10 năm, 150 tỷ USD - Trung Quốc vẫn 'thua đau' phần còn lại của thế giới, cố gắng cũng chỉ sản xuất lượng chip bằng 2% đối thủ

Tại một hội nghị tổ chức ở Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) vào tháng 1, nhóm những lãnh đạo và nhà sáng lập có ảnh hưởng nhất lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI) của Trung Quốc đã tụ họp cùng thảo luận về bối cảnh ngành công nghiệp. Không khí khá lạc quan. Các đại diện đến từ Tencent, Alibaba và Zhipu AI đều thống nhất rằng một trong những công ty có mặt tại đây có thể sớm vươn lên dẫn đầu thế giới.

Tuy nhiên, có một rào cản lớn đang kìm hãm họ: nhu cầu với các loại chip siêu nhanh.

Trong năm nay, các nhà sản xuất chip Trung Quốc nhiều khả năng chỉ sản xuất được một phần rất nhỏ so với số lượng chip tiên tiến mà các công ty nước ngoài làm ra. Huawei - tập đoàn viễn thông và điện tử đang dẫn đầu nỗ lực phát triển chip của Trung Quốc - cho biết họ có thể cần thêm gần hai năm nữa để chế tạo được các con chip có hiệu năng tương đương với những sản phẩm hiện tại của Nvidia tại Thung lũng Silicon.

“Ngay cả nhà vô địch quốc gia cũng đang phải chiến đấu trong một cuộc leo dốc đầy khó khăn,” bà Xiaomeng Lu, giám đốc tại Eurasia Group, một tổ chức tư vấn và nghiên cứu chính trị có trụ sở tại Washington, nhận định.

Mặc dù các công ty chip Trung Quốc sản xuất ít chip hơn và chậm hơn, phần lớn do các chính sách của Mỹ ngăn họ nhập khẩu những công cụ then chốt, ngành AI của Trung Quốc vẫn không thiếu động lực phát triển. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Washington đã làm chậm tiến trình phát triển chip của Trung Quốc, nhưng đồng thời lại tiếp thêm động lực cho nỗ lực kéo dài cả thập kỷ của Bắc Kinh nhằm tự chủ hoàn toàn các công nghệ chiến lược như bán dẫn và AI.

Nguồn vốn từ cả khu vực nhà nước lẫn tư nhân đang đổ mạnh vào phát triển trí tuệ nhân tạo trong nước. Cổ phiếu công nghệ Trung Quốc ghi nhận mức tăng lớn, trong đó, riêng Alibaba đã tăng hơn 94% trong năm ngoái. Nhiều startup AI của Trung Quốc đang lên sàn chứng khoán. Chỉ trong tháng trước, hai trong số những công ty AI triển vọng nhất của nước này đã huy động được hơn 1 tỷ USD thông qua niêm yết tại Hồng Kông.

Khoảng cách giữa dòng tiền đổ vào ngành AI và thực tế rằng các công ty Trung Quốc vẫn sản xuất ít chip hơn nhu cầu trong nước cho thấy mức độ cấp bách của chiến lược tự chủ mà Bắc Kinh đang theo đuổi, đồng thời phản ánh sự phụ thuộc đáng kể của ngành AI Trung Quốc vào chip nước ngoài.

Tháng 12 vừa qua, Tổng thống Donald Trump đã mang lại cho Trung Quốc một “phao cứu sinh” khi cho phép Nvidia bán một số dòng chip tiên tiến cho các công ty Trung Quốc, đảo ngược chính sách kéo dài nhiều năm của Mỹ. Tuy nhiên, việc Trung Quốc có được quyền tiếp cận rộng rãi với những con chip này hay không vẫn là câu hỏi bỏ ngỏ, đặc biệt trước chuyến thăm Bắc Kinh dự kiến của ông Trump vào tháng tới.

Độ trễ của chip nhớ 

Nỗ lực sản xuất chip tiên tiến trong nước của Trung Quốc đã bắt đầu từ hơn một thập kỷ trước, với tổng chi tiêu vượt 150 tỷ USD. Các tập đoàn công nghệ lớn của Trung Quốc, bao gồm Huawei, Alibaba và ByteDance (công ty mẹ của TikTok), đều đã thành lập các bộ phận thiết kế chip riêng. Nhiều nhà sản xuất chip, trong đó có các đối tác hợp tác với Huawei, đang xây dựng hàng chục nhà máy và tuyển dụng các kỹ sư hàng đầu từ Đài Loan và Hàn Quốc.

Tuy nhiên, nhiệm vụ bắt kịp ngày càng trở nên khó khăn hơn. Trong khi các công ty Trung Quốc cố gắng xây dựng chuỗi cung ứng nội địa cho ngành bán dẫn, giới chức tại Washington lại tìm cách kiềm chế họ. Mỹ đã áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu nhằm ngăn doanh nghiệp Trung Quốc mua chip tiên tiến và các công cụ sản xuất chip, do lo ngại công nghệ này có thể củng cố sức mạnh kinh tế và quân sự của Trung Quốc.

Các lệnh hạn chế đã ngăn Trung Quốc tiếp cận thiết bị do công ty Hà Lan ASML sản xuất - loại máy móc thực hiện một bước quan trọng trong quy trình chế tạo chip. Việc thiếu các cỗ máy khổng lồ có kích thước tương đương xe buýt trường học này là một trong những nguyên nhân khiến chip Trung Quốc vẫn tụt hậu so với những dòng chip hàng đầu của Nvidia.

Theo Tim Fist, giám đốc tại Viện Institute for Progress, một tổ chức nghiên cứu tại Washington, năm nay các công ty Trung Quốc nhiều khả năng chỉ sản xuất được khoảng 2% số lượng chip AI so với các doanh nghiệp nước ngoài. Khoảng cách sản xuất giữa Trung Quốc và các nhà sản xuất nước ngoài đặc biệt lớn ở mảng chip nhớ - yếu tố thiết yếu cho các phép tính khổng lồ mà AI đòi hỏi.

Theo ông Fist, trong năm nay, các công ty ngoài Trung Quốc sẽ sản xuất dung lượng lưu trữ bộ nhớ nhiều gấp 70 lần so với các nhà sản xuất chip Trung Quốc. Những nhà sản xuất hàng đầu hiện nay là hai tập đoàn Hàn Quốc Samsung và SK Hynix. Trong khi đó, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) - nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới - đang thống trị lĩnh vực sản xuất các con chip tiên tiến nhất.

Bước ngoặt của Huawei

Năm 2014, Trung Quốc là thị trường bán dẫn lớn nhất thế giới. Tuy nhiên, 90% số chip mà các doanh nghiệp trong nước sử dụng lại được sản xuất ở nước ngoài. Lo ngại về sự phụ thuộc này, cơ quan hành pháp cao nhất của Trung Quốc đã phê duyệt một kế hoạch chi hàng tỷ USD và cam kết rằng đến năm 2030, Trung Quốc sẽ tự sản xuất được mọi mắt xích trong chuỗi cung ứng bán dẫn của mình.

Các nhà hoạch định chính sách có lý do để lo ngại về rủi ro mà công nghệ nước ngoài có thể gây ra đối với hạ tầng quốc gia. Đầu năm đó, các tài liệu do cựu nhân viên hợp đồng của Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ (NSA) Edward J. Snowden cung cấp đã tiết lộ rằng chính phủ Mỹ từng theo dõi liên lạc của các lãnh đạo cấp cao tại Huawei.

Đến năm 2017, Tổng thống Donald Trump phạt tập đoàn viễn thông Trung Quốc ZTE vì bị cáo buộc vi phạm lệnh trừng phạt của Mỹ đối với Iran, khiến hoạt động kinh doanh của công ty này gần như tê liệt chỉ sau một đêm. Dù ZTE không trực tiếp sản xuất chip, sự kiện này là thêm một bài học cho Trung Quốc về tầm quan trọng của tự chủ công nghệ.

Sau đó đến lượt Huawei. Chính quyền ông Trump nhiệm kỳ đầu đã phát động chiến dịch toàn cầu nhằm thuyết phục các quốc gia ngừng sử dụng thiết bị của Huawei trong hạ tầng viễn thông. Đáp lại, Huawei thu hẹp mảng kinh doanh đó và điều chỉnh chiến lược phù hợp với chương trình tự chủ công nghệ của Bắc Kinh.

“Huawei là trường hợp đặc biệt nhờ năng lực công nghệ và sự gắn kết chặt chẽ với mục tiêu quốc gia của Trung Quốc,” Kyle Chan, chuyên gia tại Viện Brookings chuyên nghiên cứu chính sách công nghiệp Trung Quốc, nhận định. “Trải nghiệm của Huawei phản ánh bức tranh rộng lớn hơn của Trung Quốc: đột ngột bị cắt nguồn cung và phải gấp rút xây dựng năng lực riêng.”

Song song đó, Bắc Kinh cũng gây sức ép buộc các công ty nước ngoài phải chuyển giao công nghệ như một điều kiện để tiếp cận thị trường Trung Quốc. Năm 2016, Qualcomm, tập đoàn công nghệ có trụ sở tại San Diego, thành lập liên doanh với Huaxintong Semiconductor. Chính phủ Trung Quốc cung cấp đất đai và tài chính, còn Qualcomm đóng góp công nghệ cùng khoảng 140 triệu USD vốn ban đầu.

Trong giai đoạn này, Huawei vươn lên trở thành một trong những nhà sản xuất điện thoại thông minh được ưa chuộng nhất tại Trung Quốc. Công ty bắt đầu hợp tác chặt chẽ với các nhà máy chế tạo chip để phát triển chip phục vụ smartphone và hệ thống trí tuệ nhân tạo.

Huawei đã tung ra một dòng chip có hiệu năng tương đương một số mẫu cũ của Nvidia. Tuy nhiên, các nhà phân tích cho biết những con chip đó vẫn chứa các linh kiện then chốt do các đối thủ nước ngoài như TSMC và Samsung sản xuất.

Đám mây và các cụm tính toán

Việc không thể tiếp cận các thiết bị quan trọng từ ASML đã trở thành điểm nghẽn lớn đối với ngành chip Trung Quốc. Sau khi quan chức Mỹ vận động chính phủ Hà Lan chặn xuất khẩu sang Trung Quốc, không công ty Trung Quốc nào có thể mua được các thiết bị tiên tiến nhất của ASML.

Thay vào đó, các nhà sản xuất chip Trung Quốc đã tuyển dụng những kỹ sư từng vận hành các cỗ máy này tại TSMC, nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới. Đồng thời, nhiều startup Trung Quốc đang nỗ lực phát triển thiết bị chế tạo chip của riêng mình.

Các hệ thống AI đòi hỏi lượng sức mạnh tính toán khổng lồ để huấn luyện mô hình. Do thiếu chip tiên tiến, các công ty AI Trung Quốc tìm cách kết nối nhiều chip có hiệu năng thấp hơn lại với nhau để đạt được năng lực xử lý cần thiết. Huawei đã áp dụng phương pháp này, còn chính phủ Trung Quốc xây dựng các “cụm tính toán thông minh” - thực chất là những trung tâm dữ liệu do nhà nước vận hành.

Tuy nhiên, các cụm này cần số lượng chip rất lớn. Theo các chuyên gia và người trong ngành, nhà sản xuất chip tiên tiến nhất Trung Quốc, Semiconductor Manufacturing International Company (SMIC), đơn vị có hợp tác với Huawei, đang gặp khó khăn trong việc sản xuất đủ số lượng chip cần thiết. Những chip mà SMIC sản xuất ra có tỷ lệ lỗi cao và tiêu thụ nhiều điện năng hơn so với các sản phẩm tiên tiến của nước ngoài. 

“Khả năng sản xuất với quy mô lớn sẽ là vấn đề then chốt,” Kendra Schaefer, đối tác tại công ty tư vấn Trivium China, nhận định.

Dẫu vậy, nhiều nhà nghiên cứu AI Trung Quốc đã báo cáo những đột phá trong việc tìm ra phương pháp kết nối chip mới để tối ưu hiệu suất. Tháng trước, Zhipu cho biết họ đã xây dựng mô hình AI mới nhất hoàn toàn bằng chip và phần mềm của Huawei.

Tuy nhiên cho đến nay, các cải thiện về hiệu suất vẫn còn hạn chế và chưa giúp các công ty Trung Quốc thoát khỏi thực tế rằng AI đòi hỏi số lượng chip khổng lồ. Một cách khác để các công ty AI Trung Quốc có được sức mạnh tính toán là trả tiền cho các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây như Alibaba và Amazon để truy cập từ xa vào các trung tâm dữ liệu lớn, nơi được trang bị chip mạnh. Tuy nhiên, chiến lược này rất tốn kém.

Theo: The NY Times