Liệu "Định luật Tao" của Huawei chỉ là nước cờ chiến lược hay thực sự báo hiệu ngành chip Trung Quốc đang bước sang level mới?
Theo trang Sohu của Trung Quốc, ngành bán dẫn toàn cầu đang đứng trước một bước ngoặt lịch sử không phải dạng vừa đâu nha!
Trong lúc Định luật Moore - nguyên lý huyền thoại mà ông Gordon Moore (đồng sáng lập Intel) đề xuất từ năm 1965 - đang dần "hết hơi" vì chạm trần vật lý, còn chi phí phát triển các tiến trình siêu xịn thì cứ leo thang không phanh, Huawei vừa tung ra một "át chủ bài" mang tên "Định luật Tao" (Tao Law) với approach hoàn toàn khác biệt.
Định luật Tao này đã "phá đảo" giới hạn cũ, lần đầu tiên đưa ra quy chuẩn phát triển công nghiệp tự chủ trong lĩnh vực bán dẫn toàn cầu - nghe xịn chưa!
Thay vì cứ mải chạy đua thu nhỏ kích thước transistor (những công tắc điện tử siêu mini tạo nên mọi con chip) như cách mà ngành bán dẫn vẫn làm mấy chục năm nay, Huawei cho rằng hiệu năng chip có thể được cải thiện bằng cách tối ưu đồng loạt nhiều khâu: từ vật liệu, linh kiện, thiết kế mạch điện, kiến trúc chip cho đến phần mềm và hệ thống.
Mục tiêu chính là giảm thời gian tín hiệu "chạy" bên trong chip, từ đó tăng tốc độ xử lý tổng thể lên max.
Huawei nhận định đây có thể là hướng đi mới giúp ngành bán dẫn tiếp tục "lên level" khi Định luật Moore đang dần "về hưu".
## Khi Định luật Moore dần "hết phép"
Hơn 50 năm qua, ngành bán dẫn toàn cầu được dẫn dắt bởi hai nguyên lý nền tảng: Định luật Moore (mật độ transistor trên chip tăng gấp đôi sau mỗi 18-24 tháng) và Định luật thu nhỏ Dennard (khi transistor được thu nhỏ, mật độ công suất vẫn giữ ổn định).
Hai định luật này đã tạo nền móng cho sự phát triển của máy tính cá nhân, Internet di động và AI. Nhưng giờ đây, giới hạn của chúng đang ngày càng rõ ràng và mô hình tăng trưởng truyền thống đang gặp nhiều "drama" thật sự.
Ở cấp độ vật lý, khi tiến trình chế tạo tiến sát mốc 3nm và 2nm, hiệu ứng xuyên hầm lượng tử khiến tỷ lệ rò điện tăng vọt, việc tiếp tục thu nhỏ transistor trở nên khó hơn bao giờ hết.
Ông Morris Chang - nhà sáng lập TSMC - từng nhận định rằng sau mốc 2nm, Định luật Moore sẽ "rất chậm", thậm chí có thể dừng hẳn luôn.
Trong khi đó, áp lực kinh tế cũng "không vừa" chút nào. Một nhà máy sản xuất chip 3nm hiện tốn hơn 50 tỷ USD để xây dựng, còn ngân sách R&D thường lên tới hàng chục tỷ USD - con số "khủng" vô cùng!
Trên thế giới hiện chỉ còn TSMC, Samsung và Intel đủ "máu" tài chính để tiếp tục cuộc đua này thôi.
Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Quốc tế (SEMI), tỷ lệ đầu tư R&D của ngành bán dẫn toàn cầu năm 2023 đạt 19,3% doanh thu - mức cao nhất lịch sử - nhưng tốc độ cải thiện hiệu năng vẫn đang... "rùa bò".
Chính vì thế, giới nghiên cứu và truyền thông quốc tế đã nhiều lần đặt câu hỏi về tương lai của ngành. Một số ý kiến thậm chí cho rằng ngành bán dẫn cần một mô hình phát triển hoàn toàn mới thay vì cứ "đu" theo cuộc đua tiến trình mãi.
## "Định luật Tao": Không flex bằng tiến trình, mà bằng hiệu quả hệ thống
Ngày 25/5, tại Hội nghị Quốc tế về Mạch và Hệ thống, bà He Tingbo - Thành viên Hội đồng quản trị Huawei kiêm Chủ tịch Bộ phận Kinh doanh Bán dẫn - đã chính thức công bố "Định luật Tao".
Khác với tư duy truyền thống lấy tiến trình chế tạo làm trung tâm, "Định luật Tao" tập trung vào việc tối ưu độ trễ đường dẫn - một trong những yếu tố quyết định hiệu năng của chip.
Theo Huawei, việc giảm độ trễ đường tới giới hạn không thể đạt được bằng một đột phá đơn lẻ mà phải là kết quả của quá trình tối ưu hóa xuyên suốt toàn bộ chuỗi công nghệ.
Ở cấp độ linh kiện, hãng nghiên cứu các vật liệu mới như gallium oxide và kim cương, đồng thời áp dụng những cấu trúc mới nhằm giảm độ trễ nội tại.
Ở cấp độ mạch điện, Huawei sử dụng "công nghệ gấp logic" (logical folding technology) để rút ngắn đường truyền tín hiệu. Ở cấp độ chip, các công nghệ đóng gói tiên tiến như 3D stacking và Chiplet được triển khai nhằm nâng cao mật độ tích hợp.
Cuối cùng, ở cấp độ hệ thống, phương pháp đồng tối ưu phần cứng và phần mềm được áp dụng để khai thác tối đa hiệu năng của chip.
Trong bài phát biểu, bà He Tingbo nhấn mạnh:
"Việc nén độ trễ đường tới giới hạn không phải là đột phá tại một điểm đơn lẻ, mà là một công trình hệ thống xuyên suốt toàn bộ chuỗi công nghệ."
Đại diện Huawei khẳng định rằng "Định luật Tao" không phải concept lý thuyết suông mà được hình thành từ quá trình phát triển thực tế kéo dài sáu năm - "real deal" đấy nha!
Sau các lệnh trừng phạt của Mỹ năm 2019, Huawei HiSilicon buộc phải đẩy mạnh con đường tự chủ R&D.
Trong giai đoạn này, Huawei đã sản xuất hàng loạt 381 mẫu chip phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau, từ smartphone, máy chủ, ô tô cho tới IoT và công nghiệp.
Điểm đáng chú ý là không ít sản phẩm trong số đó không dùng tiến trình xịn nhất nhưng vẫn đạt hiệu năng cạnh tranh nhờ các cải tiến về kiến trúc và thiết kế hệ thống - "não to" là được!
Ví dụ tiêu biểu là chip AI Ascend 910B ra mắt năm 2023. Dù được sản xuất trên tiến trình 7nm, con chip này đạt năng lực tính toán 256 PFLOPS thông qua tối ưu hóa kiến trúc và được cho là có hiệu năng tương đương nhiều sản phẩm cùng phân khúc dùng tiến trình 4nm.
Điểm "bùng nổ" nhất của "Định luật Tao" không chỉ nằm ở khía cạnh công nghệ mà còn ở ý nghĩa chiến lược.
Trong nhiều thập kỷ, các tiêu chuẩn công nghệ, hệ thống bằng sáng chế và hệ sinh thái bán dẫn toàn cầu chủ yếu được "cầm trịch" bởi Mỹ và châu Âu. Các doanh nghiệp Trung Quốc thường đóng vai trò người theo sau.
Theo số liệu Huawei công bố, tính đến năm 2023, công ty đã nộp hơn 120.000 đơn đăng ký sáng chế liên quan đến lĩnh vực bán dẫn trên toàn cầu - con số "khủng" không phải dạng vừa đâu!
Các bằng sáng chế về chip 5G, kiến trúc AI và đóng gói tiên tiến đều nằm trong nhóm dẫn đầu thế giới.
Bên cạnh đó, việc 381 mẫu chip đã được thương mại hóa thành công giúp Huawei có cơ sở để khẳng định đây không phải ý tưởng "trên mây" mà là phương pháp đã được kiểm chứng trên thị trường thực tế.
Bà He Tingbo cho biết: "Chúng tôi đã dùng sáu năm để chứng minh rằng con đường này là khả thi".
Đồng thời, sự xuất hiện của "Định luật Tao" cũng thu hút sự chú ý của truyền thông quốc tế.
Tờ Financial Times nhận định rằng lý thuyết mới của Huawei đang thách thức quán tính tư duy đã tồn tại hơn nửa thế kỷ trong ngành bán dẫn và có thể làm thay đổi cục diện cạnh tranh toàn cầu.
Trong khi đó, Reuters cho rằng điểm đáng chú ý nhất nằm ở việc mô hình này mở ra một con đường phát triển không phụ thuộc hoàn toàn vào các tiến trình tiên tiến đang bị kiểm soát bởi các biện pháp hạn chế xuất khẩu của Mỹ - "plot twist" thật sự đây!
## Có thể "lật kèo" cuộc chơi?
Trong nhiều năm qua, chiến lược kiềm chế ngành bán dẫn Trung Quốc của Mỹ chủ yếu dựa trên việc hạn chế khả năng tiếp cận các công nghệ sản xuất chip tiên tiến.
Logic của chiến lược này khá rõ ràng: nếu không thể tiếp cận tiến trình 3nm hoặc 2nm, các công ty Trung Quốc sẽ gặp khó khăn trong việc phát triển chip cao cấp.
Tuy nhiên, "Định luật Tao" lại đưa ra một hướng tiếp cận khác hoàn toàn. Thay vì cố gắng cạnh tranh trực tiếp trong cuộc đua thu nhỏ transistor, Huawei tìm cách đạt hiệu năng tương đương thông qua đổi mới hệ thống.
Nếu mô hình này thành công, trọng tâm cạnh tranh của ngành bán dẫn có thể chuyển từ câu hỏi "ai sản xuất transistor nhỏ hơn" sang "ai tối ưu hóa toàn bộ hệ thống hiệu quả hơn" - nghe "chất" chưa!
Điều này đồng nghĩa với việc các yếu tố như vật liệu, thiết kế kiến trúc, đóng gói tiên tiến, phần mềm và tích hợp hệ thống sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng.
Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ (SIA), quy mô thị trường bán dẫn Trung Quốc trong năm 2023 đạt 1,4 nghìn tỷ USD, chiếm hơn 40% thị trường toàn cầu.
Nếu quy mô thị trường này kết hợp với một lộ trình công nghệ mới dựa trên thiết kế sáng tạo, tiến trình trưởng thành và đóng gói tiên tiến, ngành bán dẫn Trung Quốc có thể hình thành một hệ sinh thái phát triển riêng với mức độ tự chủ cao hơn.
Có thể nói rằng, trong bối cảnh ngành bán dẫn toàn cầu đang bước vào giai đoạn mà chi phí và giới hạn vật lý ngày càng trở thành rào cản lớn, "Định luật Tao" của Huawei đã cho thấy một hướng tiếp cận mới: thay vì chỉ dựa vào việc thu nhỏ transistor, hiệu năng tương lai có thể đến từ sự phối hợp tối ưu giữa vật liệu, thiết kế, đóng gói và hệ thống.
Mặc dù còn cần thời gian để kiểm chứng nhưng sự xuất hiện của nguyên lý này đã mở thêm một cuộc tranh luận lớn về con đường phát triển tiếp theo của ngành công nghiệp bán dẫn thế giới - chờ xem thôi nào!
Nguồn: soha.vn
Theo trang Sohu của Trung Quốc, ngành bán dẫn toàn cầu đang đứng trước một bước ngoặt lịch sử không phải dạng vừa đâu nha!
Trong lúc Định luật Moore - nguyên lý huyền thoại mà ông Gordon Moore (đồng sáng lập Intel) đề xuất từ năm 1965 - đang dần "hết hơi" vì chạm trần vật lý, còn chi phí phát triển các tiến trình siêu xịn thì cứ leo thang không phanh, Huawei vừa tung ra một "át chủ bài" mang tên "Định luật Tao" (Tao Law) với approach hoàn toàn khác biệt.
Định luật Tao này đã "phá đảo" giới hạn cũ, lần đầu tiên đưa ra quy chuẩn phát triển công nghiệp tự chủ trong lĩnh vực bán dẫn toàn cầu - nghe xịn chưa!
Thay vì cứ mải chạy đua thu nhỏ kích thước transistor (những công tắc điện tử siêu mini tạo nên mọi con chip) như cách mà ngành bán dẫn vẫn làm mấy chục năm nay, Huawei cho rằng hiệu năng chip có thể được cải thiện bằng cách tối ưu đồng loạt nhiều khâu: từ vật liệu, linh kiện, thiết kế mạch điện, kiến trúc chip cho đến phần mềm và hệ thống.
Mục tiêu chính là giảm thời gian tín hiệu "chạy" bên trong chip, từ đó tăng tốc độ xử lý tổng thể lên max.
Huawei nhận định đây có thể là hướng đi mới giúp ngành bán dẫn tiếp tục "lên level" khi Định luật Moore đang dần "về hưu".
## Khi Định luật Moore dần "hết phép"
Hơn 50 năm qua, ngành bán dẫn toàn cầu được dẫn dắt bởi hai nguyên lý nền tảng: Định luật Moore (mật độ transistor trên chip tăng gấp đôi sau mỗi 18-24 tháng) và Định luật thu nhỏ Dennard (khi transistor được thu nhỏ, mật độ công suất vẫn giữ ổn định).
Hai định luật này đã tạo nền móng cho sự phát triển của máy tính cá nhân, Internet di động và AI. Nhưng giờ đây, giới hạn của chúng đang ngày càng rõ ràng và mô hình tăng trưởng truyền thống đang gặp nhiều "drama" thật sự.
Ở cấp độ vật lý, khi tiến trình chế tạo tiến sát mốc 3nm và 2nm, hiệu ứng xuyên hầm lượng tử khiến tỷ lệ rò điện tăng vọt, việc tiếp tục thu nhỏ transistor trở nên khó hơn bao giờ hết.
Ông Morris Chang - nhà sáng lập TSMC - từng nhận định rằng sau mốc 2nm, Định luật Moore sẽ "rất chậm", thậm chí có thể dừng hẳn luôn.
Trong khi đó, áp lực kinh tế cũng "không vừa" chút nào. Một nhà máy sản xuất chip 3nm hiện tốn hơn 50 tỷ USD để xây dựng, còn ngân sách R&D thường lên tới hàng chục tỷ USD - con số "khủng" vô cùng!
Trên thế giới hiện chỉ còn TSMC, Samsung và Intel đủ "máu" tài chính để tiếp tục cuộc đua này thôi.
Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Quốc tế (SEMI), tỷ lệ đầu tư R&D của ngành bán dẫn toàn cầu năm 2023 đạt 19,3% doanh thu - mức cao nhất lịch sử - nhưng tốc độ cải thiện hiệu năng vẫn đang... "rùa bò".
Chính vì thế, giới nghiên cứu và truyền thông quốc tế đã nhiều lần đặt câu hỏi về tương lai của ngành. Một số ý kiến thậm chí cho rằng ngành bán dẫn cần một mô hình phát triển hoàn toàn mới thay vì cứ "đu" theo cuộc đua tiến trình mãi.
## "Định luật Tao": Không flex bằng tiến trình, mà bằng hiệu quả hệ thống
Ngày 25/5, tại Hội nghị Quốc tế về Mạch và Hệ thống, bà He Tingbo - Thành viên Hội đồng quản trị Huawei kiêm Chủ tịch Bộ phận Kinh doanh Bán dẫn - đã chính thức công bố "Định luật Tao".
Khác với tư duy truyền thống lấy tiến trình chế tạo làm trung tâm, "Định luật Tao" tập trung vào việc tối ưu độ trễ đường dẫn - một trong những yếu tố quyết định hiệu năng của chip.
Theo Huawei, việc giảm độ trễ đường tới giới hạn không thể đạt được bằng một đột phá đơn lẻ mà phải là kết quả của quá trình tối ưu hóa xuyên suốt toàn bộ chuỗi công nghệ.
Ở cấp độ linh kiện, hãng nghiên cứu các vật liệu mới như gallium oxide và kim cương, đồng thời áp dụng những cấu trúc mới nhằm giảm độ trễ nội tại.
Ở cấp độ mạch điện, Huawei sử dụng "công nghệ gấp logic" (logical folding technology) để rút ngắn đường truyền tín hiệu. Ở cấp độ chip, các công nghệ đóng gói tiên tiến như 3D stacking và Chiplet được triển khai nhằm nâng cao mật độ tích hợp.
Cuối cùng, ở cấp độ hệ thống, phương pháp đồng tối ưu phần cứng và phần mềm được áp dụng để khai thác tối đa hiệu năng của chip.
Trong bài phát biểu, bà He Tingbo nhấn mạnh:
"Việc nén độ trễ đường tới giới hạn không phải là đột phá tại một điểm đơn lẻ, mà là một công trình hệ thống xuyên suốt toàn bộ chuỗi công nghệ."
Đại diện Huawei khẳng định rằng "Định luật Tao" không phải concept lý thuyết suông mà được hình thành từ quá trình phát triển thực tế kéo dài sáu năm - "real deal" đấy nha!
Sau các lệnh trừng phạt của Mỹ năm 2019, Huawei HiSilicon buộc phải đẩy mạnh con đường tự chủ R&D.
Trong giai đoạn này, Huawei đã sản xuất hàng loạt 381 mẫu chip phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau, từ smartphone, máy chủ, ô tô cho tới IoT và công nghiệp.
Điểm đáng chú ý là không ít sản phẩm trong số đó không dùng tiến trình xịn nhất nhưng vẫn đạt hiệu năng cạnh tranh nhờ các cải tiến về kiến trúc và thiết kế hệ thống - "não to" là được!
Ví dụ tiêu biểu là chip AI Ascend 910B ra mắt năm 2023. Dù được sản xuất trên tiến trình 7nm, con chip này đạt năng lực tính toán 256 PFLOPS thông qua tối ưu hóa kiến trúc và được cho là có hiệu năng tương đương nhiều sản phẩm cùng phân khúc dùng tiến trình 4nm.
Điểm "bùng nổ" nhất của "Định luật Tao" không chỉ nằm ở khía cạnh công nghệ mà còn ở ý nghĩa chiến lược.
Trong nhiều thập kỷ, các tiêu chuẩn công nghệ, hệ thống bằng sáng chế và hệ sinh thái bán dẫn toàn cầu chủ yếu được "cầm trịch" bởi Mỹ và châu Âu. Các doanh nghiệp Trung Quốc thường đóng vai trò người theo sau.
Theo số liệu Huawei công bố, tính đến năm 2023, công ty đã nộp hơn 120.000 đơn đăng ký sáng chế liên quan đến lĩnh vực bán dẫn trên toàn cầu - con số "khủng" không phải dạng vừa đâu!
Các bằng sáng chế về chip 5G, kiến trúc AI và đóng gói tiên tiến đều nằm trong nhóm dẫn đầu thế giới.
Bên cạnh đó, việc 381 mẫu chip đã được thương mại hóa thành công giúp Huawei có cơ sở để khẳng định đây không phải ý tưởng "trên mây" mà là phương pháp đã được kiểm chứng trên thị trường thực tế.
Bà He Tingbo cho biết: "Chúng tôi đã dùng sáu năm để chứng minh rằng con đường này là khả thi".
Đồng thời, sự xuất hiện của "Định luật Tao" cũng thu hút sự chú ý của truyền thông quốc tế.
Tờ Financial Times nhận định rằng lý thuyết mới của Huawei đang thách thức quán tính tư duy đã tồn tại hơn nửa thế kỷ trong ngành bán dẫn và có thể làm thay đổi cục diện cạnh tranh toàn cầu.
Trong khi đó, Reuters cho rằng điểm đáng chú ý nhất nằm ở việc mô hình này mở ra một con đường phát triển không phụ thuộc hoàn toàn vào các tiến trình tiên tiến đang bị kiểm soát bởi các biện pháp hạn chế xuất khẩu của Mỹ - "plot twist" thật sự đây!
## Có thể "lật kèo" cuộc chơi?
Trong nhiều năm qua, chiến lược kiềm chế ngành bán dẫn Trung Quốc của Mỹ chủ yếu dựa trên việc hạn chế khả năng tiếp cận các công nghệ sản xuất chip tiên tiến.
Logic của chiến lược này khá rõ ràng: nếu không thể tiếp cận tiến trình 3nm hoặc 2nm, các công ty Trung Quốc sẽ gặp khó khăn trong việc phát triển chip cao cấp.
Tuy nhiên, "Định luật Tao" lại đưa ra một hướng tiếp cận khác hoàn toàn. Thay vì cố gắng cạnh tranh trực tiếp trong cuộc đua thu nhỏ transistor, Huawei tìm cách đạt hiệu năng tương đương thông qua đổi mới hệ thống.
Nếu mô hình này thành công, trọng tâm cạnh tranh của ngành bán dẫn có thể chuyển từ câu hỏi "ai sản xuất transistor nhỏ hơn" sang "ai tối ưu hóa toàn bộ hệ thống hiệu quả hơn" - nghe "chất" chưa!
Điều này đồng nghĩa với việc các yếu tố như vật liệu, thiết kế kiến trúc, đóng gói tiên tiến, phần mềm và tích hợp hệ thống sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng.
Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ (SIA), quy mô thị trường bán dẫn Trung Quốc trong năm 2023 đạt 1,4 nghìn tỷ USD, chiếm hơn 40% thị trường toàn cầu.
Nếu quy mô thị trường này kết hợp với một lộ trình công nghệ mới dựa trên thiết kế sáng tạo, tiến trình trưởng thành và đóng gói tiên tiến, ngành bán dẫn Trung Quốc có thể hình thành một hệ sinh thái phát triển riêng với mức độ tự chủ cao hơn.
Có thể nói rằng, trong bối cảnh ngành bán dẫn toàn cầu đang bước vào giai đoạn mà chi phí và giới hạn vật lý ngày càng trở thành rào cản lớn, "Định luật Tao" của Huawei đã cho thấy một hướng tiếp cận mới: thay vì chỉ dựa vào việc thu nhỏ transistor, hiệu năng tương lai có thể đến từ sự phối hợp tối ưu giữa vật liệu, thiết kế, đóng gói và hệ thống.
Mặc dù còn cần thời gian để kiểm chứng nhưng sự xuất hiện của nguyên lý này đã mở thêm một cuộc tranh luận lớn về con đường phát triển tiếp theo của ngành công nghiệp bán dẫn thế giới - chờ xem thôi nào!
Nguồn: soha.vn