xChiplet - một phương pháp mới để đóng gói chip, cho phép nhiều bóng bán dẫn được chứa trong một khối nhỏ gọn với chi phí rẻ hơn nhiều lần.
Ảnh: Tech Unwrapped
Trong năm 2021, công ty khởi nghiệp zGlue tại Thung lũng Silicon đã bán một loạt bằng sáng chế của mình do gặp khó khăn tài chính. Hầu hết các sáng chế của zGlue không có gì đặc biệt, trừ một công nghệ giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất chip. Khoảng 13 tháng sau, công nghệ này đã được Chipuller, một công ty khởi nghiệp tại Thâm Quyến, mua lại và được thêm vào danh mục bằng sáng chế của họ.
Những gì Chipuller đã mua là công nghệ "chiplet" - một phương pháp mới để đóng gói chip, cho phép nhiều bóng bán dẫn được chứa trong một khối nhỏ gọn với chi phí rẻ hơn nhiều lần. Việc chuyển giao công nghệ từ zGlue cho Chipuller chưa được đề cập trước đây, cho đến khi mọi thứ dần được tiết lộ vào đầu năm nay.
Theo phân tích của Reuters về hàng trăm bằng sáng chế ở Hoa Kỳ và Trung Quốc, cũng như hàng chục tài liệu mua sắm, tài liệu nghiên cứu và trợ cấp của chính phủ Trung Quốc, việc chuyển giao công nghệ không được báo cáo trước đây trùng khớp với việc thúc đẩy công nghệ chiplet ở Trung Quốc.
Các chuyên gia trong ngành cho biết công nghệ chiplet thậm chí còn trở nên quan trọng hơn đối với Trung Quốc kể từ khi Hoa Kỳ cấm nước này tiếp cận các máy móc và vật liệu cần thiết để sản xuất những con chip tiên tiến nhất hiện nay.
Chủ tịch Yang Meng của Chipuller nói về công nghệ chiplet trong một cuộc phỏng vấn với Reuters: "Trong các công nghệ chip, có khoảng cách lớn giữa Trung Quốc và Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan. Nhưng về đóng gói chip, Mỹ - Trung đang ở cùng điểm xuất phát".
Chiplet hầu như không được đề cập trước 2021. Nhưng sau đó, công nghệ này được các quan chức Trung Quốc nhắc tới với tần suất ngày một tăng. Theo các tài liệu thu thập được, ít nhất 20 văn bản chính sách từ chính quyền địa phương đến trung ương đề cập đến như một phần của chiến lược rộng lớn hơn "nhằm tăng cường khả năng của Trung Quốc trong các công nghệ then chốt và tiên tiến".
Charles Shi, nhà phân tích chip của công ty môi giới Needham, cho biết: “Chiplet có ý nghĩa rất đặc biệt đối với Trung Quốc do những hạn chế đối với thiết bị chế tạo tấm wafer. Họ vẫn có thể phát triển công nghệ xếp chồng 3D hoặc công nghệ chiplet khác để khắc phục những hạn chế đó. Đó là chiến lược lớn và tôi nghĩ nó thậm chí có thể hiệu quả".
Bắc Kinh đang nhanh chóng khai thác công nghệ chiplet trong các ứng dụng đa dạng như trí tuệ nhân tạo cho đến ô tô tự lái. Hàng loạt các gã khổng lồ công nghệ từ Huawei Technologies cho đến các tổ chức quân sự đang khám phá tiềm năng của công nghệ này.
Lợi thế Chiplet của Trung Quốc
Chiplet có thể có kích thước bằng hạt cát hoặc lớn hơn ngón tay cái và được tập hợp lại với nhau trong một quy trình gọi là đóng gói tiên tiến.
Đây là một công nghệ mà ngành công nghiệp chip toàn cầu ngày càng áp dụng trong những năm gần đây khi chi phí sản xuất chip tăng cao trong cuộc đua chế tạo các bóng bán dẫn nhỏ đến mức chúng hiện được đo bằng số lượng nguyên tử.
Việc liên kết các chiplet chặt chẽ với nhau có thể giúp tạo ra các hệ thống mạnh hơn mà không làm giảm kích thước bóng bán dẫn vì nhiều chip có thể hoạt động như một bộ não.
Các dòng máy tính cao cấp của Apple hiện đang sử dụng công nghệ chiplet, cũng như các con chip cao cấp Intel và AMD.
Khoảng 1/4 thị trường thử nghiệm và đóng gói chip toàn cầu hiện đang nằm ở Trung Quốc, theo Dongguan Securities.
Trong khi một số người cho rằng điều này mang lại lợi thế cho Trung Quốc trong việc tận dụng công nghệ chiplet, Chủ tịch Yang của Chipuller cảnh báo tỷ lệ ngành đóng gói chip của Trung Quốc là "không lớn lắm".
Trong những điều kiện thích hợp, chiplet được cá nhân hóa theo nhu cầu của khách hàng có thể được hoàn thành nhanh chóng, trong "ba đến bốn tháng, đây là lợi thế độc nhất mà Trung Quốc nắm giữ", theo Yang.
Ông Shi của Needham cho biết theo dữ liệu nhập khẩu do cơ quan hải quan Trung Quốc công bố, việc mua thiết bị đóng gói chip của Trung Quốc đã tăng vọt lên 3,3 tỉ USD vào năm 2021 từ mức 1,7 tỉ USD vào năm 2018, mặc dù năm ngoái con số này đã giảm xuống còn 2,3 tỉ USD do thị trường chip suy thoái.
Kể từ đầu năm 2021, các tài liệu nghiên cứu về chiplet bắt đầu xuất hiện bởi các nhà nghiên cứu của Quân đội Giải phóng Nhân dân Trung Quốc và các trường đại học do Quân đội Giải phóng Nhân dân Trung Quốc điều hành, đồng thời các phòng thí nghiệm của nhà nước và trực thuộc PLA đang tìm cách sử dụng chip được sản xuất bằng công nghệ chiplet trong nước theo sáu cuộc đấu thầu được công bố trong quá khứ.
Các tài liệu công khai của chính phủ cũng cho thấy các khoản trợ cấp trị giá hàng triệu USD cho các nhà nghiên cứu chuyên về công nghệ chiplet, trong bối cảnh hàng chục công ty nhỏ hơn đã mọc lên khắp Trung Quốc trong những năm gần đây để đáp ứng nhu cầu trong nước về các giải pháp đóng gói tiên tiến như chiplet.
Công nghệ quan trọng bị bán
Năm 2021, trong bối cảnh căng thẳng Mỹ - Trung, Chipuller mua 28 bằng sáng chế của zGlue, theo dữ liệu từ công ty theo dõi sáng chế IP Anaqua. Việc mua lại được thực hiện qua hai bước, đầu tiên thông qua North Sea Investment đăng ký kinh doanh tại Quần đảo Virgin thuộc Anh, sau đó mới về tay Chipuller.
Việc mua lại được thực hiện thông qua chuyển giao hai bước, đầu tiên thông qua Công ty TNHH Đầu tư Biển Bắc đã đăng ký tại Quần đảo Virgin của Anh, theo Reuters.
Ủy ban Đầu tư nước ngoài tại Hoa Kỳ (CFIUS), một ủy ban đầy quyền lực do Bộ Tài chính đứng đầu, chuyên xem xét các giao dịch để tìm các mối đe dọa tiềm tàng đối với an ninh của Hoa Kỳ, đã không trả lời yêu cầu bình luận của Reuters về việc liệu các giao dịch mua bán như vậy có cần sự chấp thuận của họ hay không.
Tuy nhiên, nhà lập pháp Mike Gallagher nhận định: "Các thực thể ở Trung Quốc không thể không bị trừng phạt, khi họ đã lợi dụng các công ty Mỹ đang gặp khó khăn để chuyển bằng sáng chế sang Trung Quốc".
Yang của Chipuller cho biết luật sư của zGlue đã liên lạc với cả CFIUS và Bộ Thương mại để đảm bảo việc bán hàng cho Biển Bắc sẽ không vi phạm các biện pháp kiểm soát xuất khẩu.
"Mọi thứ đã được thực hiện rất minh bạch và phù hợp với luật pháp", ông Yang nói.
Ông cho biết, luật sư của zGlue đã liên lạc với cả CFIUS và Bộ Thương mại Mỹ để đảm bảo việc bán sáng chế cho North Sea Investment không vi phạm các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ. Dù vậy, cuộc thảo luận được cho là không đề cập đến Chipuller hoặc khả năng một thực thể Trung Quốc sẽ sở hữu các bằng sáng chế trong tương lai.
Được biết trước đó, CFIUS đã đến thăm các văn phòng của zGlue vào năm 2018 để tiến hành một cuộc điều tra.
“Chúng tôi đã dành rất nhiều thời gian để liên lạc với CFIUS,” Yang nói, đồng thời cho biết thêm rằng Chipuller hiện không cung cấp cho bất kỳ quân đội Trung Quốc hoặc các thực thể nào bị Hoa Kỳ trừng phạt.
Chipuller không phải là công ty duy nhất có công nghệ chiplet.
Huawei, gã khổng lồ công nghệ và thiết kế chip của Trung Quốc đã bị đưa vào danh sách hạn chế nhất của Hoa Kỳ, đã tích cực nộp đơn xin cấp bằng sáng chế chiplet.
Huawei đã công bố hơn 900 đơn đăng ký và tài trợ bằng sáng chế liên quan đến chiplet vào năm ngoái tại Trung Quốc, tăng từ 30 đơn vào năm 2017, theo Shayne Phillips, giám đốc giải pháp phân tích của Anaqua.
Theo Reuters, hiện có hàng chục nhà máy ở Trung Quốc đang sử dụng công nghệ chiplet trong quá trình sản xuất, bao gồm các tên tuổi lớn trong lĩnh vực bán dẫn như TongFu Microelectronics, JCET Group và Beijing ESWIN Technology Group. Những công ty này đã nhận tổng vốn đầu tư hơn 40 tỉ nhân dân tệ (5,6 tỉ USD) trong thời gian gần đây.
