AI tạo sinh bùng nổ, thúc đẩy mạnh mẽ ngành công nghiệp chip

Ngành công nghiệp bán dẫn đã trải qua một chặng đường khá dài kể từ năm 2020 – nhưng có vẻ như thị trường còn nhiều tiềm năng hơn nữa, đặc biệt là với sự quan tâm và thèm muốn ngày càng tăng đối với AI tổng quát (genAI). Cuộc đua về chip nhanh hơn, hiệu quả hơn đã đẩy thị trường lên cao hơn.

Theo dữ liệu mới nhất từ Công cụ theo dõi cạnh tranh của Omdia, ngành công nghiệp bán dẫn đã ghi nhận mức tăng doanh thu đầu tiên vào quý 2 năm 2023 sau 5 quý sụt giảm liên tiếp. Sự tăng trưởng này chủ yếu đến từ sự bùng nổ trong phân khúc AI, dẫn đầu là genAI.

Omdia lưu ý: “Phân khúc xử lý dữ liệu, nhờ sự tăng trưởng của chip AI trong không gian máy chủ, đã tăng 15% so với quý trước (QoQ) và chiếm gần 1/3 doanh thu bán dẫn (31% trong quý 2/2023). Công ty nghiên cứu ghi nhận doanh thu hàng quý tăng 3,8% lên 124,3 tỷ USD trong cùng kỳ.

Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng mức tăng trưởng phù hợp với mô hình lịch sử của tổng thị trường bán dẫn, với doanh thu quý 2 thường tăng 3,4% so với quý 1 (dựa trên dữ liệu của Omdia từ năm 2002 đến năm 2022). 

Báo cáo của Omdia báo hiệu sự tăng trưởng đáng mừng cho ngành bán dẫn sau thời gian suy giảm kéo dài nhất kể từ khi công ty bắt đầu theo dõi thị trường vào năm 2002. GenAI chính là yếu tố đã thúc đẩy thị trường bán dẫn phát triển, và công ty dẫn đầu sự thay đổi này là Nvidia - hãng bán 70% chip AI của thế giới. Do doanh thu bán dẫn trên diện rộng tăng 4,6 tỷ USD so với quý trước nên 2,5 tỷ USD trong doanh thu quý tăng thêm đó chỉ đến từ Nvidia.

Omdia nhắc lại: “Sự tăng trưởng nhanh chóng gần đây về nhu cầu AI sáng tạo, một thị trường mà Nvidia thống trị, đang đẩy Nvidia lên bảng xếp hạng thị phần”. Nvidia đã dẫn đầu sự thay đổi, tăng doanh thu bán dẫn lên 47,5% so với quý trước. Chỉ một năm trước, Nvidia là công ty bán dẫn lớn thứ chín tính theo doanh thu và đến cuối quý 2 năm nay, thứ hạng của công ty này đứng thứ ba.

“Trong khi Nvidia có ảnh hưởng lớn nhất đến thị trường đang phát triển thì hầu hết các công ty lớn cũng đóng góp. Trong số 10 công ty hàng đầu, 8 công ty có doanh thu bán dẫn tăng trong quý 2/2023”, theo báo cáo của Omdia. 

Phân khúc không dây với sự thống trị của điện thoại thông minh là lĩnh vực lớn thứ hai nhưng giảm 3% theo quý do nhu cầu cuối cùng tiếp tục yếu. Mặt khác, lĩnh vực bán dẫn ô tô tiếp tục tăng trưởng, tăng 3,2%.

NHU CẦU GENAI BÙNG NỔ ĐANG GÂY RA NHỮNG KHÓ KHĂN VỀ NGUỒN CUNG CHIP

Trong hội chợ công nghiệp SEMICON Đài Loan gần đây, Chủ tịch Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC) Mark Liu đã chia sẻ những hạn chế về nguồn cung hiện tại đối với chip AI, không phải do thiếu chip vật lý mà là do năng lực hạn chế trong các dịch vụ đóng gói chip tiên tiến, một bước quan trọng trong quá trình sản xuất.

Liu ước tính sẽ mất khoảng 18 tháng thì các hạn chế mới được nới lỏng. Nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới tin rằng việc siết chặt nguồn cung chip AI chỉ là “tạm thời” và có thể giảm bớt vào cuối năm 2024.

“Không phải là thiếu chip AI. Đó là sự thiếu hụt năng lực COWOS (năng lực đóng gói chip tiên tiến) của chúng tôi”, Liu nói bên lề hội chợ công nghiệp SEMICON Đài Loan. Ông cho biết, nhu cầu về COWOS tăng “đột ngột”, tăng gấp ba lần trong một năm. Ông thẳng thắn lưu ý rằng TSMC không thể đáp ứng 100% nhu cầu của khách hàng mà thay vào đó cố gắng hỗ trợ khoảng 80%. “Chúng tôi nghĩ đây chỉ là hiện tượng tạm thời. Sau khi chúng tôi mở rộng công suất đóng gói chip tiên tiến, tình hình sẽ được giảm bớt trong một năm rưỡi”.

Theo Nikkei, COWOS là kỹ thuật đóng gói chip tiên tiến được TSMC phát triển nhằm kết nối các loại chip khác nhau lại với nhau. Quá trình này kết hợp một bộ xử lý đồ họa (GPU) với sáu chip nhớ băng thông cao để cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao và hiệu suất tổng thể cần thiết để đào tạo các mô hình ngôn ngữ lớn sử dụng trong AI. Cả dòng A100 và H100 của Nvidia đều được sản xuất bằng quy trình COWOS của TSMC.

Về cơ bản, nhận xét của Liu về nút thắt trong sản xuất chip AI nhấn mạnh tầm quan trọng của công nghệ đóng gói và xếp chồng chip tiên tiến trong cuộc đua sản xuất chất bán dẫn mạnh hơn và hiệu quả hơn. Ông cho biết ngành công nghiệp bán dẫn nên nắm bắt “sự thay đổi mô hình” về những cách mới để kết nối, đóng gói và xếp chồng chip nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm AI.

Các máy gia tốc AI cao cấp hiện nay có khoảng 100 tỷ bóng bán dẫn và TSMC dự báo rằng sẽ có những con chip có hơn một nghìn tỷ bóng bán dẫn trong vòng 10 năm tới. Nói tóm lại, nhu cầu về sức mạnh tính toán cao hơn sẽ tiếp tục tăng.