Trung Quốc ‘tự lực’ ngành chip AI ra sao giữa làn sóng cấm vận từ Mỹ

Trung Quốc ‘tự lực’ ngành chip AI ra sao giữa làn sóng cấm vận từ Mỹ

Trong cuộc đua công nghệ toàn cầu, Trung Quốc đang phải vật lộn để vượt qua các rào cản ngày một gắt gao từ Mỹ, đặc biệt trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất chip trí tuệ nhân tạo (AI). Dù bị siết chặt quyền tiếp cận các công nghệ bán dẫn tiên tiến, quốc gia này vẫn kiên trì thúc đẩy nội lực, tìm cách bứt phá bằng chính những công cụ tự phát triển – đặc biệt là tận dụng trí tuệ nhân tạo.

Bị chặn ở mọi ngả, Trung Quốc tự mở đường

Kể từ khi Mỹ áp đặt các lệnh kiểm soát xuất khẩu nhắm vào chip AI và thiết bị sản xuất liên quan, Trung Quốc đã chi hàng chục tỷ USD để củng cố chuỗi cung ứng nội địa. Song thực tế cho thấy, cả bốn mảng then chốt – thiết kế, sản xuất, thiết bị chế tạo và chip nhớ – đều đang loay hoay tìm chỗ đứng.

Ở mảng thiết kế, các công ty Trung Quốc buộc phải phát triển GPU (bộ xử lý đồ họa) thay thế cho sản phẩm của Nvidia – hãng chip AI số một thế giới. Dẫn đầu là HiSilicon, đơn vị thuộc Huawei, với mẫu chip Ascend 910B và thế hệ tiếp theo là Ascend 910C. Theo chuyên gia Dylan Patel (SemiAnalysis), chip Huawei đã rút ngắn khoảng cách với Nvidia từ hai năm xuống còn một năm. Tuy vậy, chính nhà sáng lập Huawei – ông Nhậm Chính Phi – thừa nhận công nghệ của họ vẫn chậm một thế hệ.

Về sản xuất, Huawei không thể tiếp cận xưởng đúc hàng đầu TSMC do bị Mỹ đưa vào danh sách đen từ 2019. Họ phải chuyển sang sử dụng năng lực của SMIC – nhà sản xuất chip lớn nhất Trung Quốc. SMIC hiện chỉ sản xuất được chip 7nm bằng công nghệ DUV lạc hậu, kém xa chip 3nm của TSMC cả về hiệu suất lẫn khả năng tiêu thụ năng lượng.

Nguyên nhân chính đến từ việc Trung Quốc không thể mua máy quang khắc EUV hiện đại do Hà Lan – quê nhà của tập đoàn ASML – ngưng xuất khẩu theo yêu cầu từ Mỹ. Thay vào đó, các xưởng đúc Trung Quốc phải dùng máy DUV, hiệu suất thấp hơn nhiều. Dù có những nỗ lực tự nghiên cứu, giới phân tích cho rằng phải mất hàng năm, thậm chí hàng thập kỷ, Trung Quốc mới có thể tự sản xuất được thiết bị tương đương.

Không chỉ GPU, Trung Quốc cũng đang bị cản trở ở lĩnh vực chip nhớ – thành phần thiết yếu cho các hệ thống AI. Với việc Mỹ vận động Hàn Quốc và Nhật Bản hạn chế xuất khẩu chip nhớ HBM cao cấp, công ty nội địa CXMT đã bắt tay với XMC và Tongfu để phát triển HBM “made in China”. Tuy nhiên, họ vẫn đang bị các ông lớn như SK Hynix, Samsung và Micron bỏ xa từ 3-4 năm.

Dù khó khăn bủa vây, các chuyên gia cảnh báo phương Tây không nên chủ quan. Quan chức thương mại Mỹ Jeffrey Kessler nhận định Huawei có thể chỉ sản xuất được khoảng 200.000 chip AI trong năm nay, nhưng nhấn mạnh “không nên an tâm” bởi tốc độ bắt kịp của Trung Quốc là rất nhanh.

Huawei đang gia tăng nỗ lực củng cố chuỗi cung ứng nội địa.

Nỗ lực rút ngắn con đường

Trước vòng vây ngày càng siết chặt, Trung Quốc đang đặt cược lớn vào AI để “rút ngắn đường vòng”. Một trong những nỗ lực nổi bật là hệ thống thiết kế chip hoàn toàn mới mang tên QiMeng - do Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) phát triển.

QiMeng là nền tảng thiết kế vi xử lý tự động hóa, sử dụng mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) để đảm nhận các công đoạn mà trước đây phải cần đến đội ngũ kỹ sư hàng chục người trong nhiều tuần. Hiện hệ thống này đã giúp thiết kế hai mẫu CPU: QiMeng-CPU-v1, tương đương với Intel 486 (ra mắt từ năm 1989) và QiMeng-CPU-v2, đạt hiệu suất ngang với ARM Cortex-A53 - dòng chip phổ biến ở smartphone tầm trung.

Cấu trúc ba lớp của QiMeng cho phép tích hợp mô hình vi xử lý, bộ thiết kế phần cứng - phần mềm và các ứng dụng hỗ trợ. CAS tuyên bố, mục tiêu của QiMeng là tăng tốc độ thiết kế, giảm chi phí và tự chủ trong chuỗi phát triển bán dẫn.

Tuy nhiên, vẫn còn khoảng cách rất xa để QiMeng vươn đến trình độ chip hiện đại. Theo báo cáo khoa học công bố gần đây, hệ thống vẫn gặp rào cản do thiếu thiết bị chế tạo tiên tiến, nguồn lực hạn chế và hệ sinh thái thiết kế điện tử tự động chưa hoàn thiện.

Sự phát triển của QiMeng diễn ra trong bối cảnh Mỹ gia tăng áp lực lên các công ty hàng đầu trong ngành tự động hóa thiết kế điện tử (EDA), yêu cầu họ hạn chế hoạt động tại Trung Quốc. Điều này tạo ra một cơ hội cho QiMeng khi Trung Quốc đang tìm kiếm sự độc lập trong ngành công nghiệp bán dẫn. Tuy nhiên, các nhà cung cấp phần mềm EDA như Cadence, Synopsys và Siemens EDA đã áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu mới đối với sản phẩm của họ tại Trung Quốc, nơi ba công ty này chiếm tới 82% doanh thu EDA. Những động thái này dường như cho thấy rằng, Mỹ đã siết chặt kiểm soát xuất khẩu, đe dọa cắt nguồn sống của ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc ngay từ khâu ý tưởng.

Huawei từng giới thiệu công cụ EDA nội địa hỗ trợ tiến trình 14nm, một bước tiến nhỏ nhưng có ý nghĩa quan trọng. Trong khi đó, các công ty như SiCarrier cũng đang chạy đua để phát triển thiết bị sản xuất thay thế cho ASML, với tham vọng gọi vốn 2,8 tỷ USD.

Dù con đường tự lực đầy chông gai, Trung Quốc dường như không có lựa chọn nào khác. Giấc mộng tự chủ công nghệ bán dẫn - từ thiết kế, sản xuất đến phần mềm hỗ trợ - giờ không còn là một lựa chọn, mà là một yêu cầu sống còn để quốc gia này duy trì vai trò cường quốc công nghệ trong kỷ nguyên AI.