Để hiểu tại sao ngành bán dẫn trị giá 450 tỷ USD lại chìm trong cuộc khủng hoảng, hãy nhìn vào một bộ phận trị giá 1 USD được gọi là trình điều khiển (display driver).
Hàng trăm loại chip khác nhau đã tạo nên ngành công nghiệp silicon toàn cầu, với những loại “cao cấp” nhất đến từ Qualcomm và Intel có giá từ 100 USD đến 1.000 USD/chiếc. Những loại chip này được sử dụng để vận hành máy tính lớn hay là những chiếc smartphone mà bạn dùng hàng ngày. Ngược lại, trình điều khiển lại đóng vai trò cực kỳ bình thường: mục đích duy nhất của bộ phận này là truyền những hướng dẫn cơ bản để chiếu sáng màn hình điện thoại, màn hình máy tính hoặc hệ thống định vị.
Vấn đề đối với ngành sản xuất chip đó là không có đủ trình điều khiển. Các công ty phát triển quá mức – đặc biệt là ngành ô tô, khiến ngành chip không thể đáp ứng nhu cầu tăng cao, do đó mức giá cũng tăng vọt. Yếu tố này góp phần gây ra tình trạng thiếu hụt nguồn cung và tăng chi phí đối với các tấm màn hình LCD – các thành phần thiết yếu để sản xuất TV và laptop, cũng như ô tô, máy bay và tủ lạnh cao cấp.
Stacy Rasgon – phụ trách bộ phận ngành bán dẫn tại Sanford C. Bernstein, nhận định: “Đây không phải là bộ phận bạn chỉ cần làm là xong. Nếu có mọi bộ phận khác, nhưng bạn lại không có trình điều khiển, thì sản phẩm không thể được tạo ra.”
Giờ đây, cuộc khủng hoảng thiếu hụt đối với một số bộ phận tưởng như không quan trọng như vậy – ví dụ như chip quản lý năng lượng, đang lan tràn khắp nền kinh tế toàn cầu. Các nhà sản xuất ô tô như Ford Motors, Nissan Motor và Volkswagen đã phải giảm quy mô sản xuất, theo đó ước tính doanh thu ngành này mất hơn 60 tỷ USD trong năm nay.
Tình hình thậm chí có thể trở nên tồi tệ hơn nữa. Cơn bão mùa đông hiếm khi xảy ra lại xuất hiện ở Texas (Mỹ), khiến dây chuyền sản xuất gặp gián đoạn nghiêm trọng. Hơn nữa, vụ hỏa hoạn tại một nhà máy trọng yếu của Nhật Bản cũng buộc cơ sở này phải đóng cửa trong 1 tháng. Mới đây, Samsung cũng cảnh báo về tình trạng “mất cân bằng nghiêm trọng” trong ngành, trong TSMC của Đài Loan cho biết họ không thể đáp ứng kịp nhu cầu dù đang vận hành hơn 100% công suất.
Jordan Wu – nhà đồng sáng lập và CEO của Himax Technologies Co., cho hay: “Tôi chưa từng chứng kiến điều gì như thế này trong 20 năm qua, kể từ khi thành lập công ty. Mọi ngành đều thiếu chip.”
Cuộc khủng hoảng chip toàn cầu được “châm ngòi” từ một tính toán sai lầm khi đại dịch Covid-19 bùng phát vào năm ngoái. Trong bối cảnh Covid-19 lan rộng từ Trung Quốc ra toàn cầu, nhiều công ty dự đoán rằng người tiêu dùng sẽ giảm thời gian sử dụng các thiết bị công nghệ.
Tuy nhiên, khi bị “mắc kẹt” trong nhà, người tiêu dùng bắt đầu mua các thiết bị công nghệ với tốc độ bùng nổ. Họ mua thêm laptop để giúp con mình có thể học từ xa. Họ mua TV 4K, máy chơi game cầm tay, tủ lạnh đựng sữa, nồi chiên không dầu và máy xay để giúp cuộc sống trong thời gian cách ly xã hội bớt nhàm chán hơn. Theo đó, đại dịch Covid-19 đã trở thành sự kiện Black Friday kéo dài.
Trong khi đó, các nhà sản xuất ô tô cũng bất ngờ bị tác động. Họ buộc phải đóng cửa nhà máy trong thời kỳ giãn cách xã hội, khi nhu cầu sụt giảm vì khách hàng không thể đến showroom. Họ yêu cầu các nhà cung cấp ngừng vận chuyển linh kiện, trong đó có chip – bộ phận ngày càng thiết yếu đối với ô tô.
Đến cuối năm ngoái, nhu cầu đối với chip bắt đầu tăng lên. Người tiêu dùng muốn đi ra ngoài nhưng không sử dụng phương tiện công cộng. Các nhà sản xuất ô tô mở cửa trở lại và tìm đến những nhà sản xuất chip như TSMC và Samsung. Dẫu vậy, họ vẫn phải “xếp hàng”. Các nhà sản xuất chip không thể đáp ứng nhu cầu với tốc độ đủ nhanh đối với các khách hàng vốn rất trung thành.
Công ty Himax của Jordan Wu (61 tuổi) đang ở giữa “tâm bão” của đợt bùng nổ nhu cầu đối với ngành chip. Wu thành lập Himax vào năm 2001 cùng anh trai là Biing-seng – hiện là chủ tịch của công ty. Họ bắt đầu sản xuất trình điều khiển vi mạch (driver IC) được dùng cho laptop và bảng điều khiển. Himax niêm yết vào năm 2006 và phát triển song song với ngành sản xuất máy tính, sau đó mở rộng sang smartphone, máy tính bảng và màn hình cảm ứng. Chip của Himax được sử dụng trong nhiều sản phẩm từ điện thoại, TV đến ô tô.
Wu giải thích rằng, ông không thể sản xuất nhiều trình điều khiển hơn bằng cách yêu cầu công nhân làm việc chăm chỉ hơn. Himax thiết kế trình điều khiển sau đó mang đến sản xuất tại các xưởng đúc như TSMC hay United Microelectronics Corp. Chip của Himax được sản xuất theo công nghệ “node hoàn thiện” (mature node) ít tiên tiến hơn các quy trình mới hiện tại. Những chiếc máy khắc lên tấm silicon với chiều rộng từ 16nm trở lên, trong khi chip tiên tiến là 5nm.
“Nút thắt cổ chai” ở đây là các dây chuyền sản xuất chip tiên tiến này đang dần “kiệt sức”. Wu cho biết, đại dịch đã thúc đẩy nhu cầu tăng mạnh mẽ đến mức các đối tác sản xuất không thể sản xuất kịp các trình điều khiển cho toàn bộ tấm nền (panel) của máy tính, TV, máy chơi game cầm tay và toàn bộ những sản phẩm mới mà các công ty đang lắp đặt thêm màn hình như tủ lạnh, nhiệt kế thông minh và hệ thống giải trí trên ô tô.
Việc sản xuất các trình điều khiển vi mạch đối với hệ thống ô tô gặp hạn chế đặc biệt, bởi loại này thường được làm trên đĩa bán dẫn 8 inch thay vì 12 inch. Sumco Corp.,một trong những nhà sản xuất đĩa bán dẫn hàng đầu, cho biết năng lực sản xuất của dây chuyền cho loại đĩa 8 inch là khoảng 5.000 đĩa/tháng vào năm 2020, thấp hơn năm 2017.
Tuy nhiên, không có công ty nào xây dựng dây chuyền sản xuất mature node vì việc này không tạo ra lợi nhuận. Các dây chuyền hiện có đã được tinh chỉnh để cho ra sản lượng gần như hoàn hảo, có nghĩa là các trình điều khiển cơ bản có thể sản xuất với giá dưới 1 USD và các phiên bản cao cấp hơn cũng không có giá chênh lệch lớn. Việc mua thiết bị mới và bắt đầu sản xuất với năng suất thấp hơn đồng nghĩa với chi phí tăng cao.
Wu cho biết: “Việc xây dựng công suất mới là quá tốn kém.” Các công ty cùng ngành như Novatek Microelectronics Corp cũng gặp những hạn chế tương tự.
Sự thiếu hụt đó đang hiện rõ hơn khi giá màn hình LCD tăng đột biến. Giá màn hình LCD 50 inch cho TV đã tăng gấp đôi trong khoảng thời gian từ tháng 1/2020 đến tháng 3/2021. Matthew Kanterman đến từ Bloomberg Intelligence dự đoán rằng giá màn hình LCD sẽ tiếp tăng ít nhất là cho đến quý III. Ông cho biết, tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng đối với các chip trình điều khiển sẽ diễn ra.
Những khó khăn còn trở nên nan giải hơn với tình trạng thiếu kính. Các nhà sản xuất kính lớn cho biết những sự cố ở địa điểm sản xuất đã ảnh hưởng đến họ, trong đó có vụ mất điện tại nhà máy của Nippon Electric Glass Co. hồi tháng 12 và vụ nổ nhà máy AGC Fine Techno của Hàn Quốc hồi tháng 1. Theo đó, hoạt động sản xuất sẽ chậm lại ít nhất là đến mùa hè năm nay.
Ngày 1/4, I-O Data Device Inc. – nhà sản xuất thiết bị ngoại vi máy tính lớn tại Nhật Bản, đã nâng mức giá trung bình của 26 màn hình điều khiển LCD của họ lên mức 5.000 yen – mức tăng lớn nhất kể từ khi công ty này bắt đầu bán màn hình cách đây 2 thập kỷ. Phát ngôn viên của công ty cho biết họ không có lợi nhuận nếu không tăng giá, do chi phí linh kiện leo thang.
Tất cả những yếu tố này đã mang lại lợi thế cho Himax. Doanh số bán hàng của công ty cùng giá cổ phiếu tăng gấp 3 lần kể từ tháng 11. Tuy nhiên, vị CEO không hài lòng. Toàn bộ hoạt động kinh doanh của công ty được xây dựng dựa trên việc phục vụ nhu cầu khách hàng. Do đó, việc Wu không thể đáp ứng yêu cầu của khách vào thời điểm quan trọng khiến không băn khoăn.
Hơn nữa, ông cũng không cho rằng cuộc khủng hoảng – đặc biệt là đối với các bộ phận của ô tô, sẽ sớm kết thúc. Ông nói: “Chúng tôi vẫn chưa đến được vị trí có thể thấy ánh sáng cuối đường hầm.”
Tham khảo Bloomberg
