Tự thiết kế và sản xuất chip riêng mất bao nhiêu tiền? Hóa ra cũng không nhiều lắm

Ngành công nghiệp bán dẫn đang tiến đến gần một thay đổi có ý nghĩa. Đối với các sản phẩm kỹ thuật số, đặc biệt các thiết bị cần số lượng lớn, ngành sản xuất bán dẫn đang trong xu hướng hợp nhất lại thành một vài nhà cung cấp chính, thông qua hoạt động thâu tóm các đối thủ nhỏ hơn. Đối với nhiều sản phẩm, quá trình này đã hoàn tất.

Nhưng điều này cũng mở ra cánh cửa cho những người chơi mới. Giờ đây cuộc đua lại đang diễn ra giữa những người sắp bước qua cánh cửa đó. Nhiều chi phí cho việc thiết kế chip đã giảm đáng kể, cho phép các khách hàng bắt đầu khai thác khả năng tự thiết kế chip riêng của mình. Tuy nhiên, cơ hội này chỉ mở ra với các công ty có đủ nguồn lực để chi trả cho những chi phí cấp phép ban đầu để có được các giấy phép bản quyền cần thiết.

Đối với những người quan sát từ bên ngoài, các giấy phép này sẽ mở rộng cánh cửa để mọi công ty đều có thể tham gia vào cuộc đua thiết kế chip kia. Tuy nhiên, trên thực tế, số lượng các công ty có đủ khả năng tự thiết kế chip cho mình là rất hạn chế. Những con số dưới đây sẽ cho bạn biết tại sao:

Chi phí nhân sự: tối thiểu 30 triệu USD mỗi năm

Đầu tiên, một nhóm thiết kế cơ bản sẽ cần khoảng 100 người. Về lý thuyết, con số này có thể thấp hơn, nhưng như vậy cũng có nghĩa là thời gian kịp ra mắt trên thị trường có nguy cơ kéo dài hơn. Trên thực tế, đội ngũ này của các công ty thường lớn hơn nhiều con số này. Một số công ty thậm chí có thể có đến hơn 1.000 người trong nhóm này. Nhưng liệu điều đó có cần thiết?

Thiết kế chip là một quá trình với hàng nghìn bước khác nhau. Căn cứ vào thực tế của việc quản lý hiện đại, những nhóm thiết kế với lượng nhân viên đông đảo nhiều khả năng sẽ hoàn tất các đầu việc này nhanh hơn. Các nhà quản lý cấp cao thường muốn đẩy các đầu việc đơn giản xuống cho những nhà thiết kế trẻ, trong khi các nhà quản lý lại hiếm khi nào không muốn có một nhóm lớn hơn.

Một điểm yếu chủ chốt của điều này là việc nhóm thiết kế chip bán dẫn thường tách biệt khỏi các hoạt động cốt lõi của những công ty không liên quan đến bán dẫn, trong khi đó, những người điều hành nhóm lại thường xa lạ với các quá trình thiết kế bán dẫn.

Điều này dẫn đến rủi ro họ sẽ dễ dàng chấp thuận các yêu cầu của nhóm thiết kế, bởi vì họ thiếu các chuyên môn và kinh nghiệm cần thiết của công việc này. Vậy nếu một chuyên gia yêu cầu một nhóm 1.000 người, ai dám bác bỏ yêu cầu đó?

Nhưng nếu giả sử bạn đã có một nhóm thiết kế với con số tối ưu, 100 người. Trong khi lương cho các nhà thiết kế chip đã giảm bớt chênh lệch so với kỹ sư các ngành nghề khác, nhưng các tài năng trong lĩnh vực này đang chứng kiến sự gia tăng khổng lồ về thu nhập trong những năm gần đây. Nếu ước tính thu nhập trung bình cho một nhà thiết kế toàn diện vào khoảng 300.000 USD mỗi năm – một nhóm 100 người sẽ tiêu tốn khoảng 30 triệu USD một năm.

Chi phí cấp phép: 20 triệu USD cho chi phí đầu tư ban đầu

1.000 giấy phép (15 trong số đó là giấy phép về kiến trúc chip), 320 đối tác trên toàn cầu với 2,5 tỷ con chip mỗi quý (số liệu năm 2013).

Chi phí tiếp theo phải tính đến là chi phí cấp phép. Những con số này thường được giữ kín và có thể rất khác nhau đối với các công ty, nhưng theo ước tính của trang Digitstodollars, con số này có thể khoảng 10 triệu USD cho các công cụ thiết kế và 10 triệu USD khác cho các giấy phép từ ARM. Dù vậy, rất có thể con số này có thể mới chỉ ở mức tối thiểu. Vì vậy, trước khi những con chip đầu tiên xuất xưởng, bạn sẽ cần tối thiểu 50 triệu USD cho các chi phí ban đầu.

Bạn cần sản xuất bao nhiêu con chip để hòa vốn?

Ngoài ra bạn cũng phải tính đến lợi nhuận của mình. Lợi nhuận của ngành chip dành cho các sản phẩm kỹ thuật số giá trị cao trong khoảng trên dưới 70%. Nghĩa là với mỗi con chip 100 USD, 70 USD trong số đó sẽ dành cho nhà cung cấp.

Bằng cách chuyển sang tự thiết kế chip, các khách hàng có thể sẽ chuyển số tiền này lại vào ngân sách của mình, nhưng với các chi phí ban đầu, nhóm thiết kế chip nội bộ sẽ phải thay thế được cho các linh kiện trị giá khoảng 71 triệu USD đáng nhẽ công ty chi trả cho nhà cung cấp (50 triệu USD/70%).

iPhone, Apple Watch và AirPod - các sản phẩm trang bị chip do Apple tự thiết kế.

Với các con chip giá 100 USD, một công ty muốn tự thiết kế con chip của riêng mình sẽ cần tiêu thụ khoảng 700.000 đơn vị sản phẩm để cân bằng với khoản đầu tư cho nhóm thiết kế (70 triệu USD/100 USD mỗi con chip). So sánh tương tự như vậy đối với công ty có nhóm thiết kế với khoảng 500 nhân sự (thay vì 300) và phí cấp phép cao gấp đôi, công ty sẽ cần tiêu thụ khoảng 2 triệu sản phẩm để hòa vốn với khoản tiền đầu tư ban đầu.

Dựa trên phép tính này, có thể thấy việc tự phát triển chip là một động thái hợp lý đối với nhiều công ty. Nhóm thiết kế của Apple có quy mô rất lớn, lên đến hàng nghìn người để phát triển các bộ xử lý dòng A-series vô cùng phức tạp của công ty. Nhưng mỗi năm họ xuất xưởng hơn 100 triệu iPhone, vì vậy tính kinh tế là rất rõ ràng.

Đó là còn chưa kể các tính năng cao cấp hơn hẳn đối thủ mà họ tích hợp trong mỗi con chip hay sự tương thích cao với các bộ phận khác trong hoạt động kinh doanh khác của họ. (Phép tính cũng có thể cho thấy, việc Apple thay thế các con chip Intel trong máy tính Mac cũng có tính kinh tế rất hấp dẫn).

Không phải khoản đầu tư dành cho tất cả mọi công ty

Tuy nhiên, mức lợi nhuận hấp dẫn của khoản đầu tư này không có nghĩa ai cũng có đủ khả năng tham gia vào quá trình này. Vấn đề không chỉ là khoản chi phí ban đầu khổng lồ không phải công ty cũng có đủ khả năng chi trả. Bên cạnh đó còn là các vấn đề rất cụ thể khác của việc quản trị một nhóm lớn như vậy đối với những công ty không có chuyên môn về bán dẫn.

Sau thiết bị đầu tiên trang bị chip Surge S1 do Xiaomi tự phát triển, vẫn chưa có thiết bị nào trang bị chip S2.

Nói một cách đơn giản, các công ty phải thực sự muốn làm như vậy và phải có các nguyên nhân chiến lược rất rõ ràng để đi theo con đường này. Hiện tại, một công ty khác rất có triển vọng tự thiết kế chip của riêng mình là Amazon. Gần đây công ty đã thảo luận về một dòng chip dành cho khả năng nhận diện giọng nói để sử dụng trợ lý ảo Alexa và dịch vụ AWS thông qua các công ty điện tử tiêu dùng.

Trong khi công ty không tiết lộ số lượng loa trang bị Alexa đã xuất xưởng, nhiều người ước tính con số rơi vào khoảng gần 20 triệu sản phẩm trong vòng 5 năm xuất xưởng. Nếu con số này là đúng, có lẽ khoản đầu tư của họ vào việc tự thiết kế chip vẫn đang chịu lỗ.

Tuy vậy, Amazon là một người khổng lồ nổi tiếng với việc từ bỏ lợi nhuận trong ngắn hạn, và họ hoàn toàn có khả năng trang trải khoản lỗ đó. Nhưng nếu ngay cả một người khổng lồ như Amazon còn đang gặp khó khăn khi thu lợi nhuận từ việc tự thiết kế chip, hy vọng nào cho các công ty khác?

Một vấn đề lớn mà các công ty điện tử tiêu dùng phải đối mặt khi muốn tự thiết kế chip đó là khối lượng sản phẩm tiêu thụ. Toàn bộ chi phí thiết kế chip nội bộ trên sẽ được trả dần qua lượng xuất xưởng của sản phẩm cuối, và hiện tại chỉ có rất ít danh mục sản phẩm có thể đáp ứng được khối lượng cần thiết đó.

Tham khảo DigitstoDollars