Cỗ máy 300 triệu USD được ca ngợi như 'tuyệt tác kỹ thuật', là mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng chip toàn cầu

Cứ mười lần một giây, một vật thể có hình dạng như hộp bánh pizza dày và cầm một tấm bán dẫn silicon bay lên ở tốc độ nhanh gấp ba lần so với tên lửa có người lái. Trong vài mili giây, nó di chuyển với tốc độ không đổi trước khi bị dừng lại đột ngột với độ chính xác đáng kinh ngạc.

Đây không phải là một thí nghiệm vật lý năng lượng cao. Đây là máy in thạch bản mới nhất được ASML, một nhà sản xuất công cụ sản xuất chip, nhắm mục tiêu chiếu các mẫu chip nano lên các tấm silicon. Vào ngày 5/1, Intel, một gã khổng lồ về chất bán dẫn của Mỹ, đã trở thành chủ sở hữu đầu tiên của các bộ phận đầu tiên của tuyệt tác kỹ thuật này, lắp ráp tại nhà máy của họ ở Oregon.

MẮT XÍCH QUAN TRỌNG

Không giống với vẻ ngoài khiêm tốn giống bất kỳ cỗ máy nào, máy in thạch bản của ASML chứa đầy những điều bất ngờ và nó giúp kết quả kinh doanh của công ty thăng hoa. Giá trị thị trường của công ty đã tăng gấp bốn lần trong 5 năm qua, lên tới 260 tỷ euro (285 tỷ USD), trở thành công ty công nghệ có giá trị nhất châu Âu.

Từ năm 2012 đến năm 2022, doanh thu và thu nhập ròng của công ty đều tăng khoảng bốn lần, lần lượt lên 21 tỷ euro và 6 tỷ euro. Vào cuối năm 2023, tỷ suất lợi nhuận hoạt động của ASML đã vượt 34%, con số đáng kinh ngạc đối với một doanh nghiệp kinh doanh phần cứng. Thậm chí, con số này còn lớn hơn cả Apple, nhà sản xuất điện tử tiêu dùng lớn nhất thế giới.

Nhưng kết quả xuất sắc như vậy có vẻ chưa dừng lại khi ASML sắp báo cáo kết quả hàng quý vào ngày 24/1 tới đây. Công ty nắm giữ độc quyền về một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng quan trọng nhất thế giới: Nếu không có bộ công cụ của ASML thì gần như không thể tạo ra các bộ xử lý máy tính tiên tiến, chẳng hạn như các bộ xử lý dành cho điện thoại thông minh và trung tâm dữ liệu, nơi có trí tuệ nhân tạo (AI) đào tạo.

Với doanh số bán dẫn toàn cầu được dự báo sẽ tăng gấp đôi lên 1,3 nghìn tỷ USD vào năm 2032, mọi quốc gia lớn và mọi nhà sản xuất chip lớn đều muốn có thiết bị của ASML.

Công ty đã trở nên quan trọng trong cuộc cạnh tranh công nghệ Trung-Mỹ đến nỗi, khi nổi lên vào đầu năm, chính quyền của Tổng thống Joe Biden đã ép ASML hủy bỏ kế hoạch giao những chiếc máy cũ hơn của họ sang Trung Quốc.

Tuy nhiên, thành công ngoạn mục của ASML còn được củng cố bởi hai yếu tố khác ít nổi bật hơn. Công ty đã tạo ra một mạng lưới các nhà cung cấp và đối tác công nghệ có thể là mạng lưới gần gũi nhất mà châu Âu có với Thung lũng Silicon.

Và mô hình kinh doanh của công ty kết hợp khéo léo phần cứng với phần mềm và dữ liệu. Những yếu tố thầm lặng này tạo nên thành công của ASML thách thức quan điểm cho rằng châu Âu – nơi được gọi là “lục địa già” đã không có khả năng phát triển một nền tảng kỹ thuật số thành công.

Các máy phức tạp của ASML thực hiện một tác vụ đơn giản. Chúng chiếu bản thiết kế của chip máy tính lên các tấm silicon cảm quang. Marc Hijink, một nhà báo người Hà Lan và là tác giả của cuốn sách mới “Focus—How ASML Conquered the Chip World” giải thích:

"Vào năm 1986, khi mẫu đầu tiên được chuyển giao, các bóng bán dẫn riêng lẻ có kích thước micromet và bộ sản phẩm của công ty gần giống như một chiếc máy photocopy. Ngày nay, với số lượng bóng bán dẫn đã được thu nhỏ lại hàng nghìn lần, thiết bị in thạch bản ASML có thể là thiết bị phức tạp nhất từng được bán trên thị trường".

Thiết bị in thạch bản ASML có thể là thiết bị phức tạp nhất từng được bán trên thị trường.

ASML và các đối tác đã thực hiện thủ thuật thu nhỏ đáng kinh ngạc này bằng kỹ thuật mang hơi hướng khoa học viễn tưởng. Quá trình này bắt đầu bằng những tia laser mạnh đốt cháy những giọt thiếc nóng chảy, mỗi giọt không dày hơn 1/5 sợi tóc người và di chuyển với tốc độ hơn 250 km/h. Điều này tạo ra ánh sáng có bước sóng cực ngắn sau đó được phản chiếu bởi một bộ gương siêu mịn.

Để làm cho tất cả những điều này trở nên xứng đáng với công sức của một nhà sản xuất chip, mẫu máy in thạch bản mới nhất có mức giá tới hơn 300 triệu USD.

TUYỆT TÁC KỸ THUẬT

ASML thuê ngoài hơn 90% chi phí để xây dựng một trong những tuyệt tác kỹ thuật của mình và trực tiếp tuyển dụng ít hơn một nửa trong số 100.000 người ước tính mà công việc này yêu cầu. Điều này một phần là do lịch sử.

Khi công ty được tách ra khỏi Philips, một gã khổng lồ về điện tử của Hà Lan, vào năm 1984, ASML dường như đã “chết yểu”. Ý tưởng xây dựng máy sao chép chip đầy hứa hẹn nhưng thiếu nhiều nguồn lực quan trọng, đặc biệt là không có dây chuyền sản xuất. Thay vào đó, họ dựa vào các nhà cung cấp chuyên nghiệp, nhiều người trong số này cũng từng là đơn vị của Philips, chẳng hạn như VDL, một nhà sản xuất theo hợp đồng.

Gia công phần mềm cũng là một chức năng của công nghệ. Các bộ phận khác nhau của máy in thạch bản tiên tiến đến mức việc thực hiện tất cả những điều đó có thể dễ dàng khiến bất kỳ công ty nào bị choáng ngợp. “Bạn phải quyết định nơi bạn tạo ra nhiều giá trị nhất và để người khác làm phần còn lại”, một cựu nhân viên nội bộ ASML giải thích.

Kinh tế học bán dẫn cũng khuyến khích việc không tự mình làm mọi việc. Ngành công nghiệp chip có xu hướng bùng nổ và phá sản vì nhu cầu lên xuống nhanh hơn nhiều so với mức công suất mà các nhà sản xuất có thể lắp đặt. Giá tăng và giảm khi tình trạng thiếu hụt chuyển sang dư thừa.

Các bộ phận khác nhau của máy in thạch bản tiên tiến đến mức việc thực hiện tất cả những điều đó có thể dễ dàng khiến bất kỳ công ty nào bị choáng ngợp.

Các nhà sản xuất thiết bị sản xuất chip cũng phải trải qua các chu kỳ tương tự. Điều đó khiến việc giữ tất cả tài sản trở nên rủi ro và vì vậy, tốt hơn hết là chuyển một số rủi ro đó sang cho các nhà cung cấp, những người có thể hạn chế rủi ro đó bằng cách phục vụ những khách hàng làm việc theo các chu kỳ kinh doanh khác nhau.

Yêu cầu siêu chuyên môn hóa sẽ ngăn chặn việc tìm nguồn cung ứng kép nhằm giảm thiểu rủi ro vốn phổ biến ở nhiều ngành công nghiệp khác. Trong trường hợp của ASML, nhu cầu kỹ thuật rất cao và khối lượng sản xuất quá thấp (chỉ xuất xưởng 317 máy vào năm 2022) đến mức việc quản lý một số nhà cung cấp cho một bộ phận duy nhất sẽ là không kinh tế ngay cả khi có thể tìm thấy chúng.

Đối với những thành phần quan trọng như tia laser và gương, được sản xuất bởi Trumpf và Zeiss, hai công ty của Đức, điều đó là không thể. Wayne Allan, người phụ trách tìm nguồn cung ứng trong hội đồng quản trị của ASML nói về “sự phụ thuộc đồng thời”.

Kết quả cuối cùng là ASML chủ yếu giới hạn vai trò là kiến trúc sư của hệ thống. Họ quyết định ai làm gì, xác định giao diện giữa các bộ phận chính của máy gọi là “mô-đun” và thực hiện nghiên cứu và phát triển. Cách thiết lập này giúp việc kiểm tra các bộ phận và vận chuyển máy móc trở nên dễ dàng hơn. Họ cũng mang lại cho các nhà cung cấp nhiều tự do hơn, bao gồm cả việc thử nghiệm các công nghệ mới.

Bằng cách đó, ASML đã thực hiện được điều mà Nikon và Canon, hai công ty Nhật Bản từng dẫn đầu thị trường máy in thạch bản, chưa bao giờ làm được.

ASML hiện đang củng cố sự thống trị này bằng cách bổ sung phần cứng của mình bằng phần mềm và dữ liệu.

Sau khi Intel nhận được tất cả các mô-đun cho máy mới của mình, sẽ mất khoảng hai tuần để lắp ráp mọi thứ lại với nhau. Sau đó, việc thích ứng của máy với vị trí mới cũng sẽ mất vài tháng. Các thử nghiệm sẽ thu thập hàng loạt dữ liệu và kích hoạt các điều chỉnh.

Trong số khoảng 5.500 thiết bị mà hãng đã bán ra kể từ khi thành lập cách đây 39 năm, 95% vẫn đang hoạt động và nhiều thiết bị gửi dữ liệu về cho trụ sở chính. Điều đó sẽ làm cho sản phẩm của họ thậm chí còn tốt hơn, dẫn đến sản xuất nhiều chip hơn, từ đó tạo ra nhiều dữ liệu hơn nữa.

Pierre Ferragu của New Street Research, một công ty nghiên cứu, lập luận rằng ngay cả khi Canon, Nikon hay một đối thủ cạnh tranh Trung Quốc cuối cùng cũng chế tạo được những chiếc máy in thạch bản mạnh mẽ như của ASML, thì họ cũng sẽ không thể bắt kịp công ty của Hà Lan này. “Về mặt toán học thì điều đó là không thể, miễn là ASML tiếp tục thu thập dữ liệu từ tất cả các cơ sở được cài đặt”.

Vậy nếu đối thủ không thể lật đổ ASML thì họ có thể làm được gì? Dĩ nhiên, ASML cũng phải đối mặt với một vài thách thức. Vấn đề đầu tiên, không thể thu nhỏ bóng bán dẫn mãi mãi. Kinh tế là một vấn đề khác. Các nhà sản xuất chip có thể chùn bước trước cơn đói dữ liệu của ASML, vốn lan sang các thiết bị được liên kết khác trong nhà máy của họ.

Sau đó là vấn đề địa chính trị. Giá cổ phiếu của ASML giảm sau khi có tin tức về việc hủy giao hàng đến Trung Quốc. Điều đáng lo ngại hơn là nguy cơ các biện pháp kiểm soát xuất khẩu nghiêm ngặt có thể thúc đẩy Trung Quốc xây dựng ngành công nghiệp thiết bị sản xuất chip của riêng mình.

Điều đó một ngày nào đó có thể đe dọa vị trí trung tâm trong ngành của ASML. Tuy nhiên, hiện tại, mạng lưới của công ty và các hiệu ứng mạng của họ vẫn bất khả chiến bại. Hiện tại, không ai có thể nói châu Âu không thể làm công nghệ?

Bảo Linh