Trung Quốc âm thầm gây dựng 'Sa mạc Silicon' từ 1 vật liệu chip đắt giá

Trong khi phương Tây ca ngợi “Sa mạc Silicon” ở bang Arizona – nơi Intel đang dựng lên nhà máy chip trị giá hàng chục tỷ USD giữa những cồn cát nóng bỏng – ở phía bên kia bán cầu, Trung Quốc cũng đang âm thầm tạo dựng một “Sa mạc Silicon” của riêng mình. 

Tuy nhiên, thay vì bắt đầu bằng chip hoàn thiện, Bắc Kinh khởi đầu từ nền tảng sâu nhất của ngành bán dẫn: tấm wafer – những phiến silicon mỏng mà từ đó toàn bộ thế giới số được sinh ra. Đó là bước đi âm thầm nhưng mang tính chiến lược, đánh dấu “cuộc rung chuyển wafer” lớn nhất trong lịch sử ngành vật liệu bán dẫn.

Wafer, trong thế giới công nghệ, là phần ít được nhắc tới nhất nhưng lại quan trọng nhất. Đó là “mảnh đất” mà hàng tỷ bóng bán dẫn được khắc lên để tạo nên vi xử lý, bộ nhớ và những con chip điều khiển mọi thiết bị hiện đại – từ điện thoại, máy tính cho đến siêu máy chủ AI. Trong nhiều thập kỷ, thị trường wafer toàn cầu bị thống trị tuyệt đối bởi các tên tuổi từ Nhật Bản, Đài Loan và Đức như Shin-Etsu, Sumco, GlobalWafers hay Siltronic. Trung Quốc, dù là nhà tiêu thụ chip lớn nhất thế giới, vẫn phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhập khẩu wafer. 

Tuy nhiên, chỉ trong vài năm gần đây, bức tranh ấy đang thay đổi nhanh đến mức khiến giới quan sát phương Tây phải ngạc nhiên. Theo Financial Times, các công ty Trung Quốc như Xi’an Eswin Material Technology, National Silicon Industry Group (NSIG) hay Zhonghuan Semiconductor đã đạt được bước tiến đáng kể trong sản xuất wafer silicon tinh khiết. Eswin, chỉ mới thành lập chưa đầy một thập kỷ, đã chiếm khoảng 7% thị phần wafer toàn cầu vào cuối năm 2024 – một con số nhỏ so với những gã khổng lồ Nhật Bản, nhưng đủ để báo hiệu rằng Trung Quốc đang dần khép lại khoảng cách công nghệ. 

Sự trỗi dậy này không phải ngẫu nhiên. Kể từ khi Mỹ tung ra loạt biện pháp hạn chế xuất khẩu thiết bị sản xuất chip và vật liệu tiên tiến, Bắc Kinh đã xác định wafer là “mặt trận an ninh công nghệ” – nền tảng mà nếu không tự chủ, cả ngành bán dẫn Trung Quốc sẽ luôn nằm trong thế bị động. Hàng chục tỷ USD đã được rót vào các dự án sản xuất silicon wafer, cùng với chính sách ưu đãi đất đai, thuế và điện năng. Các tỉnh như Hà Bắc, Giang Tô, An Huy đang dần biến thành những “thung lũng wafer”, nơi hàng nghìn kỹ sư, nhà khoa học và robot hoạt động 24 giờ mỗi ngày trong môi trường sạch tuyệt đối.

Theo Nikkei Asia, điều khiến Trung Quốc đặc biệt đáng chú ý là chiến lược “đi từ gốc” – không chỉ tập trung vào chip thành phẩm mà đầu tư mạnh vào nguyên vật liệu: từ silicon đa tinh thể (polysilicon) cho đến wafer, vật liệu đánh bóng, khí siêu tinh khiết và hóa chất khắc khắc. Với kinh nghiệm làm chủ sản xuất polysilicon cho ngành năng lượng mặt trời, Trung Quốc nhanh chóng mở rộng sang silicon dùng cho bán dẫn – thứ vật liệu có độ tinh khiết gấp hàng triệu lần. Các nhà máy polysilicon nay không chỉ cung cấp năng lượng mặt trời mà còn cung cấp “mạch máu” cho ngành công nghiệp chip trong nước.

Giới phân tích ví đây như một “cuộc cách mạng thầm lặng” – nơi Trung Quốc chọn đánh vào mắt xích mà không ai chú ý nhưng lại là xương sống của toàn bộ chuỗi giá trị. Khi các lệnh cấm của Mỹ khiến Trung Quốc khó tiếp cận máy quang khắc EUV hay thiết bị của ASML, nước này chọn hướng khác: làm chủ wafer, từng bước kiểm soát đầu vào và giảm rủi ro đứt gãy chuỗi cung ứng. 

Tuy nhiên, thách thức vẫn vô cùng lớn. Công nghệ wafer đòi hỏi độ chính xác ở cấp độ nguyên tử – chỉ cần một tạp chất nhỏ hay sai lệch micromet cũng khiến toàn bộ mẻ sản xuất trở thành phế phẩm. Trung Quốc vẫn chưa đạt được độ tinh khiết tuyệt đối. Bên cạnh đó, phần lớn thiết bị đánh bóng, khắc hoặc đo kiểm wafer vẫn phải nhập khẩu, khiến các công ty Trung Quốc dù có năng lực sản xuất nhưng chưa hoàn toàn độc lập.

Mặt khác, thị trường wafer toàn cầu hiện nay cũng đang trong giai đoạn dư thừa nhẹ do tăng trưởng chậm của thị trường chip tiêu dùng. Điều này buộc các doanh nghiệp Trung Quốc phải cạnh tranh bằng giá – khiến phương Tây lo ngại về khả năng Trung Quốc sẽ tái diễn “kịch bản pin mặt trời”: xuất khẩu wafer giá rẻ, chiếm thị phần nhanh, rồi thống trị toàn cầu. Nikkei Asia dẫn lời một chuyên gia Nhật Bản nhận định: “Nếu Trung Quốc đạt hiệu quả sản xuất cao như họ từng làm với ngành năng lượng mặt trời, các nhà sản xuất wafer truyền thống ở Nhật và Đài Loan sẽ phải đối mặt với áp lực lớn chưa từng có”.

“Silicon Desert” của Trung Quốc không chỉ là câu chuyện về wafer. Cùng lúc đó, hàng loạt trung tâm bán dẫn mọc lên ở các tỉnh phía Tây – nơi khí hậu khô, đất rẻ, phù hợp cho các nhà máy công nghệ cao – gợi nhớ hình ảnh của Arizona trong lòng châu Á. Ở Tây An, Thành Đô, Trùng Khánh, những khu công nghệ khổng lồ đang được xây dựng để đón các nhà máy chip, wafer và đóng gói tiên tiến. Giới công nghệ gọi nơi này là “Sa mạc Silicon phương Đông” – vùng đất mà Trung Quốc kỳ vọng sẽ là trụ cột cho nền công nghiệp bán dẫn tự chủ.

Việc tự chủ wafer giúp Trung Quốc xây nền cho hệ sinh thái hoàn chỉnh: từ sản xuất chip công suất thấp, chip cho ô tô điện, đến mạch điều khiển AI. Dù chưa thể chạm đến công nghệ 2nm của TSMC hay 3nm của Samsung, Trung Quốc vẫn đang mở ra “con đường thứ hai” – nơi năng lực sản xuất hàng loạt, quy mô khổng lồ và chuỗi cung ứng khép kín trở thành vũ khí cạnh tranh.

Với cuộc đua wafer, Trung Quốc không chỉ xây nhà máy, mà đang xây quyền lực công nghệ từ dưới nền đất. Trong mỗi tấm wafer bóng loáng, có niềm kiêu hãnh của một quốc gia đang nỗ lực tự đứng vững giữa cơn bão địa chính trị và công nghệ toàn cầu. 

Theo: Financial Times, Nikkei Asia