Huawei vừa thu hút sự chú ý của toàn thế giới khi công bố một phương pháp sản xuất và thiết kế chip hoàn toàn mới. Gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc khẳng định bước đi này có thể giúp hãng vượt qua các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Mỹ, đồng thời thu hẹp khoảng cách công nghệ với các thế lực dẫn đầu ngành bán dẫn toàn cầu như TSMC và Intel.
Thông báo chấn động này được đưa ra bởi bà He Tingbo, người đứng đầu mảng bán dẫn lâu năm của Huawei, tại một hội nghị thượng đỉnh về chip diễn ra ở Thượng Hải hôm thứ Hai. Bước lên sân khấu trong bộ vest xanh thẫm, nữ lãnh đạo vốn luôn kín tiếng này đã dùng chất giọng từ tốn để chia sẻ về hành trình Huawei tái thiết lập toàn bộ các dòng sản phẩm chip kể từ khi bị Mỹ cắt đứt hoàn toàn nguồn tiếp cận công nghệ.
“Tôi từng cảm thấy vô cùng bế tắc, vì vào thời điểm đó, tôi nghĩ rằng việc tìm ra giải pháp là bất khả thi”, bà He chia sẻ bên lề sự kiện. Tuy nhiên, điều giúp họ lật ngược thế cờ chính là sự thay đổi tư duy. Bà bắt đầu tiếp cận vấn đề bằng cách coi đây đơn giản là việc Huawei phải đối mặt với các giới hạn vật lý của Định luật Moore sớm hơn các công ty chip khác 10 năm.
“Chúng tôi đã tìm ra con đường bằng cách chấp nhận và vận hành dưới những giới hạn đó. Không phải đứa trẻ nào sinh ra cũng ở trong một gia đình giàu sang, phú quý. Nhưng ngay cả khi xuất phát điểm của bạn kém lý tưởng, nếu bạn nỗ lực hết mình, bạn vẫn có thể tìm thấy lối đi cho tương lai”, bà bộc bạch.
Bước đột phá của Huawei ngay lập tức được coi là một cú hích lịch sử cho hệ sinh thái sản xuất chip nội địa của Trung Quốc. Cổ phiếu của SMIC, nhà sản xuất chip hàng đầu đất nước và là đối tác chủ chốt của Huawei, đã đóng cửa với mức tăng vọt gần 20% tại Thượng Hải vào thứ Hai, và tiếp tục tăng thêm 13% trong phiên giao dịch sáng thứ Ba.
“Trong 10 năm tới, các sản phẩm và giải pháp của chúng tôi dành cho điện toán di động và điện toán AI chắc chắn sẽ có năng lực cạnh tranh sòng phẳng”, bà He khẳng định.
Dưới đây là 5 điểm mấu chốt cần biết về bước đi chiến lược mới nhất của gã khổng lồ công nghệ Trung Quốc.
Bà He Tingbo
Định luật mới
Huawei tuyên bố đã vượt qua cả giới hạn vật lý của Định luật Moore lẫn tác động từ lệnh trừng phạt thương mại của Mỹ sau 6 năm bị cô lập.
Định luật Moore, vốn là kim chỉ nam lâu năm của ngành bán dẫn, quy định rằng hiệu suất của chip sẽ tăng lên khi có nhiều bóng bán dẫn (transistor) được thu nhỏ và nhồi nhét vào cùng một diện tích chip. Tuy nhiên, việc thu nhỏ kích thước này đang chạm tới giới hạn vật lý và trở nên vô cùng tốn kém.
Để giải quyết bài toán này, Huawei giới thiệu Định luật Định cỡ Tau (Tau Scaling Law). Thay vì tập trung thu nhỏ các phần tử chip về mặt vật lý, phương pháp mới hướng tới việc tối ưu hóa hiệu suất tính toán bằng cách rút ngắn thời gian dữ liệu và tín hiệu di chuyển qua các mạch, chip và toàn bộ hệ thống máy tính.
Đồng thời, Huawei ra mắt phương pháp thiết kế chip mang tên LogicFolding. Công nghệ này xếp chồng các mạch kỹ thuật số, mạch tương tự và bộ nhớ theo chiều dọc để tăng mật độ chip, cải thiện hiệu suất và tiết kiệm điện năng. Bà He ví von khái niệm này giống như việc xây dựng “50 triệu hệ thống thang máy” nối giữa hai thành phố được gấp lại theo chiều dọc, cho phép dữ liệu di chuyển nhanh và hiệu quả hơn gấp nhiều lần.
Huawei xác nhận phương pháp thiết kế phân lớp dọc này đã được áp dụng thành công vào thế hệ vi xử lý Kirin tiếp theo và sẽ xuất hiện trên các dòng điện thoại thông minh cao cấp của hãng ngay từ năm nay. Đây là thành quả sau 6 năm ròng rã của hàng nghìn kỹ sư thuộc toàn bộ hệ sinh thái chip của hãng, bao gồm các đối tác đúc chip, nhà cung cấp thiết bị, phần mềm thiết kế (EDA) và các nhà phát triển hệ thống.
Công nghệ mới có cần đến máy quang khắc EUV tiên tiến nhất?
Câu trả lời là Không. Nữ tướng của Huawei khẳng định phương pháp tiếp cận mới sẽ không phụ thuộc vào các máy quang khắc cực tím siêu xa (EUV) - loại thiết bị tối tân mà Trung Quốc đã bị cấm tiếp cận từ lâu.
Hiện tại, các nhà sản xuất chip hàng đầu như TSMC, Intel và Samsung đều phải phụ thuộc vào máy EUV do tập đoàn ASML (Hà Lan) độc quyền sản xuất để chế tạo chip tiên tiến. Do các hạn chế của Mỹ, ASML đã bị cấm bán các công cụ EUV dòng cao nhất cho Trung Quốc kể từ năm 2019.
Bà He chỉ ra rằng công nghệ quang khắc truyền thống đang tiến dần đến giới hạn vật lý trong việc tạo họa tiết (patterning), và mức giá quá đắt đỏ của máy EUV đang đẩy chi phí sản xuất tấm silicon (wafer) tăng phi mã.
“Thực tế hiện tại là Trung Quốc không có một chiếc máy quang khắc EUV nào, vì vậy con đường công nghệ mới của chúng tôi hoàn toàn không dựa dẫm vào thiết bị EUV. Tôi không tin thiết bị quang khắc là vấn đề cốt lõi ở giai đoạn này. Trên thực tế, nhiều tiến bộ quan trọng của công nghệ chip có rất ít mối liên hệ với thiết bị quang khắc”, bà He trả lời các phóng viên.
Bà chứng minh bằng việc công nghệ LogicFolding đã giúp tăng tới 55% mật độ bóng bán dẫn trên chip Kirin SoC phiên bản 2026. Mức tăng trưởng này đạt được nhờ việc tái cấu trúc không gian của các mạch logic, chứ không phải thông qua một bước quang khắc mới.
Huawei ước tính đến năm 2031, các con chip dựa trên nguyên lý và phương pháp thiết kế mới này có thể đạt hiệu năng tương đương với công nghệ 1,4-nanomet (14 angstrom) của các thế lực dẫn đầu toàn cầu, tức là chỉ chậm hơn lộ trình của TSMC và Intel vài năm.
Nữ tướng đứng sau bước đột phá của Huawei
Bà He là bóng hồng hiếm hoi lãnh đạo trong thế giới bán dẫn vốn do nam giới thống trị. Gia nhập Huawei từ năm 1996, bà đã dành gần ba thập kỷ để dẫn dắt mảng phát triển bán dẫn của tập đoàn, đi lên từ các vị trí kỹ sư nghiên cứu để trở thành Chủ tịch Hiệp hội Khoa học Huawei kiêm Giám đốc bộ phận bán dẫn, lãnh đạo phòng thí nghiệm danh tiếng 2012 Laboratories và công ty chip HiSilicon. Vị thế của bà tại Huawei tương đương với Johny Srouji - vị kiến trúc sư chip huyền thoại tại Apple.
Khác với phần lớn các giám đốc điều hành chip tại Trung Quốc từng du học tại Mỹ rồi trở về nước, bà Hà được đào tạo hoàn toàn trong môi trường giáo dục nội địa. Xuất thân là một kỹ sư vật lý và kỹ sư truyền thông, bà tốt nghiệp thạc sĩ tại Đại học Bưu chính Viễn thông Bắc Kinh.
Trong 20 năm qua, bà đã biến bộ phận chip của Huawei từ một đội ngũ thiết kế nhỏ nhoi thành nhà phát triển chip tiên tiến nhất Trung Quốc đại lục và được thế giới công nhận. Dưới sự chèo lái của bà, Huawei đã xây dựng được một danh mục vi xử lý khổng lồ bao gồm chip điện thoại Kirin, CPU máy chủ Kunpeng và chip AI Ascend - những bộ não cung cấp sức mạnh cho điện thoại thông minh, mạng viễn thông, điện toán đám mây và hệ thống xe tự lái.
Dù gặt hái được thành công ban đầu, Huawei thẳng thắn thừa nhận Định luật mới vẫn chưa phải là một hệ thống hoàn chỉnh và sẽ cần thêm nhiều năm phát triển cũng như sự hợp tác sâu rộng từ toàn ngành. Ví dụ, các phần mềm thiết kế tự động (EDA) sẽ phải được viết lại hoàn toàn để hỗ trợ kiến trúc phân lớp dọc mới này.
Bên cạnh đó, việc gia tăng hiệu suất tính toán theo hệ thống mới đòi hỏi những bước đột phá đồng hành về mặt hiệu suất năng lượng, bởi năng lực tính toán cực đại có thể làm tăng vọt mức tiêu thụ điện và gây áp lực lớn lên hệ thống lưới điện hiện tại. Các giải pháp tản nhiệt đột phá cũng là bài toán bắt buộc phải giải khi chip chồng dọc tỏa ra lượng nhiệt lớn hơn rất nhiều, đặc biệt là trong các hệ thống AI.
Bà He cũng tiết lộ dòng chip AI mới nhất của hãng, sê-ri Ascend 950, đã bắt đầu được bàn giao cho khách hàng và nhận được phản hồi rất tích cực. Dù vậy, bà thừa nhận áp lực cung ứng là rất lớn: “Chúng tôi không ngờ nhu cầu lại cao đến thế, việc sản xuất một khối lượng khổng lồ như vậy đòi hỏi chúng tôi phải nỗ lực rất nhiều để tăng công suất. Chúng tôi thừa nhận vẫn còn những khoảng cách về năng lực cung ứng và năng lực công nghệ, nhưng mỗi thế hệ chip ra đời sau đều tốt hơn thế hệ trước”.
Dự kiến, phải đến ít nhất là năm 2030, Huawei mới có thể áp dụng toàn diện khái niệm thiết kế LogicFolding này lên các dòng chip chủ lực khác như chip AI Ascend và CPU máy chủ Kunpeng.
Tác động sâu sắc đến cục diện ngành chip toàn cầu
Thông báo của Huawei xuất hiện ngay đúng thời điểm toàn ngành bán dẫn thế giới đang đau đầu tìm kiếm giải pháp hậu Định luật Moore. Các tập đoàn dẫn đầu như TSMC và Intel đang dồn lực phát triển công nghệ đóng gói chip tiên tiến (advanced packaging) để kết nối và xếp chồng các chip khác nhau lại nhằm gia tăng hiệu suất. Các ông lớn AI như Nvidia, Google và Amazon cũng đang đi theo lộ trình tương tự để tích hợp chặt chẽ hơn giữa GPU, CPU và chip bộ nhớ.
Nếu bước đột phá của Huawei dẫn đến việc sản xuất thành công với số lượng lớn dòng chip di động Kirin ngay trong năm nay, điều đó chứng minh rằng ngành công nghiệp chip Trung Quốc nói chung đã tìm ra một con đường hoàn toàn mới để thoát khỏi sự kìm kẹp của Washington.
Hơn thế nữa, bà He nhận định kiến trúc chip dựa trên định luật mới này vô cùng thân thiện với quy trình sản xuất của các nhà máy đúc chip. Phương pháp này không chỉ giải cứu các doanh nghiệp bán dẫn Trung Quốc, mà còn có thể mang lại lợi ích cho các đối tác toàn cầu trong kỷ nguyên hậu Định luật Moore.
“Có thể sẽ mất thêm 10 năm nữa, nhưng chúng tôi đã tìm thấy đúng con đường”, bà nói.
Theo: Nikkei
