Vì sao Trung Quốc vẫn chưa tự chủ được máy quang khắc chip cao cấp
27/10/25
Cỗ máy quang khắc của ASML
Một câu chuyện nhỏ, phản chiếu khoảng cách công nghệ khổng lồ
Một câu chuyện trớ trêu đang được lan truyền trong giới công nghệ bán dẫn đã cho thấy phần nào lý do vì sao Trung Quốc dù đầu tư khổng lồ vẫn chưa thể làm chủ công nghệ quang khắc chip cao cấp. Theo The National Interest, nhóm kỹ sư Trung Quốc mạnh dạn tháo rời một máy quang khắc DUV của ASML - nhà sản xuất hàng đầu thế giới với hy vọng “đảo ngược công nghệ” để học hỏi cấu trúc vận hành bên trong. Tuy nhiên, quá trình này không diễn ra như mong đợi. Chiếc máy trị giá hàng chục triệu USD bị hỏng nặng, buộc họ phải gọi chính đội ngũ kỹ thuật của ASML sang sửa chữa.
Khi tiến hành kiểm tra, các chuyên gia ASML phát hiện máy bị hư hại do việc tháo lắp thiếu chuyên môn, dẫn đến mất cân bằng các hệ thống quang học tinh vi. Dù chưa được xác nhận chính thức, câu chuyện trở thành minh chứng sống động cho thấy khoảng cách công nghệ giữa Trung Quốc và phương Tây, đặc biệt là với ASML - nhà cung cấp duy nhất trên thế giới chế tạo được máy quang khắc EUV tiên tiến.
Sự phức tạp ở cấp độ nguyên tử
Để hiểu vì sao việc sao chép máy quang khắc lại gần như bất khả thi, cần nhìn vào bản chất công nghệ của chúng. Máy DUV của ASML sử dụng laser argon fluoride 193nm chiếu qua một lớp nước đặc biệt. Trong quá trình này, bệ đỡ wafer di chuyển với độ chính xác cực cao – chỉ 2,5 nanomet và có thể xử lý 330 tấm wafer mỗi giờ. Từng thành phần trong cỗ máy đều được đồng bộ hóa qua hàng loạt quy trình bí mật, kết hợp giữa hệ thống cảm biến, điều khiển vòng lặp kín và quang học ZEISS đến từ Đức.
Khi các kỹ sư Trung Quốc tháo rời thiết bị, họ vô tình phá vỡ cấu trúc cân bằng này. Chỉ cần một hạt bụi lọt vào hệ quang học, hoặc sai lệch nhỏ trong bộ đo giao thoa kế, toàn bộ hệ thống sẽ mất hiệu chuẩn và trở nên vô dụng. Hơn nữa, việc lắp ráp lại không đơn thuần là đặt các bộ phận vào đúng vị trí, mà phải tuân theo quy trình được mã hóa, có phần mềm điều khiển đặc biệt và các khóa bảo mật mà chỉ ASML mới nắm giữ.
Công nghệ này không thể “mở ra xem rồi sao chép”, mà là thành quả của hàng chục năm tích lũy tri thức và hàng nghìn quy trình được tinh chỉnh đến mức hoàn hảo.
Tích lũy tri thức - tài sản không thể mua bằng tiền
Những cỗ máy quang khắc hiện đại của ASML không phải sản phẩm của riêng một quốc gia, mà là kết quả hợp tác xuyên lục địa. Hà Lan cung cấp nền tảng kỹ thuật, Đức đóng góp quang học siêu chính xác ZEISS, còn Mỹ mang đến công nghệ laser và phần mềm điều khiển. Công nghệ quang khắc EUV - sử dụng ánh sáng 13,5nm tạo ra từ plasma thiếc - tiêu tốn hàng chục tỷ USD và hơn hai thập kỷ nghiên cứu được tài trợ bởi chính phủ Mỹ và Hà Lan.
Trường hợp của Nhật Bản là minh chứng rõ nét cho sự khắc nghiệt của lĩnh vực này. Trong thập niên 2000, Canon và Nikon từng là những cái tên hàng đầu thế giới về công nghệ quang khắc. Tuy nhiên, khi không duy trì được nguồn vốn nghiên cứu dài hạn như liên minh Mỹ - Hà Lan, Nhật Bản phải rút lui khỏi cuộc đua EUV. Nếu ngay cả Nhật Bản - quốc gia nổi tiếng về kỹ nghệ cơ khí chính xác và đội ngũ kỹ sư hàng đầu - còn thất bại, thì việc Trung Quốc muốn bắt kịp từ một nền tảng thấp hơn trong thời gian ngắn gần như là bất khả thi.
Tác động của lệnh cấm vận công nghệ
Bên cạnh yếu tố kỹ thuật, Trung Quốc còn đối mặt với bức tường cấm vận ngày càng cao từ phương Tây. Từ tháng 1 năm 2024, nước này bị cắt hoàn toàn khỏi nguồn cung cấp máy quang khắc EUV, cũng như các dòng DUV tiên tiến như NXT:2050i và NXT:2100i. Ngay cả dịch vụ bảo trì, cung cấp linh kiện và cập nhật phần mềm cho các máy cũ cũng nằm trong danh sách bị kiểm soát bởi chính phủ Hà Lan.
Điều này khiến các công ty như SMIC buộc phải dựa vào máy DUV đời cũ, kết hợp kỹ thuật multi-patterning – phương pháp khắc nhiều lớp để cố đạt được các nút công nghệ nhỏ hơn. Nhưng phương pháp này tốn thời gian, giảm năng suất và tăng chi phí sản xuất, khiến Trung Quốc càng bị kéo lại phía sau khi thế giới đang tiến vào kỷ nguyên EUV thế hệ mới.
Sự phụ thuộc này không chỉ là bài toán kỹ thuật, mà còn là vấn đề chiến lược. Một khi các chuỗi cung ứng trọng yếu bị kiểm soát bởi phương Tây, con đường tự chủ công nghệ của Trung Quốc càng trở nên gập ghềnh.
Khi tư duy công nghệ chưa bắt kịp thực tiễn
Câu chuyện tháo rời máy ASML không chỉ phản ánh vấn đề kỹ thuật, mà còn phơi bày hạn chế trong tư duy tiếp cận công nghệ của Trung Quốc. Niềm tin “có máy là có công nghệ” cho thấy cách nhìn giản đơn và thiếu kiên nhẫn. Những cỗ máy như của ASML không thể được sao chép bằng tiền bạc, mà phải được xây dựng từ nền tảng tri thức vật lý quang học, cơ học chính xác, vật liệu học và lập trình điều khiển.
Trung Quốc có nhiều kỹ sư tài năng, nhưng vẫn thiếu một hệ sinh thái công nghệ toàn diện - nơi nghiên cứu cơ bản, đào tạo chuyên sâu và hợp tác quốc tế cùng phát triển. Khi thiếu nền móng tri thức, mọi nỗ lực đảo ngược công nghệ chỉ tạo ra những phiên bản không hoàn chỉnh.
Nỗ lực tự chủ và hành trình dài phía trước
Dù đối mặt với nhiều thách thức, Trung Quốc vẫn kiên trì theo đuổi mục tiêu tự chủ trong lĩnh vực quang khắc. Các doanh nghiệp như SMEE hay AMIES nhận được sự hỗ trợ lớn từ chính phủ nhằm phát triển thiết bị trong nước. Đáng chú ý, công ty Yuliangsheng giới thiệu mẫu máy DUV immersion đầu tiên “made in China”, hiện được SMIC thử nghiệm ở mức công nghệ 28nm, với tham vọng tiến tới 7nm bằng kỹ thuật multi-patterning.
Theo kế hoạch, những máy này có thể được thương mại hóa vào khoảng năm 2027. Tuy nhiên, hiệu suất của chúng hiện vẫn chỉ tiệm cận các dòng máy ASML đời cũ, trong khi việc tinh chỉnh để đạt độ ổn định và năng suất cao cần thêm nhiều năm nữa.
Các chuyên gia ước tính ngay cả trong kịch bản thuận lợi nhất, Trung Quốc vẫn cần ít nhất 10-15 năm để đạt đến trình độ chế tạo máy DUV tương đương ASML hiện nay. Và với công nghệ EUV – vốn còn phức tạp hơn nhiều – quãng đường đó có thể kéo dài hàng thập kỷ.
shared via SCMP,
