Startup vực dậy 20 năm mất mát của chip Nhật Bản: Mới 2 năm tuổi đã nhắm làm hàng loạt chip 2 nanomet, hiện chỉ có 600 nhân viên nhưng dám thách thức cả TSMC

Trong 3 tháng nữa, Rapidus sẽ có cơ hội chứng minh rằng mình - một công ty khởi nghiệp do chính phủ tài trợ - có thể sản xuất chip 2 nanomet.

Được thành lập cách đây hơn 2 năm và hiện có hơn 600 nhân viên, tham vọng của công ty này vừa đáng mong đợi, vừa đáng hoài nghi. Nếu tháng 4 thử nghiệm thành công, đây chính xác là dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy Nhật Bản, quốc gia rời khỏi cuộc đua chip tiên tiến kể từ năm 2010, chính thức quay trở lại cuộc chơi.

Tuy nhiên, bất kỳ rắc rối nào, ngay cả một sự chậm trễ tương đối nhỏ, cũng có thể trở thành trở ngại nghiêm trọng đối với công ty và kế hoạch táo bạo sản xuất hàng loạt chip 2nm vào năm 2027. Dự án này dự kiến sẽ tiêu tốn ít nhất 5 nghìn tỷ yên (31 tỷ USD), với ý tưởng là lấy lại những gì mà Nhật Bản từ bỏ.

Các nhà sản xuất chip trong nước như Renesas Electronics, Fujitsu và Toshiba từ lâu đã chuyển sang mô hình kinh doanh không nhà máy để cắt giảm chi phí sau cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu năm 2008, đồng thời ngừng phát triển công nghệ sản xuất vượt quá mức 40nm. Kích thước nanomet nhỏ hơn thường có nghĩa là chip mạnh hơn song lại khó sản xuất. Hiện chỉ có TSMC, Samsung và Intel vẫn đang chạy đua để thu nhỏ chất bán dẫn hơn nữa.

“Rapidus cần chứng minh rằng dây chuyền sản xuất của mình hoạt động hiệu quả”, Kazuhiro Sugiyama, giám đốc tư vấn tại công ty nghiên cứu thị trường Omdia cho biết.

Một bước tiến lớn hướng tới mục tiêu đó đã diễn ra vào ngày 14 tháng 12, khi những chiếc máy quang khắc cực tím (EUV) đầu tiên từ nhà cung cấp ASML của Hà Lan có mặt tại Chitose, Hokkaido. Rapidus là nhà sản xuất chip đầu tiên của Nhật Bản sử dụng thiết bị tiên tiến này và dự kiến quá trình lắp đặt sẽ hoàn tất vào cuối tháng 3.

Nhu cầu về một dự án kiểu Rapidus trở nên rõ ràng sau khi đại dịch COVID và cuộc khủng hoảng Nga-Ukraina làm rung chuyển chuỗi cung ứng. Hisashi Kanazashi, giám đốc chính sách CNTT tại Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI), cho biết vào tháng trước: “Người dân Nhật Bản đã nhận ra tầm quan trọng của chip”.

Jensen Huang, CEO của nhà sản xuất chip Nvidia, đã nhấn mạnh nhu cầu về một giải pháp thay thế cho TSMC trong chuyến thăm Tokyo. “Sản xuất chip Rapidus tại Nhật Bản là một ý tưởng rất hay”, ông cho biết, thừa nhận công ty của mình phụ thuộc rất nhiều vào gã khổng lồ Đài Loan để sản xuất chip AI.

“Mọi công ty, bao gồm cả Nvidia, đều phải kiên cường”, Huang cho biết. “Để có thể kiên cường, chúng tôi phải đa dạng hóa và có sự dự phòng”.

Tuy nhiên, vị CEO này đã không cam kết hợp tác với Rapidus. Thận trọng như vậy là dễ hiểu bởi sản xuất chip tiên tiến là một ngành kinh doanh cực kỳ khó khăn, đòi hỏi nhiều vốn và lực lượng lao động. Là một công ty mới tham gia thương trường, Rapidus sẽ cần nhiều thời gian thuyết phục các khách hàng tiềm năng.

“Điều này sẽ không xảy ra trong một sớm một chiều hoặc trong vài năm”, Clark Tseng, giám đốc cấp cao về thị trường tại SEMI, một tổ chức công nghiệp toàn cầu có trụ sở tại California, cho biết.

Chính phủ cũng nhận thức được rằng Rapidus sẽ mất thời gian để tạo ra một thị trường ngách trong một lĩnh vực vốn do TSMC và Samsung Electronics thống trị. Vào ngày 22 tháng 11, Thủ tướng Shigeru Ishiba chính thức hóa gói 10 nghìn tỷ yên để phát triển ngành công nghiệp AI và chip của đất nước cho đến năm tài chính 2030, trong đó ít nhất 6 nghìn tỷ yên là tiền trợ cấp và hợp đồng của chính phủ.

“Dự án diễn ra suôn sẻ hơn nhiều so với dự kiến của tôi”, Kanazashi nói về quá trình chuẩn bị sản xuất thử nghiệm.

Rapidus hiện đã cử khoảng 150 kỹ sư đến một cơ sở nghiên cứu của IBM ở Albany, New York để đào tạo sản xuất chip 2nm. Theo Chủ tịch Rapidus Tetsuro Higashi, những công nhân này được chia thành 3 nhóm và luân phiên làm việc tại Nhật Bản và New York.

Chia sẻ với Nikkei, IBM cho biết công ty đã có lịch sử lâu dài quan hệ đối tác phát triển chung với các nhà sản xuất chất bán dẫn Nhật Bản trong công nghệ bộ nhớ và logic tiên tiến. Quan hệ đối tác này cho phép cả Nhật Bản và Mỹ củng cố chuỗi cung ứng chip toàn cầu của mình.

“Cuối cùng cũng đến lúc bắt đầu vận hành một dây chuyền thí điểm, sản xuất chip 2nm và để khách hàng thử nghiệm để xem chúng có thể sử dụng được hay không”, Higashi cho biết tại một sự kiện ở Tokyo vào tháng 12.

Các cổ đông hiện tại của Rapidus bao gồm Toyota, NTT, Sony, Denso và Kioxia đều là khách hàng tiềm năng của chip Rapidus. Tuy nhiên, ngoài những khách hàng này, Rapidus vẫn đang phải vật lộn đảm bảo các khoản vay và đầu tư từ khu vực tư nhân. Dự luật đề xuất, được trình lên quốc hội trong năm nay, sẽ khuyến khích các ngân hàng cho Rapidus vay vốn. Theo Kanazashi của METI, chi phí dự kiến sẽ tăng vào cuối năm 2025, khi Rapidus chuẩn bị sản xuất hàng loạt vào năm 2027 với các giao dịch mua EUV bổ sung.

Ngoài chi phí, Rapidus còn phải đối mặt với những rào cản khác, trong đó có một hệ thống thiết kế cho phép Rapidus làm việc với khách hàng để tạo chip theo nhu cầu. Vào tháng 11, Rapidus công bố đang hợp tác với Cadence và Synopsys, hai nhà cung cấp hệ thống thiết kế chip hàng đầu.

“Thành công của doanh nghiệp xưởng đúc phụ thuộc rất nhiều vào năng lực của khách hàng”, Tseng của SEMI cho biết. “Một khách hàng tốt sẽ giúp tăng năng suất sản xuất của bạn rất nhanh chóng”.

Cho đến nay, hầu hết khách hàng của Rapidus là các công ty đầu tư mạo hiểm như Tenstorrent chứ không phải các công ty công nghệ lớn như AWS hay Apple. Higashi của Rapidus cho biết công ty của ông sẽ tìm kiếm cơ hội cung cấp cho các công ty công nghệ lớn trong tương lai. Tuy nhiên, hiện tại, chiến lược của công ty là tập trung vào việc sản xuất chip chuyên dụng cho các ứng dụng AI, thay vì chip đa năng như do Nvidia sản xuất.

“Nếu bạn chậm hơn những người khác, bạn cần phải có khả năng cạnh tranh về giá cả hoặc năng lực công nghệ vượt trội, nếu không sẽ rất khó để sống cùng các đối thủ hàng đầu”, Sugiyama của Omdia cho biết. “Còn quá sớm để đánh giá liệu công ty có thành công hay không. Rapidus đang làm điều này với khoảng vài trăm nhân viên, trong khi TSMC có hàng chục nghìn nhân viên”.

Dẫu vậy, Rapidus vẫn tin rằng chiến lược của mình sẽ giải quyết được lo ngại. Công ty ban đầu chủ yếu nhắm đến các công ty khởi nghiệp sản xuất chip mong muốn tìm giải pháp mới cho AI nhưng gặp khó khăn trong việc ký hợp đồng với TSMC. Esperanto Technologies, một công ty khởi nghiệp của Mỹ tập trung vào việc thiết kế các loại chip ít tốn năng lượng hơn, là một trong những khách hàng như vậy.

“Chúng tôi có những ý tưởng điên rồ để giảm mức tiêu thụ năng lượng của chip và điều đó rất quan trọng. Chúng tôi hợp tác chặt chẽ với TSMC, nhưng hiện nay việc này khó thực hiện”, một đại diện của công ty nói với Nikkei Asia.

Esperanto đã công bố vào tháng 5 rằng họ đang hợp tác với Rapidus để thiết kế và sản xuất chip AI. Người đại diện cho biết nhu cầu tăng cao đối với chip AI đã thôi thúc các công ty nhỏ như Esperanto tìm giải pháp thay thế những ông lớn như TSMC.

“Hầu hết các nhà sản xuất chip lớn đều không muốn thực hiện những thay đổi lớn. Họ đã có những khách hàng lớn. Họ không cần phải làm bất cứ điều gì mới nữa cả”, ông nói. “Rapidus thì cởi mở hơn và sẵn sàng hợp tác với chúng tôi ngay từ giai đoạn đầu”.

Theo: Nikkei Asia