Gót chân Achilles kìm hãm Trung Quốc tăng tốc trong cuộc đua chế tạo chất bán dẫn

Các chuyên gia cho biết sự phụ thuộc của Trung Quốc vào Nhật Bản đối với một loại hóa chất đặc biệt được sử dụng để sản xuất chip đang gây ra những con sóng ngầm trong ngành, khi Tokyo đang xem xét cách phản ứng trước những biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ đối với ngành công nghiệp bán dẫn của Bắc Kinh.

Năng lực hạn chế của doanh nghiệp trong nước

Theo South China Morning Post, chất cản quang là vật liệu nhạy sáng được sử dụng trong một số quy trình, chẳng hạn như khắc quang, để tạo thành lớp phủ có hoa văn trên bề mặt và là đầu vào chính trong sản xuất chất bán dẫn.

Jiangsu Nata Optoelectronic Material Co - công ty phát triển một loại chất cản quang, đã ghi nhận giá cổ phiếu tăng 13% lên 34,31 nhân dân tệ, trong khi cổ phiếu của Crystal Clear Electronic Material Co - công ty sản xuất vật liệu siêu tinh khiết cho Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) và ChangXin Memory Technologies, đã tăng 7,3% lên 17,71 nhân dân tệ.

Theo một nhà đầu tư trong ngành công nghiệp chip - người từ chối nêu tên do tính nhạy cảm, cho biết mặc dù Trung Quốc đã đạt được những tiến bộ trong việc sản xuất chất cản quang, nhưng nước này vẫn phụ thuộc vào hàng nhập khẩu, chủ yếu đến từ Nhật Bản.

“Các nhà sản xuất trong nước có thể tạo ra chất cản quang cho các công nghệ cũ, nhưng chất cản quang cao cấp vẫn rất khó sản xuất trong nước”, người này cho biết. Ông nói thêm 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 có sự cạnh tranh khốc liệt.

Theo một báo cáo được phát hành bởi viện ResearchInChina vào năm 2020 cho thấy doanh số bán chất cản quang ở Trung Quốc lên tới 8,74 tỷ nhân dân tệ, tức khoảng 1,12 tỷ USD vào năm 2020, chiếm khoảng 1/7 tổng doanh số toàn cầu, nhưng việc cung cấp chất cản quang bán dẫn cao cấp (KrF và Arf) vẫn do các doanh nghiệp Nhật Bản và Mỹ chi phối.

Báo cáo cho biết bốn công ty Nhật Bản, gồm: 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 cực tím (EUV). .

Theo một báo cáo vào tháng 11 năm ngoái của công ty môi giới Zheshang Securities, tỷ lệ nguồn cung địa phương đối với các chất cản quang kiểu cũ, chẳng hạn như G-line và I-line, là khoảng 30%. Tuy nhiên, tỷ lệ cung cấp trong nước giảm xuống 10% đối với chất quang KrF và dưới 2% đối với chất quang Arf và EUV cấp cao.

Báo cáo cho biết Trung Quốc sẽ khó bắt kịp vì nước này thiếu các nguyên liệu thô chính, chẳng hạn như dung môi Styren monomer, nhựa và chất cảm quang, cũng như thiết bị kiểm tra và xác minh.

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

Phụ thuộc vào nguồn cung từ đồng minh của Mỹ

Nhật Bản và Hà Lan đã đồng ý tham gia cùng Mỹ trong việc hạn chế bán các thiết bị và vật liệu chip tiên tiến cho Trung Quốc. Trong đó, Hà Lan dự kiến sẽ hoàn thiện danh sách kiểm soát xuất khẩu của riêng họ vào mùa hè. Và mặc dù Nhật Bản vẫn chưa đưa ra quyết định chính thức về chất cản quang, nhưng trong quá khứ họ đã từng cấm xuất khẩu hóa chất.

Vào tháng 7/2019, chính phủ Nhật Bản đã quyết định loại bỏ Hàn Quốc khỏi danh sách trắng các quốc gia được miễn kiểm soát xuất khẩu đối với một số sản phẩm do quan hệ giữa Tokyo và Seoul xuống mức thấp sau chiến tranh.

Các doanh nghiệp Nhật Bản đã phải xin giấy phép xuất khẩu riêng lẻ cho hydro florua, chất cản quang dùng để in thạch bản cực tím và polyimide flo hóa. Điều này đã giáng một đòn nặng nề vào ngành công nghiệp bán dẫn của Hàn Quốc vì chất cản quang để sản xuất chip khó được chế tạo trong nước.

Các thông số của vật liệu cản quang tương ứng với các bước sóng khác nhau của nguồn sáng được sử dụng trong các hệ thống in thạch bản, từ 365 nm đối với dòng I cấp thấp hơn, đến 13,5 nm được sử dụng trong hầu hết các hệ thống EUV tiên tiến.

Cho đến nay, rất ít công ty Trung Quốc đã đạt được việc sản xuất hàng loạt chất cản quang ArF và EUV. Beijing Kempur Microelectronics và Xuzhou B&C Chemical Co là hai doanh nghiệp có khả năng sản xuất hàng loạt chất cản quang KrF. 

Vào cuối năm 2020, Jiangsu Nata Opto thông báo rằng họ đã “phát triển độc lập” một chất cản quang ArF, nhưng hai năm sau đó, công ty vẫn đang gặp khó khăn trong việc sản xuất hàng loạt.

Theo Xuan Jiyou, nhà nghiên cứu tại viện nghiên cứu Kandong có trụ sở tại Bắc Kinh, 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.

“Đối với các sản phẩm cản quang, thời gian kiểm tra kéo dài” Xuan nói, đề cập đến thời gian từ khi sản xuất vật liệu trong phòng thí nghiệm đến khi thử nghiệm thực tế tại dây chuyền sản xuất chip. “Rất nhanh thì thường mất từ một năm rưỡi còn không thì phải mất đến ba năm để chuyển từ nghiên cứu và phát triển sang sản xuất hàng loạt”.