Cuộc khủng hoảng chip toàn cầu qua góc nhìn từ con chip giá 1 USD

Để hiểu tại sao ngành bán dẫn 450 tỷ USD lại rơi vào khủng hoảng, tốt nhất hãy nhìn vào hoạt động sản xuất loại chip có giá 1 USD.

Hàng trăm loại chip khác nhau được tung ra trên thị trường chip bán dẫn toàn cầu, trong đó những loại chip chất lượng nhất đến từ Qualcomm và Intel có giá từ 100 USD cho tới hơn 1,000 USD. Những loại chip này được cài đặt trong máy tính hoặc điện thoại thông minh đắt tiền. Trong khi đó, một loại chip màn hình (display driver) thì lại không hào nhoáng đến thế: Mục đích duy nhất của loại chip này là truyền đạt các hướng dẫn cơ bản để thể hiện trên màn hình điện thoại, máy tính hoặc hệ thống điều hướng.

Rắc rối cho ngành chip – và kéo theo đó là các công ty sử dụng chip như nhà sản xuất xe hơi – là họ không có đủ chip màn hình để lắp ráp sản phẩm. Các công ty sản xuất loại chip này không thể bắt kịp nhu cầu và vì thế giá đang tăng vọt. Điều này dẫn tới sự thiếu hụt nguồn cung và đẩy giá của màn hình tinh thể lỏng (LCD), nhất là các linh kiện quan trọng dùng để sản xuất tivi và laptop, cũng như xe hơi, máy bay và tủ lạnh chất lượng cao.

“Nếu có tất cả linh kiện nhưng lại thiếu chip xử lý màn hình thì cũng chẳng làm được gì”, Stacy Rasgon, người theo dõi ngành bán dẫn tại Sanford C. Bernstein, cho hay.

Hiện tại, cuộc khủng hoảng ở một vài linh kiện – như chip quản lý năng lượng – đang gây tác động tới nền kinh tế toàn cầu. Các nhà sản xuất xe hơi như Ford Motor Co., Nissan Motor Co. và Volkswagen AG đã giảm bớt sản lượng và ngành xe hơi ước tính tổn thất doanh thu lên tới hơn 60 tỷ USD trong năm nay.

Tình hình có vẻ như sẽ trở nên tệ hơn trước khi tốt trở lại. Một cơn bão mùa đông hiếm hoi tại Texas đã gây đình trệ hoạt động sản xuất. Hỏa hoạn khiến một nhà máy sản xuất chip quan trọng của Nhật Bản đóng cửa. Samsung Electronics cảnh báo về tình trạng mất cân bằng nghiêm trọng trong ngành bán dẫn, trong khi Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC) cho biết họ không thể bắt kịp với nhu cầu mặc dù các nhà máy đã hoạt động hơn 100% công suất.

“Tôi chưa bao giờ thấy cuộc khủng hoảng nào nghiêm trọng như thế này trong 20 năm kể từ khi Công ty thành lập”, Jordan Wu, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành tại Himax Technologies – một nhà cung ứng hàng đầu về chip xử lý màn hình, cho hay. “Tình trạng thiếu hụt chip đang rất trầm trọng”.

Thời gian giao chip bị kéo dài

Cuộc khủng hoảng chip xuất phát từ sự trật khớp trong tính toán khi đại dịch Covid-19 ập đến trong năm 2020. Khi Covid-19 bắt đầu lan từ Trung Quốc đến phần còn lại của thế giới, nhiều công ty dự báo người tiêu dùng sẽ giảm chi tiêu trong giai đoạn khó khăn.

“Tôi đã giảm toàn bộ dự báo của mình. Tôi sử dụng cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008-2009 như hình mẫu để so sánh”, Rasgon cho biết. “Nhưng nhu cầu vẫn rất vững chắc”.

Bị kìm chân tại nhà, người dân bắt đầu mua thiết bị công nghệ và đến nay vẫn tiếp tục mua. Họ mua máy tính cao cấp hơn và màn hình lớn hơn với mục đích làm việc từ xa. Họ cũng mua laptop cho trẻ để học trực tuyến. Họ đổ xô mua tivi 4K, máy chơi game cầm tay, máy tạo bọt sữa, nồi chiên thức ăn và máy xay sinh tố để giúp họ cảm thấy dễ chịu hơn với cuộc sống những ngày phong tỏa. Đại dịch Covid-19 cũng giúp dịp Black Friday đạt doanh số bùng nổ.

Các nhà sản xuất xe hơi cũng rơi vào tình trạng tương tự. Họ đóng nhà máy giữa lúc bị phong tỏa, trong khi nhu cầu tụt dốc vì chẳng ai tới phòng trưng bày xe hơi. Họ nói với các nhà cung ứng ngừng vận chuyển linh kiện, trong đó có chip – một thành phần ngày càng trọng yếu trong xe hơi.

Rồi vào cuối năm 2020, nhu cầu bắt đầu tăng trở lại. Mọi người bắt đầu muốn ra ngoài và họ không muốn phải sử dụng phương tiện công cộng. Các nhà sản xuất xe hơi tái mở cửa nhà máy và nhờ cậy tới sự giúp đỡ của các nhà sản xuất chip như TSMC và Samsung. Tuy nhiên, các nhà sản xuất chip cũng không thể sản xuất chip đủ nhanh cho các khách hàng trung thành của họ.

Jordan Wu tại công ty Himax đang bị kẹt giữa cơn bão của ngành công nghệ. Trong một buổi sáng tháng 3/2021, vị CEO 61 tuổi này đã đồng ý họp mặt tại văn phòng Đài Bắc để thảo luận về tình trạng thiếu hụt chip và tìm hiểu lý do tại sao tình thế lại đến mức này.

Ông Wu thành lập Himax trong năm 2001 cùng với người em Biing-seng – hiện đang là Chủ tịch Côngty. Họ bắt đầu sản xuất mạch tích hợp (IC) của driver dành cho laptop và màn hình. Họ niêm yết lên sàn trong năm 2006 và tăng trưởng cùng với ngành máy tính, sau đó mở rộng sang điện thoại thông minh, máy tính bảng và màn hình cảm ứng. Chip của Himax giờ được sử dụng trong hàng loạt sản phẩm, từ điện thoại và tivi cho tới xe hơi.

Ông Wu lý giải Công ty không thể sản xuất thêm chip màn hình bằng cách thúc nhân viên làm cật lực hơn. Himax thiết kế chip màn hình và sau đó sản xuất chúng ở một nhà máy của công ty khác như TSMC hoặc United Microelectronics. Chip của ông được sản xuất dựa trên công nghệ “mature node” – một công nghệ đã cũ và cách sau công nghệ tiên tiến nhất vài thế hệ. Những chiếc máy của ông chỉ sản xuất được chip 16 nanômét hoặc hơn, trong khi các nhà sản xuất khác đã sản xuất tới chip chỉ 5 nanômét.

Điểm nghẽn nằm ở các dây chuyền này đều đang kiệt sức. Dịch bệnh phát sinh nhu cầu mạnh mẽ tới mức đối tác của Himax không thể sản xuất đủ driver màn hình cho tất cả tấm nền dùng cho máy tính, tivi, game console; chưa kể nhiều sản phẩm khác như tủ lạnh, bộ ổn nhiệt thông minh, hệ thống giải trí xe hơi.

Đặc biệt, mạch tích hợp dành cho hệ thống xe hơi đang bị thiếu hụt trầm trọng vì chúng thường được sản xuất trên tấm silicon (wafer) 8 inch thay vì 12 inch tiên tiến hơn. Công suất dây chuyền 8 inch của Sumco, một trong các nhà sản xuất wafer hàng đầu thế giới, chỉ là 5,000 wafer/tháng trong năm 2020, thấp hơn năm 2017. Chẳng còn ai đầu tư vào dây chuyền công nghệ mature node vì không có hợp lý trên phương diện kinh tế.

“Việc tăng công suất quá đắt đỏ”, ông Wu nói. Những công ty khác như Novatek Microelectronics (ở Đài Loan) cũng rơi vào hoàn cảnh tương tự.

Các dây chuyền hiện tại đã được khấu hao hết và tinh chỉnh để đạt sản lượng gần như hoàn hảo, đồng nghĩa các driver màn hình cơ bản có thể được sản xuất với giá dưới 1 USD và chi phí sản xuất những phiên bản cao cấp cũng không quá đắt. Mua thiết bị mới và bắt đầu từ sản lượng thấp hơn đồng nghĩa với chi phí cao hơn nhiều.

Khan hiếm chip khiến giá LCD tăng mạnh. Tấm nền LCD 50 inch cho tivi đã tăng giá gấp đối từ tháng 1/2020 đến tháng 3/2021. Giá linh kiện này tiếp tục tăng ít nhất đến quý 3.

Tình hình càng thêm trầm trọng do thiếu kính. Các nhà sản xuất kính lớn ghi nhận nhiều sự cố tại các xưởng sản xuất, bao gồm mất điện tại nhà máy Nippon Electric Glass vào tháng 12/2020 và vụ nổ tại nhà máy AGC Fine Techno Korea tháng 1. Sản xuất vẫn căng thẳng ít nhất tới mùa hè năm nay, theo nhà sáng lập hãng tư vấn màn hình DSCC Yoshio Tamura.

Ngày 01/04, I-O Data Device, nhà sản xuất thiết bị ngoại vi máy tính lớn của Nhật Bản, nâng giá 26 màn hình LCD trung bình 5,000 Yên, mức tăng mạnh nhất từ khi họ bán màn hình 20 năm trước. Phát ngôn viên cho biết họ không thể có lãi nếu không tăng giá do giá linh kiện tăng.

Nhờ đó, việc làm ăn của Himax cũng trở nên thuận lợi hơn rất nhiều. Doanh số tăng, giá cổ phiếu tăng gấp ba từ tháng 11/2020. Dù vậy, vị CEO không cảm thấy vui. Doanh nghiệp của ông hoạt động nhờ mang lại cho khách hàng những gì họ muốn, vì vậy việc không thể đáp ứng yêu cầu của họ vào thời điểm cấp bách vô cùng phiền toái. Ông không tin rằng cơn khát chip, đặc biệt đối với ngành xe hơi, sẽ sớm kết thúc.

“Chúng ta vẫn chưa đi tới điểm có thể nhìn thấy ánh sáng cuối đường hầm”, ông Wu chia sẻ.