Trong bối cảnh cạnh tranh công nghệ toàn cầu ngày càng khốc liệt, ngành công nghiệp bán dẫn của Trung Quốc đang đứng trước nguy cơ bị kìm hãm bởi một mắt xích yếu ít được chú ý: chất cản quang. Đây là vật liệu cực kỳ quan trọng trong quy trình quang khắc – bước then chốt để định hình các vi mạch trên tấm silicon. Theo số liệu mới nhất, hơn 90% chất cản quang phục vụ sản xuất chip tiên tiến hiện nay đến từ Nhật Bản. Điều này khiến Trung Quốc – dù đã có những bước tiến mạnh mẽ trong công nghệ bán dẫn – vẫn phải lệ thuộc vào nguồn cung từ quốc gia láng giềng.

Nhật Bản thống trị nguồn cung chất cản quang toàn cầu

Các tên tuổi lớn như JSR, Tokyo Ohka Kogyo, Shin-Etsu Chemical và Fujifilm hiện kiểm soát phần lớn thị trường chất cản quang thế giới. Đặc biệt trong các dòng cao cấp như ArF (Argon Fluoride) và EUV (Extreme Ultraviolet), Nhật Bản gần như nắm giữ vị trí độc quyền. Những loại chất cản quang này là yếu tố không thể thiếu trong quy trình sản xuất chip hiện đại ở tiến trình 7nm, 5nm hay thậm chí 2nm – nơi đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối ở cấp độ nguyên tử.

Điều đáng lo ngại là nếu chuỗi cung ứng từ Nhật Bản gặp gián đoạn vì lý do địa chính trị hoặc các chính sách kiểm soát xuất khẩu, toàn bộ hệ sinh thái bán dẫn non trẻ của Trung Quốc có thể bị gián đoạn nghiêm trọng.

Trung Quốc đối mặt nguy cơ khủng hoảng chip vì phụ thuộc vào một thứ từ Nhật Bản
Nhật Bản gần như nắm giữ vị trí độc quyền chất cản quang. Ảnh: Internet

Trung Quốc nỗ lực nội địa hóa nhưng vẫn còn khoảng cách lớn

Dù đã đổ hàng tỷ USD vào nội địa hóa vật liệu và thiết bị bán dẫn, Trung Quốc mới chỉ chiếm khoảng 2% thị phần chất cản quang dùng cho chip vào năm 2022. Trong khi đó, phần lớn năng lực sản xuất chất cản quang trong nước lại tập trung vào lĩnh vực in mạch PCB – vốn yêu cầu thấp hơn nhiều so với chất lượng dùng trong sản xuất chip hiện đại.

Các công ty Trung Quốc như Tongcheng New Materials hay Jingrui Optoelectronic đã bắt đầu được chính phủ hậu thuẫn để nghiên cứu và sản xuất chất cản quang ArF và KrF. Theo báo cáo từ TrendForce, năm 2024 ghi nhận một số tiến bộ ban đầu khi Trung Quốc dần xây dựng được chuỗi cung ứng khép kín cho các loại chất cản quang thế hệ cũ. Tuy nhiên, khoảng cách công nghệ giữa Trung Quốc và Nhật Bản trong lĩnh vực này vẫn còn rất xa, đặc biệt là khi xét đến chất lượng, độ tinh khiết và khả năng kiểm soát quá trình quang khắc ở cấp độ nanomet.

Nguy cơ bị bóp nghẹt bởi chính sách xuất khẩu và xung đột địa chính trị

Trong bối cảnh căng thẳng Mỹ - Trung tiếp tục leo thang và Nhật Bản ngày càng nghiêng về phía Mỹ trong các chính sách hạn chế công nghệ với Trung Quốc, nguy cơ gián đoạn nguồn cung chất cản quang là điều hoàn toàn có thể xảy ra. Nếu Nhật Bản thực hiện kiểm soát xuất khẩu hoặc cắt giảm cung ứng các dòng sản phẩm nhạy cảm, Trung Quốc gần như không có phương án thay thế ngay lập tức.

Điều này có thể làm trì hoãn đáng kể các kế hoạch mở rộng sản xuất chip tiên tiến của các công ty Trung Quốc như SMIC, đặc biệt là trong mục tiêu bắt kịp các đối thủ như TSMC (Đài Loan) hay Samsung (Hàn Quốc). Mọi nỗ lực phát triển chip 7nm hay 5nm sẽ trở nên vô nghĩa nếu thiếu chất cản quang tương thích.

Thách thức cho giấc mơ độc lập công nghệ của Trung Quốc

Giấc mơ tự chủ trong ngành bán dẫn của Trung Quốc không chỉ phụ thuộc vào khả năng sản xuất chip, mà còn nằm ở việc làm chủ toàn bộ chuỗi cung ứng – từ vật liệu, thiết bị cho đến phần mềm thiết kế. Trong đó, chất cản quang là một trong những mắt xích khó khăn và dễ bị tổn thương nhất.

Dù các nỗ lực nghiên cứu và đầu tư nội địa vẫn đang tiếp diễn, Trung Quốc sẽ cần thêm nhiều năm nữa để thực sự có thể sản xuất hàng loạt chất cản quang chất lượng cao đạt tiêu chuẩn toàn cầu. Cho đến khi đó, ngành công nghiệp chip của nước này vẫn đứng trước rủi ro lớn nếu có bất kỳ biến động nào xảy ra trong mối quan hệ với các nhà cung cấp Nhật Bản.