản lượng chip toàn cầu, UMC của ĐL và GlobalFoundries của Mỹ (tách ra từ các nhà máy sản xuất chip của AMD trước đây) chiếm 10% thị phần và Samsung chiếm 5% thị phần. Còn lại là các công ty sản xuất chip khác. Các công ty dẫn đầu như TSMC, SS, Intel đặt niềm tin duy nhất vào EUV trong cuộc cạch tranh thu nhỏ chip này và không có kế hoạch nghiên cứu tia khác để ứng dụng vào thực tế. GlobalFoundires đã từ bỏ kế hoạch sản xuất chip 7nm và quay lại với sản xuất chip 28nm và cắt giảm chi phí R&D của mình đã bỏ ra hàng tỷ usd trước đó.

41. Intel đã bỏ quên đổi mới sáng tạo như thế nào

Intel từ người đi đầu đổi mới sáng tạo, phát minh ra chi DRAM, phát minh ra CPU và thống trị tiêu chuẩn x86 trong ngành PC và máy chủ đã ở đỉnh cao nhiều năm và dần bị suy tàn và ngày càng suy tàn mạnh hơn sau những năm 2010 trở đi. Mặc dù vẫn thu được hàng tỷ USD từ CPU, cung cấp cho các công ty cung cấp đám mây nhưng Intel lại bỏ lỡ cơ hội trong lĩnh vực AI. Họ vẫn bám vào việc vừa thiết kế và tự sản xuất chip trong khi tất cả các hãng khác đã từ bỏ. Họ bỏ ra nhiều tiền và cung cấp vốn từ đầu cho nghiên cứu EUV nhưng lại không ứng dụng được vào thực tế sản xuất trong khi 2 công ty đi sau là TSMC và SamSung mới là 2 công ty đang sở hữu hầu hết các máy quang khắc EUV hiện tại. Intel đã thật sự xuống đốc và vẫn loay hoay với các con chip 10nm của mình trong khi TSMC và SS đã tiến tơi sản xuất các con chip 7nm.

Trong lĩnh vực chip cho AI, Nvidia phát hiện ra chip GPU của họ có thể xử lý song song các hình ảnh để huấn luyện các hệ thống AI tốt hơn nhiều so với cách xử lý tuần tử của chip CPU của Intel. Vì vậy họ đã dồn lực cho canh bạc chuyên thiết kế và bán các chip phục vụ cho các lĩnh vực AI trong suốt những năm 2010s sau đó.

• Phần VII – Thách thức của Trung Quốc

42. Sản xuất tại Trung Quốc (TQ)

TQ gã khồng lồ về internet, AI thế giới nhưng lại rất lo lắng vì các công nghệ phần cứng cốt lõi là các con chip mà họ sử dụng vẫn là những sản phẩm nhập khẩu. Các hệ thống clound, AI đều phụ thuộc vào các con chip mà Intel, Nvidia thiết kế. Các máy tính PC tại TQ vẫn đều sử dụng phần mềm hệ điều hành của Microsoft và nỗi lo về an ninh luôn ám ảnh các lãnh đạo TQ và thôi thúc họ phải hành động để nội địa hóa toàn bộ ngành công nghiệp thiết kế, chế tạo, và sản xuất chip của mình.

43. Kêu gọi tấn công

Năm 2017, TQ thực hiện kế hoạch tầm nhìn 2025 với việc sẽ đột phá sâu phá vỡ cấu trúc chuỗi cung ứng toàn cầu trong ngành sản xuất chip để TQ có thể tự chủ hoàn toàn việc sản xuất chip tại nội địa đã tạo ra 1 nối lo ngại sâu sắc trong ngành mặc dù điều này cũng khó có thể thành hiện thực. Các công ty bân đầu được trợ cấp thành lập cũng chỉ có quy mô nhỏ và không thể cạnh tranh được với TSMC hay Samsung. Họ cũng không có các công ty sản xuất các máy quang khắc như ASML, Nikon, Canon, hay các công ty cung cấp chuỗi cung ứng khác trong chuỗi cung ứng toàn cầu về sản xuất chip.

Nhưng TQ đã sẵn sang chi tiền và họ đã thành lập quỹ đầu tư Công nghệ mạch tích hợp “Big Fund” với các tập đoàn, tổng công ty nhà nước đóng góp hàng chục tỷ USD để xoay trở phá vỡ sự bế tắc trong ngành thiết kế và sản xuất chip này. TQ có lẽ là nước có khả dĩ thành công nhất để phá vỡ chuỗi cung ứng toàn cầu hiện nay trong ngành bán dẫn khi mà Mỹ vẫn nắm phần lớn các công ty thiết kế chip, công ty phần mềm thiết kế chip; Hà Lan – Nhật Bản với các công ty thiết kế máy quang khắc, ĐL-HQ với các xưởng đúc chip quy mô lớn nhất toàn cầu.

44. Chuyển giao công nghệ

Các công ty công nghệ gặp khó khăn như Intel, AMD đã thực hiện các phi vụ chuyển giao công nghệ hạng 2 cho TQ để thu lại 1 số khoản tiền lớn bù đắp cho các khó khăn trong hoạt động kinh doanh của họ tại Mỹ. Thị trường TQ quá rộng lớn và họ không thể phớt lờ được nó. ARM, 1 công ty có thiết kế các kiến trúc ảnh hưởng lớn tới các con chip cho các thiết kế di động cũng sẵn sàng chuyển giao các công nghệ không thật sự cốt lõi nhất của mình cho TQ.

45. Các thương vụ sáp nhập chắc chắn xảy ra

Triệu Vệ Quốc lúc đó là doanh nhân thành đạt tại TQ đã kinh doanh bất động sản, mỏ thành công và nắm trong tay 2 tỷ usd. Ông này quay lại mua 49% của tập đoàn Thanh Hoa, là công ty đầu tư của trường ĐH Thanh Hoa và nắm quyền kiểm soát ở đây. Từ năm 2014, Thanh Hoa bắt đầu thu gom hàng loạt các nhà máy sản xuất chip, thiết kế chip tại TQ và đề nghị mua 25% vốn các công ty thiết kế chip và sản xuất chip lớn hàng đầu ĐL như TSMC, UMC, MediaTek nhưng không thành. Ông sang Mỹ đề xuất mua Micro cũng bị từ chối. Có vẻ ông là 1 trong các mắt xích của TQ đi thế giới nhằm thực hiện các chiến lược M&A để sở hữu các công nghệ hàng đầu thế giới nhằm cản thiện công nghệ chip tại TQ.

46. Sự trỗi dậy của Hoa Vĩ (Huawei)

Hoa Vĩ được Nhậm Chính Phi thành lập năm 1987 tại Thâm Quyến khi vùng đất này mới được chuyển đổi thành đặc khu kinh tế sau khi ông giải ngũ khỏi lực lượng quân đội TQ. Việc giải ngũ của ông vẫn là chủ đề bàn cãi vì đại đa số vẫn cho rằng ông là người của Đảng CS TQ mà không phải đã giải ngũ thật sự.

Hoa Vĩ sau giai đoạn đầu nhập khẩu thiết bị viễn thông từ Hong Kong về bán thì đã sao chép và tự sản xuất bộ chuyển mạch cho viễn thông, rồi từ đó công ty làm tiền đề nghiên cứu chế tạo các tháp viễn thông mà được sử dụng hầu hết mọi nơi trên thế giới ở thời điểm hiện tại dù cả ở Mỹ. Công ty đã sao chép các chiến lược giống như Samsung từng làm trước đó để chiếm lĩnh thị trường nội địa rồi tiến ra toàn cầu hóa mạnh mẽ. Công ty cũng thuê IBM làm đơn vị tư vấn để xây dựng quy trình hoạt động đẳng cấp như 1 công ty toàn cầu hiệu quả nhất.

Trong ngành viễn thông, Hoa Vĩ là nhà cung cấp thiết bị mạng di động lớn nhất thế giới với 2 đối thủ cạnh tranh khác là Nokia và Ericsson, trong khi các đối thủ khác hầu như đã phá sản như Nortel, Alcatel,.. Hoa Vĩ cũng bắt đầy vào sản xuất các thiết bị di động và nhanh chóng trở thành công ty bán ra thiết bị di động (điện thoại) lớn thứ 2 thế giới sau Samsung dù lợi nhuận từ đó thua xa Apple. Nhưng điểm yếu của Hoa Vĩ là họ bị phụ thuộc vào phần mềm Android của Mỹ và nhiều con chip trên điện thoại vẫn phải mua từ nhiều nhà cung cấp khác. Họ đã chế tạo được nhiều con chip cho thiết bị viễn thông và con chip chính cho điện thoại di động và đang tự chủ được ngày càng nhiều hơn các con chip mình cần thiết, và điều này đang thực sự đe dọa các công ty chip khác đặc biệt trong công nghệ 5G khi Hoa Vĩ đã đi trước hầu hết các đối thủ cạnh tranh khác trên thế giới.

47. Tương lai 5G

Khi các nước bắt đầu chú ý tới 5G thì Hoa Vĩ đang hoàn thiện nó và bắt đầu quy mô lớn thương mại hóa các thiết bị mạng 5G. Họ với công ty thiết kế chip HiSilicon của mình đã làm chủ con chip chủ chốt trong các thiết bị 5G, và cũng thuê TSMC đúc chip như các công ty chip hàng đầu khác. Trong các sản phẩm công nghệ cao của Hoa Vĩ chỉ còn khoảng 30% là các linh kiện mua từ các công ty Mỹ và họ đang tiến tới tự thiết kế được hầu như mọi thiết bị mà mình cần. Điều này đặc lo ngại cho các công ty Mỹ về việc tới 2030 có thể ngành công nghiệp chip của TQ sẽ sánh ngang thung lũng Silicon của Mỹ.

48. Chiến lược bù đắp tiếp theo

Từ hàng loạt phương tiện bay không người lái đến các trận chiến vô hình trong khôn gian mạng và phổ điện từ, tương lai của chiến tranh sẽ được xác định bằng sức mạnh tính toán. Mỹ đang mất dần sức mạnh tuyệt đối về mặt quân sự của mình so với các giai đoạn trước đây. TQ đã từ bỏ chiến tranh nhân dân công nghệ thấp trước kia và học theo Mỹ tập trung vào các sản phẩm công nghiệp quốc phòng với công nghệ chính xác cao dựa trên 1 hạ tầng điện toán tính toán mạnh mẽ.

Năng lực về AI của TQ trong giai đoạn gầy đây đã bùng nổ và gần như theo kịp Mỹ ở rất nhiều lĩnh vực. Năng lực AI này dựa trên 3 trụ cột là: dữ liệu, thuật toán, và sức mạnh tính toán để khai thác trí tuệ nhân tạo. Ngoại trừ sức mạnh điện toán ra, 2 lĩnh vực còn lại TQ đã theo kịp Mỹ và tỏ ra không hề thua kém Mỹ. TQ đang cố gắng xây dựng hệ thống thiết kế, sản xuất chip tự chủ của mình thì Mỹ đang to ra yếu thế khi bộ quốc phòng Mỹ đã từ bỏ hầu như hoàn toàn việc thiết kế và sản xuất chip mà thuê ngoài toàn bộ các công việc này.

• Phần VIII – Nút thắt chip

49. Mọi thứ mà chúng ta đang cạnh tranh

Mỹ luôn tin tưởng vào chiến lược toàn cầu hóa và chạy nhanh hơn của họ trong ngành chip và tin rằng điều đó đảm bảo cho họ luôn là người tiên phong dẫn đầu trong ngành này. Nhưng khoảng trợ cấp khổng lồ trị giá 150 tỷ USD của TQ cho ngành sản xuất chip gây nên sự lo ngại sâu sắc với các công ty Mỹ về việc duy trì vị thế của họ trong ngành chip toàn cầu và lo ngại sẽ phải nhường chỗ cho TQ trong tương lai gần sắp tới.

50. Kim Hoa Phúc Kiến

Kim Hoa là công ty được lập ra ở Phúc Kiến với 1 khoảng trợ cấp 5 tỷ USD của tỉnh này nhằm đưa họ tham gia vào ngành sản xuất chip DRAM cực kỳ khốc liệt nơi mà hầu như chỉ còn 3 nhà sản xuất chính trên thế giới là Micron, Samsung và SK Hynix. Kim Hoa đã ký mua quyền công nghệ từ UMC của ĐL dù đơn vị này không hề sản xuất DRAM. UMC đã mua các tài liệu của Micro từ các nhân sự cũ của UMC tại ĐL để chuyển giao cho Kim Hoa và cuộc chiến pháp lý nổ ra mạnh mẽ nơi mà Micron kiện Kim Hoa, UMC tịa Mỹ và ĐL, nhưng Kim Hoa Lại kiện ngược Micron ở Phúc Kiến và Phúc Kiến cấm Micron bán các sản phẩm tại TQ. Điều này mô hình chung tạo ra rào cản cho Kim Hoa sản xuất đựa trên các thiết kế và quy trình của Micron và bán ra rộng rãi tại TQ.

51. Tấn công Hoa Vĩ

Năm 2019, Hoa Vĩ bắt đầu bị tấn công mạnh mẽ ở các nước phương tây với mở đầu cấm các thiết bị Hoa Vĩ tại Úc, rồi tới Đức, Mỹ và nhiều nước phương tây khác về cáo buộc rủi ro an ninh quốc giá vì các thiết bị của Hoa Vĩ có nhiều tiềm ẩn rủi ro gián điệp. Các cuộc tấn công này chủ yếu do vị thế của Hoa Vĩ đã trở thành người khổng lồ dẫn đầu trong ngành viễn thông thế giới gây ra áp lực cho Mỹ và các đồng minh của Mỹ. Các biệt pháp ngăn cấm xuất khẩu chip, các thiết bị, vật liệu sản xuất chip bị ngăn cản không cho Hoa Vĩ tiếp cận đã tạo áp lực rất lớn nên Hoa Vĩ trong giai đoạn này.

52. Khoảnh khắc Spuitnik của Trung Quốc?

TQ với nỗi lo sợ tụt hậu trong ngành chip đã tiến hành các đợt hỗ trợ ồ ạt rất lớn cho ngành công nghiệp chip để mong muốn đuổi kịp Mỹ và tự chủ được hoàn toàn toàn bộ các khâu trong việc sản xuất chip. Nhưng rõ ràng điều này là chưa thể thực hiện vì ngay tại Mỹ họ cũng chưa thể lam được điều đó vì phụ thuộc và các nhà cung cấp khắp nơi trên thế giới. TQ sẽ tiếp cận được các công nghệ lạc hậu hơn và sẽ chiếm được các mắt xích mà không cần công nghệ tiên tiến nhất nhưng để có thể sản xuất được 1 máy EUV như ASML như hiện tại có thể họ phải mất thêm 10 năm nữa, lúc đó ASML đã có thể có máy thế hệ thứ 2 và sản xuất cấc con chip nhỏ hơn, rẻ hơn hiện tại rất nhiều rồi. Nhưng việc trợ cấp lớn sẽ dần giúp TQ tiếp cận hoàn toàn vào ngành sản xuất chip này dù ban đầu họ sẽ có công nghệ lạc hậu hơn các công ty chip hàng đầu thế giới.

53. Khan hiếm và chuỗi cung ứng

Khan hiếm chip nổ ra vào cuộc khủng hoảng Covid nhưng nguồn gốc nó bắt nguồn từ các đợt dự trữ chip và các vẩn liệu sản xuất chip của các công ty TQ như Hoa Vĩ vì lo ngại các biện pháp trừng phạt của Mỹ nên các công ty TQ. Nhưng sự thật sau 1 giai đoạn ngắn đình trệ thì thị trường chip đã thực sự vẫn bùng nổ mạnh mẽ trong giai đoạn 2020-2021.

Tại Mỹ, các yêu cầu xây dựng lại ngành chip và nắm quyền chủ động ngày 1 lên cao. Các công ty đúc chip lớn như TSMC, Samsung dưới các áp lực cũng đã công bố các kế hoạch xây nhà máy mới tại Mỹ. Intel cũng có thế hoạch xây dựng lại các nhà máy đúc chip và mua các máy UMC thế hệ mới để cạnh tranh với các nhà máy sản xuất chip hàng đầu khác. TSMC được hoan nghênh ở hầu hết các nước như TQ, Nhật, châu Âu, Mỹ và mọi nơi đều mời chào họ với các ưu đãi hấp dẫn nhằm mở nhà máy tại nước họ.

54. Thế lưỡng nan của Đài Loan

TSMS hiện tại với nỗi lo thường trực về việc thống nhất ĐL về TQ bằng quân sự nhiều hơn rất nhiều các nỗi lo về hiệu suất kinh doanh hay giá cổ phiếu. 1 sự khủng hoảng dừng sản xuất ở ĐL có thể làm ngành công nghệ điện toán toàn cầu suy giảm 37% năng lực và để khôi phục có thể mất tới 5 năm.