Mặt trận mới không ngờ trong cuộc chiến chip

Đây cũng là mặt trận tiếp theo trong nỗ lực của chính phủ Mỹ nhằm giảm sự phụ thuộc của Mỹ vào các nhà cung cấp nước ngoài và làm chậm tiến trình công nghệ của Trung Quốc.

Tuy nhiên, theo Asia Times, không giống như chế tạo các tấm wafer IC "đầu cuối", lệnh trừng phạt của Mỹ hạn chế nghiêm trọng đến sự tiến bộ của Trung Quốc trong lĩnh vực lắp ráp, đóng gói và thử nghiệm dù Trung Quốc đã có sự hiện diện lớn trên thị trường và công nghệ tiên tiến và nước này tương đối miễn nhiễm với các lệnh cấm vận công nghệ.

TSMC của Đài Loan, cho đến nay là nhà máy đúc IC lớn nhất và tiên tiến nhất về mặt công nghệ, đang nhanh chóng mở rộng năng lực đóng gói sản phẩm Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS) của mình.

Đây là công nghệ đóng gói dựa trên mạch tích hợp hai phẩy năm chiều (IC 2,5D) xuyên qua silicon do TSMC thiết kế cho các ứng dụng hiệu suất cao. Điều này sẽ loại bỏ tình trạng tắc nghẽn nguồn cung các bộ xử lý AI mới nhất từ Nvidia, AMD và Intel, được chế tạo tại các nút quy trình dưới 5 nanomet.

Huawei, cho đến nay vẫn chưa thể chuyển xuống dưới 5nm do lệnh cấm bán hệ thống sản xuất chip quang khắc EUV của ASML cho Trung Quốc. Tuy nhiên, họ đã sử dụng công nghệ thiết kế IC và đóng gói của riêng mình để vẫn đạt được yêu cầu về hiệu suất chip.

Cụ thể, bộ xử lý Ascend 910C mới của Huawei, có thể được giao hàng thương mại trong vòng hai tháng tới, được cho là có hiệu suất vượt trội hơn H20 đã bị hạ cấp của Nvidia.

Ngay cả khi Huawei đang phóng đại khả năng của mình, thì có vẻ như họ đã đạt được đủ tiến bộ để khiến Nvidia, AMD và Intel có nguy cơ mất vị trí cung cấp bộ xử lý AI của họ tại thị trường Trung Quốc.

Huawei và các nhà cung cấp Trung Quốc khác có thể sẽ có thị trường lớn nhất thế giới cho các thiết bị này mà không có sự cạnh tranh từ nước ngoài. Alibaba, Baidu, ByteDance, China Mobile, Tencent và các khách hàng Trung Quốc khác muốn mua bộ vi xử lý tiên tiến hơn do Mỹ thiết kế giờ đây sẽ thấy dễ dàng hơn và ít rủi ro hơn khi sử dụng các thiết bị được thiết kế và sản xuất tại Trung Quốc.

Trong khi đó, dữ liệu từ các nguồn tin trong ngành được các trang web tin tức công nghệ tại Đài Loan và những nơi khác đưa tin cho thấy sản lượng IC hàng tháng sử dụng công nghệ CoWoS của TSMC sẽ tăng gấp đôi lên 40.000 đơn vị vào cuối năm nay, tăng 50% lên 60.000 vào năm 2025 và đạt 80.000 vào cuối năm 2026.

Theo Cadence Design Systems, một công ty tự động hóa thiết kế điện tử hàng đầu, CoWoS "đặc biệt phù hợp với các bộ tăng tốc trí tuệ nhân tạo (AI), nơi nhiều loại chip cần hoạt động hiệu quả cùng nhau" - bao gồm bộ nhớ băng thông cao (HBM).

Cadence giải thích rằng "Đóng gói 2.5D... là bước trung gian giữa đóng gói 2D truyền thống và đóng gói 3D hoàn chỉnh. Trong đóng gói 2.5D, nhiều khuôn bán dẫn, thường từ các công nghệ quy trình khác nhau, được đặt cạnh nhau trên một bộ xen kẽ silicon. Bộ xen kẽ hoạt động như một cầu nối, kết nối các khuôn riêng lẻ và cung cấp giao diện truyền thông tốc độ cao".

Điều này “cho phép tích hợp nhiều thành phần khác nhau, chẳng hạn như bộ xử lý, bộ nhớ và cảm biến, trên một gói duy nhất. Khoảng cách gần này giúp giảm chiều dài kết nối, dẫn đến cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu và độ trễ thấp hơn”.

Ngoài ra, phương pháp còn giảm cả kích thước của gói và mức tiêu thụ điện năng, đồng thời tạo điều kiện tản nhiệt.

Khi tăng cường năng lực sản xuất CoWoS, TSMC sẽ có thể bắt kịp với lượng đơn đặt hàng tồn đọng cho bộ xử lý H100 của Nvidia và sẵn sàng tung ra bộ xử lý Blackwell B200 mới, dự kiến sẽ bắt đầu vào đầu năm sau.

Trung Quốc có ngành công nghiệp đóng gói IC rất lớn và tiên tiến. Hai trong số năm công ty lắp ráp và thử nghiệm chất bán dẫn gia công ngoài (OSAT) hàng đầu thế giới - JCET, đứng thứ ba và Tongfu Microelectronics, đứng thứ tư - là của Trung Quốc, trong khi Beijing ESWIN và các công ty nhỏ hơn khác cũng đang phát triển công nghệ chiplet.

Tongfu là công ty duy nhất cung cấp dịch vụ OSAT cho AMD trong nhiều năm và vận hành các nhà máy liên doanh với AMD tại Tô Châu và Penang.

Chính phủ Trung Quốc coi việc đóng gói IC tiên tiến nói chung và chiplet nói riêng là chìa khóa để vượt qua lệnh trừng phạt của Mỹ và giúp ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc vừa có khả năng cạnh tranh vừa độc lập.

Chính phủ Mỹ, cũng coi việc đóng gói IC tiên tiến là rất quan trọng, có kế hoạch trợ cấp cho việc xây dựng cơ sở OSAT đầu tiên của Amkor tại Mỹ. Amkor, công ty OSAT lớn thứ hai thế giới, có trụ sở tại Arizona.