Trung Quốc với mối lo phụ thuộc vào hóa chất đặc biệt từ Nhật Bản trong sản xuất chip

Nhật Bản xem xét cách phản ứng với bản cập nhật mới nhất về các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ đối với ngành công nghiệp bán dẫn Trung Quốc.

Mặc dù chưa có thông báo chính thức nào từ Nhật Bản về việc hạn chế bán chất cản quang cho Trung Quốc, các nhà đầu tư Trung Quốc đã tranh nhau mua cổ phiếu những doanh nghiệp có khả năng hoặc tiềm năng sản xuất chất cản quang (photoresist) thay thế các sản phẩm của Nhật Bản.

Chất cản quang là vật liệu nhạy sáng được sử dụng trong một số quy trình, như quang khắc, để tạo ra lớp phủ bề mặt có hoa văn và là đầu vào chính trong sản xuất chất bán dẫn.

Cổ phiếu Jiangsu Nata Optoelectronic Material Co, nhà sản xuất chất cản quang, tăng 13% lên 34,31 nhân dân tệ. Cổ phiếu Crystal Clear Electronic Material Co (công ty sản xuất vật liệu siêu tinh khiết cho SMIC, ChangXin Memory Technologies và Hua Hong Semiconductor) tăng 7,3% kể từ hôm 6.3 lên 17,71 nhân dân tệ.

Cổ phiếu Shenzhen Rongda Photosensitive và Technology Co và Shenzhen Tongyi Industry Co (cả hai đều chuyên về hóa chất có thể được sử dụng trong một số lĩnh vực, chẳng hạn như sản xuất chip) đã tăng 20% hôm 7.3.

Mặc dù Trung Quốc đã đạt được tiến bộ trong việc sản xuất chất cản quang, Trung Quốc vẫn phụ thuộc vào hàng nhập khẩu, chủ yếu từ Nhật Bản, để sản xuất các sản phẩm tiên tiến, theo một nhà đầu tư ngành chip từ chối nêu tên do tính nhạy cảm của chủ đề này.

“Các nhà sản xuất Trung Quốc có thể sản xuất chất cản quang cho các quy trình trước đó, nhưng chất cản quang cao cấp vẫn rất khó sản xuất trong nước."Nhà đầu tư nói."

Ông bổ sung rằng các nhà sản xuất chất cản quang của Trung Quốc không được tiếp cận với công nghệ tiên tiến, buộc phải tham gia đầu tư cấp thấp vào những lĩnh vực cạnh tranh khốc liệt.

Theo một nghiên cứu năm 2020 của Viện ResearchInChina, việc cung cấp chất cản quang bán dẫn KrF/ArF cao cấp vẫn do các doanh nghiệp Nhật Bản và Mỹ chi phối. Doanh số bán chất cản quang ở Trung Quốc đạt tới 8,74 tỷ nhân dân tệ (1,12 tỷ USD) vào năm 2020, chiếm khoảng 1/7 tổng doanh số toàn cầu.

ArF là viết tắt của khí Argon Flourua, có công thức hóa học ArF.

Khí Krypton Fluorida, còn được gọi là KrF, là một loại khí có công thức hóa học là KrF.

Theo báo cáo, bốn công ty Nhật Bản—JSR, Tokyo Ohka Kogyo, Shin-Etsu Chemical và Fujifilm Electronic Materials—chiếm 3/4 thị trường toàn cầu về các chất cản quang cao cấp này và gần như độc quyền về chất cản quang EUV (in khắc cực tím).

Công ty môi giới Zheshang Securities báo cáo rằng vào tháng 11.2022, tỷ lệ nguồn cung địa phương đối với các chất cản quang cấp cũ, như G-line và I-line, là khoảng 30%. Tuy nhiên, tỷ lệ cung cấp của Trung Quốc giảm xuống 10% với chất cản quang KrF và dưới 2% với chất cản quang Arf và EUV cao cấp.

Theo báo cáo, Trung Quốc sẽ khó bắt kịp vì nước này thiếu các nguyên liệu thô quan trọng cũng như máy móc kiểm tra và xác minh cần thiết.

Báo cáo nêu rõ: “Mặc dù một số doanh nghiệp trong nước đã sản xuất hàng loạt một số chất cản quang KrF, nhưng thị phần của họ rất hạn chế.”.

Các thiết bị và vật liệu chip tiên tiến mà Mỹ xuất khẩu sang Trung Quốc đã được đồng ý tham gia cùng với Nhật Bản và Hà Lan. Hà Lan được dự đoán sẽ hoàn thiện danh sách kiểm soát xuất khẩu vào mùa hè. Mặc dù vẫn chưa đưa ra lựa chọn chính thức về chất cản quang, Nhật Bản đã cấm xuất khẩu hóa chất trong quá khứ.

Hàn Quốc đã được chính phủ Nhật Bản đưa ra khỏi danh sách trắng các quốc gia được miễn kiểm soát xuất khẩu vào tháng 7.2019 do quan hệ hai nước xấu đi sau chiến tranh.

Các hệ thống in thạch bản sử dụng các thông số vật liệu cản quang tương ứng với các bước sóng nguồn sáng khác nhau, từ 365 nanomet với dòng I cấp thấp hơn đến 13,5 nanomet được sử dụng trong phần lớn các hệ thống máy in thạch bản cực tím tiên tiến.

Rất ít doanh nghiệp Trung Quốc đã sản xuất hàng loạt chất cản quang ArF và EUV cho đến nay.

Chất cản quang KrF có thể được sản xuất hàng loạt bởi Beijing Kempur Microelectronics và Xuzhou B&C Chemical Co. Jiangsu Nata Opto đã "phát triển độc lập" một chất cản quang ArF vào cuối năm 2020, nhưng công ty vẫn đang gặp khó khăn trong việc sản xuất hàng loạt hai năm sau đó.

Ngay cả khi có bước đột phá trong nghiên cứu và phát triển, Trung Quốc vẫn sẽ mất nhiều thời gian để sản xuất hàng loạt chất cản quang cao cấp, theo Xuan Jiyou, nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu Kandong có trụ sở tại thủ đô Bắc Kinh.

“Với các sản phẩm cản quang, thời gian xác minh kéo dàiTheo Xuan Jiyou, từ khi sản xuất vật liệu trong phòng thí nghiệm đến khi thử nghiệm thực tế tại dây chuyền sản xuất chip, đây là khoảng thời gian.

“Để chuyển từ nghiên cứu và phát triển sang sản xuất hàng loạt, thường mất từ một năm rưỡi (rất nhanh) đến ba năm (rất chậm).”, ông cho biết thêm.

Do các hạn chế xuất khẩu thiết bị từ Hà Lan, Trung Quốc phải tập trung sản xuất chip cũ.

Kế hoạch hạn chế xuất khẩu công nghệ bán dẫn từ chính phủ Hà Lan sẽ cản trở nỗ lực sản xuất mạch tích hợp (IC) tiên tiến của Trung Quốc nhưng vẫn tạo cơ hội cho nước này tiếp tục sản xuất chip cũ, theo những người trong ngành.

Động thái đó xảy ra sau một thuận giữa Mỹ, Nhật Bản và Hà Lan vào tháng 1 nhằm hạn chế xuất khẩu một số thiết bị sản xuất chip tiên tiến sang Trung Quốc, tạo ra một liên minh mạnh mẽ sẽ làm gián đoạn mong muốn của Bắc Kinh nhằm xây dựng năng lực chip nội địa.

Thông báo của Bộ trưởng Thương mại Hà Lan - Liesje Schreinemacher trong bức thư gửi đến Quốc hội nước này hôm 8.3 không đề cập đến Trung Quốc hoặc nhà sản xuất chip ASML. Tuy nhiên, tuyên bố từ ASML (có trụ sở tại khu đô thị Veldhoven, Hà Lan) cho biết phạm vi của các hạn chế có thể bao gồm cả "TWINSCAN NXT: 2000i và các hệ thống nhúng tiếp theo", đề cập đến dòng máy in thạch bản tia cực tím sâu (DUV) nhúng ArF mới nhất của công ty được ra mắt vào quý 3/2022.

Theo một nhà đầu tư ngành công nghiệp bán dẫn ở Thượng Hải (từ chối nêu tên), bất chấp lệnh cấm đó, việc sản xuất chip của Trung Quốc vẫn sử dụng các nút quy trình cũ không bị ảnh hưởng. Ông mô tả "điểm nghẽn chính của Trung Quốc" là thiết bị sản xuất chip và vật liệu cho các quy trình tinh vi hơn.

Theo báo cáo thường niên từ công ty Hà Lan được công bố vào tháng 2, hệ thống DUV mới nhất của ASML có thể kích hoạt các quy trình sản xuất chip dưới 3 nanomet với hiệu suất lớp phủ được cải thiện đáng kể, cho phép năng suất lên tới 295 tấm wafer (đĩa bán dẫn) mỗi giờ.

Theo Liesje Schreinemacher, các hạn chế thương mại của chính phủ Hà Lan với Trung Quốc sẽ được đưa ra trước mùa hè này.

Mao Ninh, người phát ngôn của Bộ Ngoại giao Trung Quốc, đã thảo luận về các hạn chế thương mại mới từ Hà Lan, chỉ ra sự can thiệp của chính phủ quốc gia châu Âu và trao đổi thương mại bình thường giữa các doanh nghiệp hai nước.

Theo lãnh đạo của một nhà sản xuất thiết bị chip lớn có trụ sở tại Bắc Kinh, hạn chế mới nhất của Hà Lan dự kiến sẽ không ngăn Trung Quốc mua công nghệ sản xuất chất bán dẫn cũ từ ASML và các nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip lớn khác. Ông này tuyên bố rằng sẽ là quá cực đoan nếu cấm Trung Quốc mua thiết bị cho quy trình sản xuất chip hàng chục năm tuổi.

Trung Quốc là nước duy nhất trên thế giới có ngành sản xuất chất bán dẫn lớn tập trung vào các nút quy trình lỗi thời do lệnh trừng phạt thương mại của Mỹ. Ngược lại, Mỹ, Đài Loan, Nhật Bản và một số quốc gia thuộc Liên minh Châu Âu (EU) đang chuyển sang các nút quy trình tiên tiến dưới 10 nanomet.

Sau khi chính quyền Biden triển khai các bản cập nhật vào tháng 10.2022 nhằm hạn chế khả năng của Trung Quốc mua chip tiên tiến, phát triển và bảo trì siêu máy tính cũng như sản xuất bán dẫn tiên tiến, dự đoán về các hạn chế thương mại mới từ hiệp định Mỹ - Nhật Bản - Hà Lan phản ánh sự không chắc chắn ngày càng tăng với tham vọng bán dẫn của Trung Quốc.

Những biện pháp đó từ Mỹ nhằm hạn chế khả năng sản xuất chip logic tiên tiến của Trung Quốc ở quy trình 14 nanomet, chip DRAM ở quy trình 18 nanomet và chip 3D NAND ở quy trình 128 lớp.

Các nhà cung cấp ở nước ngoài tiếp tục nhận các đơn đặt hàng khi chờ đợi thông tin rõ ràng hơn về phạm vi hạn chế thương mại do liên minh do Mỹ dẫn đầu cung cấp. Các công ty bán dẫn Trung Quốc đã tranh nhau dự trữ thiết bị sản xuất chip, linh kiện thay thế và các vật liệu liên quan khác.

Chính phủ Hà Lan cấm xuất khẩu máy in thạch bản DUV kém tiên tiến hơn, đây là trường hợp xấu nhất tiềm ẩn với Trung Quốc có thể xảy ra. Tất cả các thiết bị in khắc bằng tia cực tím đều sử dụng công nghệ laser để khắc một mạch mạch có sẵn lên tấm wafer.

Kể từ năm 2019, ASML, nhà cung cấp hệ thống in thạch bản hàng đầu thế giới cho các nhà sản xuất chip, đã bị cấm bán các máy in thạch bản cực tím tiên tiến nhất của mình cho Trung Quốc.

SMIC, nhà sản xuất chip hàng đầu của Trung Quốc với trụ sở chính tại Thượng Hải, chỉ có kế hoạch sử dụng các quy trình tiên tiến dưới 10 nanomet. Khi bị cấm mua máy in thạch bản cực tím từ ASML vào năm 2019, quá trình phát triển các quy trình tiên tiến để sản xuất hàng loạt của SMIC đã gặp trở ngại. Sau đó, nó đã được thêm vào danh sách đen thương mại (danh sách thực thể) của Mỹ từ tháng 12.2020.

Điều này vô tình đã biến ASML trở thành quân cờ quan trọng để Mỹ ngăn chặn tham vọng chip tiên tiến của Trung Quốc. Năm 2022, Trung Quốc trở thành thị trường lớn thứ ba của ASML.

Tổng doanh thu hệ thống của ASML là 15,4 tỉ euro (16,23 tỉ) vào năm 2022, giảm 36% so với 15,4 tỉ euro trong năm 2021, với các máy in thạch bản tia cực tím sâu nhúng ArF chiếm 34% doanh thu.

Trong cả năm 2021 và 2022, doanh số máy in thạch bản cực tím của ASML chiếm 46% tổng doanh số hệ thống, theo kết quả tài chính của quý 4/2022.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống