Giá GPU bị đẩy cao, PS5 thiếu hàng, Tesla giảm doanh thu: Những cuộc khủng hoảng tất yếu do bản chất của ngành công nghiệp silicon

Khi cơn sốt GPU bùng nổ, thủ phạm đầu tiên mà các game thủ nghĩ đến chắc chắn là thợ đào: Giá Bitcoin tăng chóng mặt đã bất ngờ khiến cơn sốt đào tiền ảo quay trở lại. Nhưng trong một viễn cảnh tốt đẹp hơn, NVIDIA và AMD sẽ tăng cường sản xuất để sản xuất đủ card cho cả game thủ và thợ đào.

Chưa kể, nguồn cung Xbox Series S/X và PlayStation 5 đang thiếu hụt nghiêm trọng trên toàn thế giới. Ngay cả các nhà sản xuất ô tô từ Tesla đến Ford và GM cũng đang phàn nàn về doanh số bán hàng bị mất do thiếu chip. Vậy điều gì đang xảy ra? Tại sao thế giới đột nhiên rơi vào tình trạng thiếu chip nghiêm trọng như vậy?

“Niềm vui” mang tên… Covid-19

Chắc hẳn, câu trả lời đầu tiên xuất hiện trong đầu bạn là “Covid”. Tuy nhiên, điều bạn có thể không nhận ra là sau khi các nhà máy được phép hoạt động trở lại, Covid-19 đã trở thành… niềm vui cho các nhà sản xuất công nghệ cao.

Trên thực tế, Covid-19 đã mang lại một năm rất thành công cho các tập đoàn công nghệ.

Nguyên nhân là khi nhiều quốc gia phải thực hiện giãn cách xã hội, nhu cầu giao tiếp, giải trí và làm việc tại nhà cũng tăng cao. Nhu cầu này tăng đến mức ngành công nghiệp PC, sau nhiều năm suy thoái, đột nhiên quay trở lại mức tăng trưởng kỷ lục 4,8%, cao nhất trong thập kỷ qua (dữ liệu của Gartner). Một phân khúc phần cứng khác cũng quay trở lại tăng trưởng sau nhiều năm suy thoái là máy tính bảng. Từng được coi là “sự đã rồi”, máy tính bảng năm ngoái đã tăng 13,6% (dữ liệu của IDC), một con số mà không ai dám nghĩ đến trong thời kỳ trước Covid.

Ngay cả điện thoại thông minh, danh mục bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi Covid, cũng chỉ giảm 6% (IDC). Với hầu hết người tiêu dùng phải ở nhà, dẫn đến nhu cầu di động giảm, mức giảm 6% không tệ khi xét đến việc điện thoại thông minh đã bão hòa trong vài năm qua: mức giảm vào năm 2019 là 1%.

Tóm lại, nhu cầu về thiết bị điện tử đã tăng mạnh trong năm qua vì Covid. Và đáng ngạc nhiên là ngay cả khi bạn vừa mua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, bạn cũng có thể đã góp phần gây ra cuộc khủng hoảng GPU hiện tại.

Một ngành công nghiệp chia thành hai

Bạn có thể không biết: GPU mang nhãn hiệu NVIDIA không phải do NVIDIA sản xuất

Vì quy trình sản xuất chip đòi hỏi nhiều vốn và rủi ro, nên phần lớn ngành công nghiệp silicon đã chia thành hai nửa. Một nửa tập trung vào thiết kế và sản xuất, bao gồm những cái tên quen thuộc như AMD, NVIDIA, Qualcomm và Apple (thiết kế chip A cho iPhone và iPad và chip M cho máy Mac). Nửa còn lại sở hữu các nhà máy sản xuất chip, bao gồm TSMC, Samsung, UMC, SMIC và Global Foundries (là nhánh sản xuất của AMD được tách ra vào năm 2009).

Tình hình “phân nhánh” khiến các thiết bị điện tử trở thành đối thủ cạnh tranh miễn cưỡng về nguồn cung. Ví dụ, Apple thuê TSMC sản xuất chip A13 cho iPhone 11 trên quy trình 7nm. Nhưng quy trình 7nm của TSMC cũng được sử dụng để sản xuất nhiều CPU Ryzen, GPU Radeon, chip cho PlayStation 5 và Xbox Series X/S (được AMD thiết kế trên kiến ​​trúc Zen 2), cũng như nhiều chip di động khác. Giả sử TSMC ưu tiên Apple (iPhone 11 là điện thoại thông minh bán chạy nhất năm 2020), khả năng sản xuất CPU, GPU và APU của công ty Đài Loan này rõ ràng sẽ giảm.

Một chu kỳ, một nhà máy có thể được nhiều khách hàng “cạnh tranh”.

Intel và Samsung là một trong số ít công ty vừa thiết kế vừa sản xuất chip trên thị trường. Tuy nhiên, Intel cũng đang cân nhắc việc thuê ngoài, và Samsung chỉ sử dụng một phần nhỏ năng lực của mình cho chip của riêng mình. Xu hướng tất yếu của toàn bộ ngành công nghiệp chip là sử dụng một vài nhà sản xuất, và nhu cầu về chip tăng cao – bất kể loại nào – có thể góp phần gây ra một cuộc khủng hoảng như hiện tại không?

Tại sao không trồng?

Câu hỏi đặt ra là, tại sao các nhà sản xuất chip không tăng cường sản xuất để đáp ứng nhu cầu bùng nổ trong đại dịch? Câu trả lời: họ muốn, nhưng họ không thể. Chỉ có TSMC và Samsung có đủ vốn, nhân lực và kinh nghiệm để cùng nhau giải quyết các chương cuối cùng của Định luật Moore: vào năm 2018, cả GlobalFoundries và UMC đều tuyên bố họ sẽ không phát triển quy trình 7nm. Gã khổng lồ Trung Quốc SMIC cũng vừa bắt đầu sản xuất thử nghiệm quy trình 7nm, một hành trình có thể sẽ kết thúc trong thất bại sau khi công ty bị đưa vào danh sách đen thương mại của Hoa Kỳ.

Kết quả là, thị trường sản xuất chip hiện do TSMC và Samsung thống trị. Theo dữ liệu do TrendForce công bố năm ngoái, gã khổng lồ Đài Loan này chiếm 50% thị phần trong khi Hàn Quốc chiếm 17,4%, vượt xa tất cả các đối thủ cạnh tranh khác. Trong một kịch bản giả định mà các công ty khác có thể bắt kịp TSMC và Samsung, họ cũng sẽ phải chi hàng tỷ đô la và mất nhiều thời gian để đạt được 7nm, một cột mốc mà TSMC đã đạt được cách đây ba năm.

Đối với NVIDIA, quyết định chọn Samsung để tránh “cơn sốt TSMC” chỉ là… tránh vỏ dưa và đụng vào vỏ dừa.

Kết quả là, các nhà sản xuất buộc phải dựa vào TSMC và Samsung, và khi cơn sốt tiêu dùng do Covid gây ra ập đến, cả họ và người tiêu dùng đều là nạn nhân. Ví dụ rõ ràng nhất là tình huống trớ trêu của NVIDIA: theo kế hoạch ban đầu, NVIDIA đã thiết kế các mẫu RTX 30 trên quy trình 8nm hơi lỗi thời của Samsung để tránh cạnh tranh với các công ty khác về nguồn cung 7nm của TSMC. Tuy nhiên, thông tin xuất hiện vào tháng 12 rằng sản xuất 8nm của Samsung cũng đang gặp vấn đề… Kết quả là, mặc dù không phải cạnh tranh với Apple hoặc Microsoft về nhà máy, NVIDIA vẫn thiếu GPU để bán.

Càng ngày càng có nhiều người cần

Cuộc chiến cung cấp chip ngày càng không còn chỉ là vấn đề của các nhà sản xuất công nghệ cao. Trong cuộc cách mạng 4.0, những thứ trước đây không sử dụng chip thì giờ đây cần có chip bên trong. Ví dụ, hệ thống máy tính trong xe Tesla hiện đã tiên tiến đến mức có thể chơi Cyberpunk 2077!

Các đối thủ cạnh tranh khác rõ ràng cũng không kém cạnh. Chip quan trọng đến mức GM và Ford đã cắt giảm sản lượng, ghi nhận khoản lỗ 4,5 tỷ đô la trong cuộc khủng hoảng hiện tại. Ô tô đã trở thành một đối tượng tiêu thụ chip khổng lồ.

Bản chất của ngành công nghiệp chip sẽ tiếp tục đẩy thế giới vào các cuộc khủng hoảng trong tương lai.

Tủ lạnh, máy giặt, nồi cơm điện, chuông cửa, tivi… cũng vậy. Nhu cầu về chip sẽ tăng lên từng ngày, nhưng nguồn cung lại cực kỳ hạn hẹp. Mỗi nhà máy mới sẽ cần hàng tỷ đô la tiền vốn ban đầu, chưa kể thời gian xây dựng một nhà máy chip cũng được tính bằng năm… Card màn hình, điện thoại thông minh, ô tô, chuông cửa… sẽ phải liên tục cạnh tranh để giành nguồn cung hạn chế, và sớm muộn gì thế giới cũng sẽ chứng kiến ​​nhiều cuộc khủng hoảng chip nghiêm trọng hơn như hiện nay.