Tình trạng thiếu hụt chip trên toàn cầu đã đạt đến điểm "khủng hoảng"

''Chất xúc tác'' mang tên Covid -19

Nhu cầu về chip bất ngờ tăng cao ở một số ngành như smartphone và máy tính trong giai đoạn Covid-19 do nhiều người phải làm việc và học tập từ xa, báo hiệu tình trạng thiếu hụt chip chưa từng có tiền lệ trên toàn cầu

Trong tháng 2, theo thống kê của Susquehanna, thời gian giao hàng - tính từ khi đặt mua đến khi chip thực sự được giao - lần đầu tăng lên trung bình 15 tuần. Còn theo công ty sản xuất bán dẫn Broadcom, thời gian giao hàng của hãng đã tăng từ 12,2 tuần vào tháng 2/2020 lên 22,2 tuần năm nay.

Khủng hoảng chip lan rộng trong nhiều lĩnh vực

Cuộc khủng hoảng đã quét qua nhiều tên tuổi lớn trong ngành ôtô, như General Motors và Volkswagens, buộc giới chính trị gia, từ Washington đến Bắc Kinh, phải tham gia kiểm soát khủng hoảng.

Cái tên TSMC và Samsung được nhắc đến nhiều hơn trong các chương trình nghị sự của chính phủ với nhà đầu tư. Hai hãng chip lớn nhất châu Á không đủ khả năng đáp ứng mọi nhu cầu, gây nên tình trạng thắt cổ chai đáng báo động trong vài quý, thậm chí có thể kéo dài sang năm sau.

Ngày càng nhiều công ty trong ngành cảnh báo tình trạng thiếu chip lâu hơn dự kiến sẽ ảnh hưởng như thế nào tới việc sản xuất trong mùa hè tới. Samsung đã lên tiếng về "sự mất cân bằng nghiêm trọng" trên toàn cầu.

Đầu tháng 3, Hock Tan, Giám đốc điều hành Broadcom, cho biết công ty đã bán hết hàng trong năm nay và khách hàng "sẵn sàng trả trước để nhận những sản phẩm đó trong thời gian còn lại của năm 2021".

Cuộc vật lộn cam go

Nhìn chung, nhu cầu về chất bán dẫn, từ vi điều khiển cơ bản, chip nhớ đến các bộ xử lý hiệu suất cao phức tạp, đã tăng lên trong thập kỷ qua nhờ sự bùng nổ điện thoại thông minh và sức mạnh điện toán. Dữ liệu của IDC cho thấy, tốc độ tăng trưởng về doanh số bán dẫn chững lại vào năm 2019, nhưng sau đó lại tăng 5,4% năm 2020.

Cùng lúc đó, phần lớn máy móc cơ khí, như ôtô, được xây dựng theo hướng thông minh hơn, kéo theo việc sử dụng nhiều chip hơn. Theo Deloitte, các thiết bị điện tử, từ màn hình đến hệ thống điều khiển, sẽ chiếm 45% chi phí sản xuất ôtô vào năm 2030. Chi phí của thành phần bán dẫn dùng trong các thiết bị điện tử này ước tính tăng từ 475 USD năm 2020 lên 600 USD trong 10 năm tới.

Ở đầu kia của chuỗi cung ứng, năng lực sản xuất chip đã bắt kịp sự tăng trưởng doanh số những năm qua, theo dữ liệu của SEMI. Tuy nhiên, quy trình sản xuất tiên tiến vẫn chỉ tập trung vào tay một vài "người chơi".

Vậy nguyên nhân nào dẫn đến khủng hoảng chip toàn cầu?

Bất ổn do Covid-19 dẫn đến thay đổi mạnh về đơn đặt hàng năm 2020, trong khi các nhà sản xuất chip nỗ lực nâng công suất để theo kịp nhu cầu giữa đại dịch. Một số hãng ôtô phải dừng sản xuất một thời gian ngắn trong năm 2021, trong khi các máy chơi game như Play Station và XBox ngày càng khó tìm thấy trong các cửa hàng.

Giới sản xuất ôtô bị ảnh hưởng đầu tiên trong chuỗi khủng hoảng. Một phần là vì họ tính toán sai, lập kế hoạch tồn kho kém. Trước Covid-19, ngành công nghiệp này đánh giá thấp nhu cầu mua sắm phương tiện, nên không chuẩn bị đủ lượng chip cần thiết khi đại dịch xảy ra. Hiện các hãng ước tính bỏ lỡ doanh thu khoảng 61 tỷ USD chỉ trong năm nay.

Bên cạnh đó, nhà sản xuất TSMC cho biết, khách hàng trong nhiều lĩnh vực đã hoảng sợ và tích lũy hàng trong kho nhiều hơn mức bình thường để phòng trước những điều bất ngờ, dẫn đến sự thiếu hụt ngày càng trầm trọng.

Theo Nikkei Asia, tình trạng lại càng trở nên căng thẳng hơn khi một nhà máy Samsung ở Texas đóng cửa sau cơn bão mùa đông. Nhà máy chip này, chịu trách nhiệm cho 5% nguồn cung toàn cầu, phải ngừng hoạt động từ ngày 16/2, gây ảnh hưởng rộng tới chuỗi cung ứng.

"Đang có sự mất cân bằng nghiêm trọng về nguồn cung và cầu chip trong lĩnh vực CNTT trên thế giới", Koh Dong-Jin, đồng CEO giám sát bộ phận di động của Samsung, nói tại cuộc họp cổ đông ngày 17/3.

Ông Koh cũng cho biết công ty cũng đang cân nhắc không ra mắt Galaxy Note thế hệ mới - một trong những dòng smartphone bán chạy nhất của hãng - năm nay, dù chỉ giải thích điều này là để hợp lý hóa các dòng sản phẩm của hãng.

"Nếu Samsung công khai nói về kế hoạch sản phẩm trong tương lai, có nghĩa là khủng hoảng silicon đang rất nghiêm trọng", Avi Greengart, nhà phân tích và nhà sáng lập công ty tư vấn Techsponential, nhận định trên SCMP.

Austin (Texas) cũng quy tụ nhiều nhà máy bán dẫn quan trọng. Sự cố mất điện vì bão tuyết khiến một số nhà máy tạm ngừng hoạt động, như NXP Semiconductors NV (Hà Lan) hay Infineon Technologies (Đức), chuyên cung cấp chip cho ngành công nghiệp ôtô. 

Tesla đã dừng một nhà máy ở California hồi cuối tháng 2 vì thiếu linh kiện, trong khi Honda Motor cũng ngừng hoạt động tại 5 nhà máy ở Mỹ và Canada trong khoảng một tuần bắt đầu từ 22/3, do nguồn cung chip bị gián đoạn.

Cuối tuần qua, Nio, công ty xe điện của Trung Quốc được so sánh với Tesla, trở thành nhà sản xuất ôtô cao cấp đầu tiên của nước này phải tạm ngừng sản xuất vì không đủ chip.

Tương lai nào cho cuộc khủng hoảng 

Những miếng silicon phức tạp và đắt tiền nhất ngày nay là các logic chip của Qualcomm, Nvidia, Apple... mang đến sự thông minh cho máy tính và điện thoại. Nhưng những công ty này lại không vận hành nhà máy của riêng họ. Họ chỉ thiết kế chip. Việc sản xuất diễn ra tại các nhà máy tiên tiến, được gọi là xưởng đúc.

Nút thắt cổ chai đang xảy ra ở đây. Hiện chỉ có ba hoặc bốn xưởng đúc chiếm phần lớn sản lượng chip toàn cầu, gồm TSMC, Samsung và một số đối thủ đang ở cách khá xa họ như Globalfoundries có trụ sở tại California.

Ước tính 91% hợp đồng sản xuất chip được thực hiện tại châu Á, phần lớn trong số đó chia cho hai khu vực: Đài Loan và Hàn Quốc, quê hương của TSMC và Samsung

Sản xuất chip là cuộc chơi của một vài "gã nhà giàu" châu Á, chủ yếu ở Đài Loan và Hàn Quốc.

Theo Bloomberg, dù nhu cầu cao, không nhiều hãng dám tham gia. Nguyên nhân là chi phí cho việc sản xuất chip và đầu tư để bắt kịp tiến bộ công nghệ đang tăng theo cấp số nhân, khiến lĩnh vực này chỉ dành cho những người có túi tiền khổng lồ.

Chẳng hạn, TSMC đã tăng chi tiêu vốn dự kiến cho năm 2021 lên 63% thành 28 tỷ USD, trong khi Samsung đang đầu tư tới 116 tỷ USD cho một dự án kéo dài một thập kỷ để bắt kịp đối thủ "truyền kiếp" Đài Loan.

Cơ hội để Mỹ đạt được sự độc lập về chip có thể đến từ Intel. Hãng này tuần trước tiết lộ kế hoạch trị giá 20 tỷ USD để thành lập xưởng đúc. Intel hiện là hãng chip lớn nhất thế giới tính theo doanh thu. Họ vẫn tự thiết kế và sản xuất chip của riêng mình. Việc mở rộng này sẽ giúp hãng tham gia sản xuất chip cho cả các công ty khác.

Trong số những hãng kể trên, TSMC đang giữ vị trí dẫn đầu, xét cả về quy mô, độ tinh vi và phạm vi tiếp cận. Họ sản xuất hàng triệu tấm wafer mỗi năm cho khách hàng trong mọi ngành công nghiệp cần đến chất bán dẫn.

Tổng lô hàng wafer của TSMC trong năm 2020 là 12,4 triệu tấm, tăng từ 10,1 triệu năm 2019. Công ty lớn nhất Đài Loan đã dành hơn ba thập kỷ để hoàn thiện công nghệ chip và đầu tư hàng tỷ USD những năm qua để đảm bảo vị trí dẫn đầu.

Theo ước tính của Bloomberg, 25% hoạt động kinh doanh của TSMC đến từ Apple. Tuy nhiên, tầm quan trọng của TSMC thể hiện trong toàn bộ chuỗi cung ứng bán dẫn. Họ không chỉ sản xuất chip cho các công ty thiết bị điện tử tiêu dùng, thiết bị truyền thông, phụ tùng ôtô... mà còn sản xuất chip cho cả các hãng chip khác như Broadcom, Qualcomm, Nvidia, AMD hay Texas Instruments.

Một nút thắt cổ chai khác cũng có thể xuất hiện trong các phần khác của chuỗi cung ứng. ASML Holding NV, trụ sở tại Hà Lan, đang gần như cung cấp độc quyền thiết bị quang khắc tiên tiến, vốn cần thiết để in các mẫu chip lên tấm wafer.

Các công ty từ Nhật Bản, như Shin-Etsu Chemical, thống trị thị trường hóa chất sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn. Việc sản xuất cũng không thể tiến hành ngay từ đầu nếu không có quyền truy cập vào phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử - phân khúc do Cadence Design Systems và Synopsys của Mỹ đang dẫn đầu.

Các quan chức từ Mỹ và châu Âu đã đề nghị Đài Loan hỗ trợ trong việc giải quyết cuộc khủng hoảng chip toàn cầu, đồng thời thúc đẩy năng lực sản xuất chip trong nước.

Tuy nhiên, nghiên cứu từ Sanford C. Bernstein cho thấy, các chính phủ không thể làm gì nhiều để giải quyết tình trạng thiếu hụt hiện tại. Sẽ phải mất nhiều năm để xây dựng một cơ sở chế tạo mới và đưa nó vào hoạt động trơn tru, bất kể nó được đặt ở đâu.

Theo Tạp chí điện tử