Quyết định tiếp tục sử dụng công nghệ quang khắc DUV thay vì EUV tiên tiến khiến Intel phải trả giá bằng ngôi vương sản xuất bán dẫn.

Cách đây một thập kỷ, Intel là hãng dẫn đầu trong lĩnh vực sản xuất bán dẫn trên toàn cầu. Khi đó, họ đã đưa ra một quyết định mang tính định mệnh.

Năm 2011, EUV (Extreme Ultra Violet) - công nghệ in thạch bản mới ra đời. Đây là kỹ thuật in khắc cực cao, sử dụng ánh sáng để khắc mạch tích hợp phức tạp và là công nghệ tiên tiến nhất lúc bấy giờ. EUV cho phép đưa nhiều bóng bán dẫn hơn lên bề mặt tấm silicon, giúp tạo những mẫu chip mạnh, kích thước nhỏ và tiết kiệm điện năng hơn so với trước.

Dù đánh giá cao, lãnh đạo Intel tin EUV sẽ phải mất nhiều năm nữa mới có thể hoàn thiện và ứng dụng thực tế. Vì thế, công ty tiếp tục dùng công nghệ cũ hơn là DUV (Deep Ultra Violet). Tuy nhiên, theo FT, đây là quyết định sai lầm với cái giá phải trả là ngôi vương ở lĩnh vực gia công bán dẫn.

Năm 2019, sau giai đoạn thử nghiệm, TSMC, công ty sản xuất chip theo hợp đồng tại Đài Loan, ứng dụng EUV ở quy mô lớn. Chỉ trong thời gian ngắn, hãng vượt qua hàng loạt tên tuổi lớn, trong đó có Intel, để vươn lên trở thành nhà sản xuất chip tiên tiến nhất thế giới. Intel hiện cũng bị Samsung vượt mặt, đẩy ông lớn công nghệ Mỹ vào thế rượt đuổi.

Vị thế hiện tại của Intel

Intel đang đứng ở điểm quan trọng với mục tiêu chinh phục lại đỉnh cao. Công ty sẽ dự kiến sản xuất chip bằng EUV cuối năm nay. Mọi hành động sẽ được thế giới theo dõi, nhất là Mỹ, nơi chính quyền Tổng thống Joe Biden đang đặt cược vào tham vọng sản xuất chip tại quê nhà thông qua đạo luật CHIPS và Khoa học mà Intel là nhân tố không thể thiếu.

Đạo luật CHIPS và Khoa học được công bố năm ngoái, cam kết trợ cấp trực tiếp 52 tỷ USD để thúc đẩy sản xuất, nghiên cứu và phát triển bán dẫn, cùng khoản ưu đãi thuế trị giá 24 tỷ USD trong 8 năm. Trọng tâm của kế hoạch là đưa ngành sản xuất hàng đầu trở lại Mỹ và Washington không có lựa chọn khác ngoài việc đặt cược vào Intel, mặc cho hãng đang ở vị thế tụt hậu so với trước.

Tuy nhiên, đi sau trong sản xuất chip tiên tiến không phải vấn đề duy nhất đeo bám Intel. Nhu cầu khách hàng không còn như 10 năm trước, khi hiện nay thiết bị di động nở rộ, trong khi lĩnh vực như AI và máy học cần nhiều chip cho hệ thống đào tạo. Trong khi đó, Intel chỉ mạnh về chip máy chủ và máy tính truyền thống và đang sử dụng các dây chuyền đời cũ.

Giới chuyên gia đánh giá dù chính phủ Mỹ hỗ trợ mạnh tay, Intel cũng khó lấy lại vị thế. "Ngay cả khi khoản trợ cấp bù đắp phần nào chi phí, nhà máy Intel ở Mỹ vẫn phải đối mặt với chi phí vận hành cao hơn nhiều so với đối thủ châu Á", Giáo sư Willy Shih tại Harvard Business School nhận xét.

"Họ đang trong tình thế khó khăn. Điều tích cực là những tin tức tồi tệ nhất với Intel có thể đã qua", Stacy Rasgon, nhà phân tích chip tại Bernstein Research, nói.

Mức độ khó khăn của Intel thể hiện ngay trên thị trường chứng khoán. Dù hồi phục 22% năm nay, giá cổ phiếu công ty đã giảm một nửa hai năm qua. Trong cùng thời gian, chỉ số bán dẫn Philadelphia - thước đo tăng trưởng chung của ngành - chỉ giảm 2%.

Loay hoay chuyển đổi

Sau khi người đồng sáng lập Gordon Moore đưa ra Định luật Moore nổi tiếng vào năm 1965, Intel luôn duy trì lợi thế đi trước gần hai năm so với các đối thủ. Nhưng sau 2014, mọi thứ bắt đầu trở nên tồi tệ. Kế hoạch tạo chip 10 nm bị phá sản do các bước sản xuất phức tạp vì không có EUV. Sắp tới, công ty sẽ chuyển sang quy trình 7 nm cho loạt chip Intel vừa được đổi tên, nhưng vẫn trễ khoảng 5 năm so với đối thủ.

Chỉ trong chưa đầy một thập kỷ, họ đã trượt từ vị trí đi trước các đối thủ một thế hệ về công nghệ chip xuống vị trí đi sau một thế hệ. TSMC đã sản xuất chip 5 nm từ 2020 và 4 nm năm ngoái. Ở lĩnh vực máy tính, điều này giúp các đối thủ trực tiếp của Intel đang thuê TSMC gia công, như AMD và Nvidia, có các sản phẩm chip đạt bước tiến lớn.

Theo Kelleher, từng được giao phụ trách phát triển công nghệ của Intel hai năm trước, việc xoay chuyển tình thế hiện tại cần đến chuyển đổi văn hóa. "Bởi vì ở vị trí dẫn đầu quá lâu, chúng tôi đã không cởi mở với ngành", bà nói.

Một trong những công nghệ Intel đang thử nghiệm là PowerVia. Đây là phương pháp cấp nguồn cho chip từ mặt sau tấm wafer nhằm giải phóng không gian cho các mạch logic ở mặt trước. Khu vực này sẽ được dành cho việc nâng cấp trong tương lai.

Intel đang loay hoay chuyển đổi. Để bớt phụ thuộc vào những cải tiến quá lớn dẫn đến chậm trễ, Kelleher cho biết công ty áp dụng cách tiếp cận "Incremental and Modular", nghĩa là một số phần của mỗi nền tảng chip có thể được tái sử dụng trong các bản phát hành sau này hoặc được thử nghiệm cùng với các công nghệ hiện tại.

Bên cạnh đó, Intel cũng đánh cược vào kiến trúc bóng bán dẫn mới đầu tiên của mình kể từ 2011 mang tên Gate All Around. Đây là kỹ thuật xếp bóng bán dẫn thế hệ mới sao cho vấn đề rò rỉ điện năng giảm ở mức tối đa.

"Cả hai đổi mới đó đều cần thiết để chúng tôi quay trở lại vai trò dẫn dắt", bà Kelleher nói.

Intel tin tưởng vào các thay đổi Kelleher đang thực hiện. Nhưng theo Rasgon, sẽ mất 5 năm nữa để biết liệu Intel có đủ khả năng cạnh tranh ngôi đầu hay không.

Bà Ann Kelleher, trưởng bộ phận phát triển công nghệ của Intel

Cơ hội cho Intel

Intel đang đặt tham vọng vào loạt nhà máy chip sắp xây, gồm hai ở Phoenix, hai ở Ohio và một nhà máy trị giá 17 tỷ euro ở Đức. Chi phí cho giai đoạn đầu xây dựng vào khoảng 60 tỷ USD. Riêng ở Mỹ, công ty có thể nhận 12 tỷ USD hỗ trợ xây mới từ đạo luật CHIPS.

Intel sẵn sàng rót tiền nhiều hơn vào sản xuất tại Mỹ. Theo Chuck Wessner, cố vấn cấp cao của Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế ở Washington, Intel có thể thực hiện chính sách xây dựng "trên cơ sở thực tế" đối với các nhà máy tại quê hương thay vì trông chờ vào các khoản hỗ trợ.

Tuy nhiên, ngay cả khi Intel thành công trong kế hoạch đã vạch ra, không có gì đảm bảo công ty sẽ vận hành có lãi thời gian tới. Thực tế, doanh số PC hiện ảm đạm, hãng không còn là đối tác của những công ty lớn như Apple, lại không có tiếng nói ở mảng chip di động. AMD đã tận dụng lợi thế sản xuất vượt trội của TSMC để chiếm 35% thị trường PC.

Ở chiều ngược lại, Mỹ cũng xem Intel là yếu tố thúc đẩy sản xuất chip trong nước. "Vị thế này khiến Washington không còn lựa chọn khác ngoài việc ủng hộ Intel với tư cách là nhà vô địch của Mỹ, một doanh nghiệp đã đầu tư mạnh mẽ trong nhiều thập kỷ", nhà phân tích Al Thompson nhận định.

"30% thị trường PC của họ đã biến mất", Rasgon nói về Intel. "Tên gọi công ty từng đồng nghĩa với ngành công nghiệp máy tính, nhưng giờ mọi thứ chỉ là quá khứ".

Ở lĩnh vực máy chủ, Intel đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt từ những gã khổng lồ điện toán đám mây như Google và Amazon. Thay vì dùng chip Intel, giờ đây họ tự nghiên cứu sản phẩm riêng. Còn ở mảng AI, Nvidia có vị thế tiên phong và đang chi nhiều tiền để giữ vững vị trí số một.

Intel cho biết từ năm tới, công ty sẽ báo cáo riêng kết quả của mảng hoạt động sản xuất. Các giám đốc kỳ vọng hành động này sẽ tạo ra kỷ luật cao hơn trong toàn công ty, buộc bộ phận sản xuất phải chứng tỏ họ có thể tự đứng vững trên đôi chân của mình. Dù vậy, theo giới chuyên gia, việc ày có thể khiến toàn bộ Intel xáo trộn.

Intel bắt đầu đa dạng hóa các kiến trúc chip mới để cạnh tranh, đồng thời tính đến việc sản xuất chip cho các đối tác khác. Cristiano Amon, CEO Qualcomm, nói đó sẽ là "điều tốt", mang lại cho Qualcomm và các công ty khác thêm một lựa chọn đối tác sản xuất.

"Có thể phải nhiều năm nữa, Intel mới có đủ khách hàng lớn sẵn sàng đặt cược vào sản phẩm mới của mình", Giáo sư Shih của Harvard Business School bình luận.