Điều gì đã làm ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng trong ngành bán dẫn toàn cầu?

Câu hỏi trị giá hàng tỷ đô la

Tình trạng thiếu chip đã “siết chặt” các nhà sản xuất ô tô toàn cầu kể từ cuối năm ngoái. Lúc này câu hỏi đặt ra là đại dịch Covid-19 và những bất ổn chính trị đã làm ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng trong ngành bán dẫn toàn cầu như thế nào và liệu điều này có dẫn đến việc định hình lại cảnh quan của toàn ngành này hay không?

Đây là một câu hỏi trị giá hàng tỷ đô la liên quan đến các dòng đầu tư lớn và có khả năng gây ra những hậu quả kinh tế và địa chính trị. Khi công nghệ ngày càng phát triển, chất bán dẫn không chỉ thống trị ngành công nghiệp ô tô mà còn hầu hết mọi khía cạnh của ngành sản xuất hàng tiêu dùng, vì các thiết bị nhỏ bé là đầu não cho các sản phẩm từ máy tính, điện thoại di động đến bàn chải đánh răng chạy bằng điện.

Các nhà lãnh đạo toàn cầu đã để tâm đến tình trạng thiếu hụt, do lo ngại về rủi ro của nguồn cung cấp nước ngoài. Mỹ và châu Âu đã đầu tư để trao quyền cho các ngành công nghiệp bán dẫn trong nước với hy vọng giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp châu Á. Trong khi đó, Trung Quốc đã bắt tay vào kế hoạch của riêng mình để mở rộng năng lực sản xuất chip nhằm đối phó với các thách thức công nghệ từ Mỹ.

Kể từ quý cuối cùng của năm 2020, sự thiếu hụt đã làm lung lay các nhà sản xuất ô tô lớn như Tập đoàn Volkswagen của Đức, Ford Motor của Mỹ và Nissan Motor của Nhật Bản, buộc những hãng này phải cắt giảm sản lượng.

Tại Trung Quốc, các nhà sản xuất ô tô như SAIC Volkswagen Automotive và Chang'an Automobile Group đã thành lập các đội đặc biệt do các nhà quản lý hàng đầu đứng đầu để tìm kiếm nguồn cung cấp chất bán dẫn.

Một nhà phân tích ngành công nghiệp ô tô cho biết: “Dù đắt đến đâu, họ sẽ mua những gì họ có thể nhận được”.

Một số chuyên gia ước tính rằng các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc phải đối mặt với sự thiếu hụt từ 10% đến 20% nguồn cung cấp bộ vi xử lý điều khiển động cơ, hộp số, kiểm soát khí thải, lái xe tự động và các công nghệ khác.

Trước đó, Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc đã dự đoán rằng các nhà sản xuất ô tô sẽ bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu hụt tồi tệ hơn trong quý II nhưng nhận thấy nguồn cung được cải thiện trong quý IV. Tuy nhiên gần đây, họ đã thay đổi dự đoán này với một quan điểm bi quan hơn rằng, sự thiếu hụt có khả năng kéo dài sang quý đầu tiên của năm 2022.

Không giống như tình trạng thiếu hụt nguồn cung trước đây, tình trạng thiếu hụt nguồn cung hiện tại sẽ kéo dài hơn nhiều và có tác động mạnh mẽ hơn, Meng Pu, Chủ tịch hãng sản xuất chip Qualcomm Trung Quốc cho biết. "Lý do đằng sau đó là sự tăng trưởng của các công ty vượt quá khả năng cung cấp và đánh giá sai nhu cầu của ngành."

Đại dịch đã gây ra tình trạng thiếu chip toàn cầu. Thất vọng vì doanh số sụt giảm trong bối cảnh gián đoạn trong quý đầu tiên của năm 2020, các nhà sản xuất đã cắt giảm đáng kể dự kiến ​​kinh doanh và đơn đặt hàng bán dẫn. Sự phục hồi mạnh mẽ hơn dự kiến ​​trong nửa cuối năm ngoái khiến các nhà sản xuất và nhà cung cấp vi mạch tích hợp không có sự chuẩn bị, vì sản xuất không bắt kịp với nhu cầu tăng cao.

Thêm vào đó là xung đột thương mại Mỹ-Trung leo thang đe dọa việc Trung Quốc tiếp cận các chip tiên tiến. Các lệnh trừng phạt của Mỹ đối với Huawei Technologies, một trong những nhà sản xuất điện thoại thông minh lớn nhất thế giới, đã dẫn đến sự thay đổi lớn trong ngành di động toàn cầu và làm đảo lộn sự cân bằng giữa cung và cầu chip, các chuyên gia cho biết.

Những tiến bộ công nghệ và việc triển khai các dịch vụ không dây 5G có nghĩa là nhu cầu về chất bán dẫn sẽ tiếp tục tăng, khiến các nhà sản xuất phải vật lộn để theo kịp. Feng Jinfeng thuộc Hiệp hội Công nghiệp Vi mạch Tích hợp Thượng Hải cho biết, yêu cầu về chip cho các thiết bị 5G sẽ tăng từ 40% đến 80% so với nhu cầu trong kỷ nguyên 4G.

Sẽ cần thời gian để ngành tái cân bằng, nhưng câu hỏi đặt ra là cần bao nhiêu thời gian, các chuyên gia hiện vẫn đang băn khoăn. Một trong những bất ổn lớn nhất là địa chính trị. Ngoài sự không phù hợp của cung và cầu, sự thiếu hụt phản ánh ảnh hưởng của những bất ổn chính trị đối với niềm tin kinh doanh và việc ra quyết định chiến lược, họ nói.

Nguồn cung thiếu hụt trầm trọng

Ngành công nghiệp ô tô bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi tình trạng thiếu chip. Chang'an, một trong những nhà sản xuất ô tô lớn nhất của Trung Quốc, đã ghi nhận mức thiếu hụt mạch tích hợp gần 30% trong quý đầu tiên, có nghĩa là khoảng một phần ba đơn đặt hàng của công ty không thể được giao, một nhà phân tích trong ngành cho biết. Nhà phân tích cho biết lượng giao hàng trong quý đầu tiên đã giảm gần 80.000 chiếc trong bối cảnh thiếu hụt chất bãn dẫn.

Trên toàn cầu, các nhà sản xuất ô tô đã cắt giảm sản lượng gần 1 triệu xe trong quý đầu tiên vì thiếu chip, theo IHS Markit.

Các chuyên gia cho biết những rắc rối này phản ánh những tính toán sai lầm trong toàn ngành. Sau sự sụt giảm doanh số trên diện rộng vào đầu năm 2020, các nhà sản xuất ô tô đã hạ dự báo bán hàng và cắt giảm đơn đặt hàng đối với chất bán dẫn.  Khi doanh số bán hàng tăng trở lại trong nửa cuối năm, các nhà sản xuất ô tô nhỏ lẻ đã gặp khó khăn trong việc mua lại chip vì các nhà sản xuất chất bán dẫn ưu tiên giao hàng cho các nhà sản xuất điện tử tiêu dùng mang lại tỷ suất lợi nhuận lớn hơn.

Theo IHS Markit, chu kỳ giao hàng cho các bộ vi điều khiển cho xe đã được kéo dài từ 12 tuần trước đó lên 26 tuần. Một số thiết bị mất tới 38 tuần.

Các nhà sản xuất máy tính cá nhân, máy tính bảng và máy chơi game cũng cảm thấy áp lực. Apple cho biết vào tháng 4 rằng họ dự kiến ​​doanh thu quý II sẽ thấp hơn từ 3 đến 4 tỷ USD nếu có vấn đề về nguồn cung.

Các biện pháp trừng phạt thắt chặt của Mỹ đối với Huawei trong năm qua đã khiến gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc không còn nguồn cung chip chính. Huawei đã tăng tốc mua thiết bị để tích trữ hàng tồn kho trước khi lệnh trừng phạt có hiệu lực vào ngày 15 tháng 9. Động thái này đã khuyến khích các nhà sản xuất điện thoại Trung Quốc khác bao gồm Xiaomi và OPPO tăng cường mua chất bán dẫn với hy vọng giành được thị phần từ mảng kinh doanh di động bị tê liệt của Huawei. Làn sóng mua này càng làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu hụt chất bán dẫn.  

Theo Cinda Securities, các nhà sản xuất điện thoại lớn đã lên kế hoạch tăng công suất sản xuất trong năm nay lên 10,8% so với năm ngoái

Hu Jianguo, Phó Chủ tịch Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Quảng Đông, cho biết: “Mọi người đều muốn mua nhiều hơn để tăng lượng hàng tồn kho, khiến nguồn cung chip trên toàn cầu bị thắt chặt hơn”.

Goldman Sachs ước tính rằng khoảng 169 ngành công nghiệp ở Mỹ đã bị ảnh hưởng bởi sự thiếu hụt và sẽ phải chịu mức tăng chi phí từ 1% đến 3% cho việc mua bán dẫn.

CC Wei, giám đốc điều hành của Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, cho biết vào tháng 4 rằng nguồn cung bán dẫn toàn cầu vẫn khan hiếm trong bối cảnh nhu cầu toàn câu tăng cao. Wei dự đoán tình trạng thiếu hụt sẽ kéo dài đến năm 2022.

Theo Gartner, nhu cầu tăng cao đã đẩy doanh thu ngành bán dẫn toàn cầu lên 10,4% lên 466,2 tỷ USD vào năm 2020.

Nguồn cung thiếu hụt khiến năng lực sản xuất trở thành ưu tiên hàng đầu của các công ty chip và có thể hạn chế sự thúc đẩy đổi mới của ngành, đồng thời làm tổn hại đến các công ty khởi nghiệp có năng lực thiết kế vượt trội, một nguồn tin trong ngành cho biết. Nhiều người trong ngành sản xuất chip cho biết, nếu tình trạng thiếu hụt chất bán dẫn tiếp tục trong cuối năm 2021 và đầu năm 2022 có thể dẫn đến sự thất bại của nhiều công ty nhỏ.

Định hình lại ngành

Trong ba thập kỷ qua, ngành công nghiệp bán dẫn đã trở thành một ngành quan trọng với một chuỗi cung ứng dài trải dài khắp các châu lục. Mỹ và châu Âu chủ yếu dựa vào các nhà thầu ở Đông Á để sản xuất chip trong khi họ vẫn giữ nhiệm vụ chính là thiết kế.

Theo Boston Consulting Group, thị phần của các nhà sản xuất chip Mỹ trong sản xuất toàn cầu giảm từ 37% năm 1990 xuống 12% năm 2020, trong khi ở châu Âu giảm từ 44% năm 1990 xuống 9% năm 2020. Trong khi đó, Đài Loan và Hàn Quốc đã tăng trưởn thành những gã khổng lồ sản xuất chip.

Trong quý đầu tiên, các doanh nghiệp Đài Loan nắm chiếm 4 trong số 10 nhà sản xuất bán dẫn hàng đầu thế giới, chiếm 66% thị phần, trong khi hai nhà sản xuất bán dẫn lớn nhất của Hàn Quốc chiếm 19%. Hai nhà sản xuất chip lớn nhất tại lục địa Trung Quốc - Semiconductor Manufacturing International Corp và Hua Hong Semiconductor - chiếm tổng cộng 6%.

TSMC của Đài Loan và Samsung Electronics của Hàn Quốc hiện có những công nghệ tiên tiến nhất để sản xuất chip 7 nanomet, trong khi Intel vẫn đang phát triển quy trình 7 nanomet của mình. Các nhà sản xuất chip Trung Quốc chỉ có công nghệ 14 nanomet. Các phép đo biểu thị kích thước của bóng bán dẫn trên chip, và nhỏ hơn có nghĩa là nhanh hơn và tiên tiến hơn.

Jimmy Goodrich, Phó chủ tịch phụ trách chính sách toàn cầu của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn, cho biết: Sự thiếu hụt chip đã thúc đẩy các nhà hoạch định chính sách của Mỹ lo ngại về sự công suất bán dẫn toàn cầu và nguồn cung cấp vật liệu quan trọng.

Theo Kế hoạch Việc làm tại Mỹ của chính quyền Biden, khoản trợ cấp 50 tỷ USD sẽ hỗ trợ việc nghiên cứu và sản xuất chất bán dẫn trong nước. Đáp lại, vào đầu tháng 5, Intel cho biết sẽ đầu tư 3,5 tỷ USD để cải tạo các cơ sở sản xuất ở New Mexico và đầu tư 20 tỷ USD để xây dựng xây dựng hai nhà máy mới ở Arizona.

Các nhà hoạch định chính sách châu Âu đề ra các sáng kiến ​​tương tự nhằm tăng gấp đôi thị phần toàn cầu của các mạch tích hợp do châu Âu sản xuất trong thập kỷ tới.

Các nhà chức trách Trung Quốc đang sử dụng các chính sách ưu đãi để thu hút các công ty bán dẫn hàng đầu như TSMC và Samsung xây dựng nhà máy ở Trung Quốc, đồng thời cung cấp hỗ trợ để trao quyền cho các nhà sản xuất chip trong nước nhằm mở rộng sản xuất và cải tiến công nghệ chip.

Theo Wei Shaojun, một giáo sư tại Đại học Thanh Hoa, số lượng công ty thiết kế chip ở Trung Quốc đạt 2.218 công ty vào năm 2020, tăng hơn hai lần so với năm 2015.

Năng lực sản xuất chip nội địa của Trung Quốc vẫn thua xa nhu cầu. Theo IC Insight, thị trường vi mạch tích hợp của Trung Quốc có giá trị 143,4 tỷ USD vào năm 2020, nhưng chỉ có 8,3 tỷ USD sản xuất trong nước.

Trong khi đó, việc Trung Quốc phụ thuộc vào nguồn cung cấp thiết bị tiên tiến và thiết bị sản xuất chip từ nước ngoài khiến nước này dễ gặp rủi ro địa chính trị. Lệnh cấm thương mại của Mỹ đối với Huawei đã làm tê liệt hoạt động kinh doanh điện thoại thông minh của công ty.

Ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc đã tăng cường nỗ lực để giảm sự phụ thuộc vào các công nghệ của Mỹ. Trang tin Caixin cho biết rằng Huawei đang tìm cách mở rộng kinh doanh chip của mình và xây dựng năng lực sản xuất của riêng mình.

“Bất kể lệnh trừng phạt có được dỡ bỏ hay không, chúng tôi sẽ không dựa có ý định dựa vào Mỹ để hoạt động trong tương lại”, đơn vị sản xuất chip của Huawei cho biết.

Các nguồn tin riêng trong ngành cho biết một nhóm các công ty Trung Quốc đang tiến hành xây dựng dây chuyền sản xuất chip 28 nanomet không có công nghệ của Mỹ kể từ tháng 5 năm 2020. Cơ sở này sẽ bắt đầu hoạt động trong năm nay.

Ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu được thiết lập để mở rộng công suất.  Theo hiệp hội ngành công nghiệp SEMI, ít nhất 38 nhà máy chế tạo đĩa bán dẫn 12 inch sẽ được xây dựng trên toàn thế giới từ năm 2020 đến năm 2024 - hơn một nửa trong số đó ở Trung Quốc và Đài Loan. Đến năm 2024, năng lực sản xuất đĩa bán dẫn 12 inch trên toàn cầu sẽ đạt 7,2 triệu chiếc mỗi tháng, cao hơn 30% so với năm 2019.

Theo các chuyên gia, ngành công nghiệp có thể thay đổi mạnh với việc mở rộng công suất. Trung Quốc đại lục dự kiến ​​sẽ trở thành nhà sản xuất chip lớn nhất sau Đài Loan và Hàn Quốc, với công suất sản xuất đĩa bán dẫn 12 inch chiếm 20% tổng sản lượng toàn cầu vào năm 2024. Khi đó, thị phần của Nhật Bản sẽ là 12% và Mỹ là 10. %, các chuyên gia dự đoán.

Nhưng Trung Quốc vẫn phải đối mặt với những thách thức trong việc phát triển các thiết bị điện tử tiên tiến, đặc biệt là trong bối cảnh Mỹ hạn chế công nghệ cao. Morris Chang, người sáng lập và cựu chủ tịch TSMC, cho biết sẽ mất ít nhất 5 năm để Trung Quốc có thể cạnh tranh với Đài Loan và Hàn Quốc trong lĩnh vực sản xuất chip tiên tiến.

Một chuyên gia bán dẫn của Mỹ cho biết sẽ mất ít nhất hai năm để Trung Quốc đạt được khả năng tự chủ hoàn toàn trong sản xuất chất bán dẫn 40 nanomet và 5 năm đối với công nghệ 28 nanomet, vì năng lực của nước này vẫn còn kém xa.

Sự hỗ trợ của chính phủ được tăng cường để mở rộng năng lực sản xuất chip của Trung Quốc. Năm ngoái, Tập đoàn Tư vấn Boston dự báo rằng thị phần toàn cầu của chất bán dẫn do Trung Quốc sản xuất sẽ tăng lên 24% vào năm 2030, gần gấp đôi so với năm 2020.

Bất chấp sự thúc đẩy của các nước, các chuyên gia cảnh báo rằng việc theo đuổi nguồn cung cấp chip hoàn toàn độc lập là không thực tế. Goodrich thuộc Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn cho biết, ngành công nghiệp này phức tạp và toàn cầu hóa đến mức nó có thể duy trì sự đổi mới thông qua sự hợp tác giữa các nước trong chuỗi cung ứng

Goodrich nói: “Việc vận động một chuỗi cung ứng địa phương hoàn toàn tự cung tự cấp trong ngành bán dẫn là một điều vô cùng khó khăn”.

Bảo Bảo