Nhật Bản mất vị thế trong lĩnh vực bán dẫn công suất

Tháng 3 năm 2026, ngành công nghiệp bán dẫn công suất của Nhật Bản đã liên tiếp xuất hiện hai tin tức quan trọng đủ sức làm chao đảo cấu trúc ngành trong vòng chưa đầy vài ngày.

Ngày 2 tháng 3, tờ Nikkan Kogyo Shinbun tiết lộ rằng Mitsubishi Electric đã bắt đầu đàm phán với Toshiba về tái cơ cấu hoạt động kinh doanh bán dẫn công suất; chỉ sau bốn ngày, tờ Nihon Keizai Shimbun lại đưa ra một bài báo đột phá khác: tập đoàn linh kiện ô tô DENSO chính thức đề nghị mua lại toàn bộ nhà sản xuất bán dẫn ROHM, với tổng giá trị lên tới 1,3 nghìn tỷ yên Nhật (khoảng 83 tỷ USD), lập kỷ lục về quy mô mua bán sáp nhập trong ngành bán dẫn Nhật Bản những năm gần đây.

Ngay khi tin tức này lan truyền, phản ứng của thị trường đã nhanh chóng phân hóa rõ rệt. Người ủng hộ cho rằng, đây có thể là dấu hiệu mở ra kỷ nguyên hợp nhất ngành bán dẫn công suất Nhật Bản; nhưng cũng có nhà phân tích đặt câu hỏi: hành động của DENSO này thực chất là chiến lược dài hạn hay chỉ là mua đắt một món hàng nóng bỏng?

Dù nhận định thế nào, hai sự kiện này đều hướng tới một thực tế chung — mâu thuẫn cấu trúc lâu dài tích tụ của ngành công nghiệp bán dẫn công suất Nhật Bản đang đồng thời bùng phát dữ dội trong cùng một thời điểm. Vương quốc công nghệ từng thống trị toàn cầu này, nay đang bị buộc phải tìm kiếm lối thoát mới dưới áp lực nội bộ và cạnh tranh bên ngoài đè nặng.

Thời hoàng kim xưa: Những năm tháng rực rỡ của bán dẫn công suất Nhật Bản

Nếu quay ngược thời gian hai mươi năm, đó chính là thời kỳ rực rỡ nhất của ngành bán dẫn công suất Nhật Bản.

Khác với các loại chip logic hay bộ nhớ, bán dẫn công suất ít khi xuất hiện trong tầm mắt công chúng, nhưng lại là thành phần không thể thiếu trong nền văn minh công nghiệp — là chiếc khoá mở dòng điện. Từ động cơ nhà máy, hệ thống truyền động tàu cao tốc, đến điều hòa gia dụng hay các mô-đun chuyển đổi điện năng của ô tô điện, bất cứ nơi nào liên quan đến kiểm soát và chuyển đổi năng lượng điện, hầu như đều không thể thiếu bán dẫn công suất.

Đối với quốc đảo Nhật Bản, nơi phụ thuộc nhập khẩu năng lượng tới 90%, những anh hùng vô hình này không chỉ liên quan đến năng lực cạnh tranh của ngành công nghiệp mà còn mang ý nghĩa chiến lược không thể xem nhẹ.

Trong bảng xếp hạng toàn cầu các nhà sản xuất bán dẫn công suất của Omdia năm 2021, Mitsubishi Electric xếp thứ 4 thế giới, Fuji Electric thứ 5, Toshiba thứ 6, Renesas Electronics thứ 9, ROHM thứ 10 — năm công ty Nhật Bản cùng lọt vào top 10, chiếm hơn 20% thị phần toàn cầu.

Phía sau con số này là thành quả tích lũy kỹ thuật suốt nửa thế kỷ của Nhật Bản, thể hiện rõ qua quyền lực trong chuỗi cung ứng. Năm công ty này đã xây dựng nền móng công nghệ vững chắc trong các linh kiện cốt lõi như IGBT (Transistor Bipolar Lưới cách ly) và MOSFET, nhờ kiểm soát chất lượng cực kỳ chính xác và phản ứng cực nhanh với yêu cầu tùy biến của khách hàng, đã giành được lòng tin của khách hàng công nghiệp và ô tô toàn cầu.

Chính phủ Nhật Bản cũng đặt mục tiêu lớn: dự thảo chiến lược năm 2024 rõ ràng đề ra mục tiêu nâng tỷ lệ thị phần toàn cầu của doanh nghiệp Nhật từ khoảng 20% lên 40% trước năm 2030, biến bán dẫn công suất thành trụ cột tăng trưởng mới của ngành sản xuất Nhật Bản. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) liên tục cấp trợ cấp — trong đó, liên minh Fuji Electric và DENSO nhận 705 tỷ yên, còn ROHM hợp tác với Toshiba được cấp 1.294 tỷ yên, rõ ràng thể hiện ý đồ chính sách rõ ràng.

Tuy nhiên, ngay khi kế hoạch còn đang rực rỡ nhất, thực tế đã bắt đầu diễn biến theo chiều ngược lại với tốc độ rõ rệt.

Ảnh hưởng từ Trung Quốc: Cánh cửa kép của thị trường cuối cùng và chuỗi cung ứng chip

Khó có thể hiểu rõ tình cảnh của bán dẫn công suất Nhật Bản nếu không xem xét biến số Trung Quốc. Trong năm năm qua, tác động của Trung Quốc đối với Nhật Bản là hai chiều: vừa mất đi thị trường cuối cùng, vừa vượt qua trong chuỗi cung ứng chip.

Trước tiên, thị trường cuối cùng. Ô tô điện là lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của bán dẫn công suất, đặc biệt là các linh kiện SiC (Silicon Carbide). Các doanh nghiệp Nhật kỳ vọng vào làn sóng điện hóa toàn cầu sẽ thúc đẩy nhu cầu bùng nổ, nhưng thực tế lại rất phũ phàng: tỷ lệ xe điện nội địa Nhật mới chỉ chưa tới 10%, còn kém xa mức hơn 60% của Trung Quốc.

Các hãng xe Nhật như Toyota, Honda đã gắn bó sâu sắc với ROHM, Mitsubishi Electric, Fuji Electric, dựa trên giả định rằng ngành ô tô Nhật sẽ nhanh chóng điện khí hoá. Nhưng khi giả định này không thành hiện thực, khoản đầu tư lớn sẽ kéo dài thời gian thu hồi vốn vô hạn.

Tiếp theo là tác động từ chuỗi cung ứng.

Đầu tiên là các linh kiện silicon như IGBT và MOSFET. IGBT là một trong những linh kiện quan trọng nhất của bán dẫn công suất, là thành phần không thể thiếu trong hệ thống ba điện của ô tô điện — gồm động cơ, điều khiển điện và quản lý pin. Đây cũng là sản phẩm có giá trị gia tăng cao mà Nhật Bản tự hào lâu nay, Mitsubishi Electric và Fuji Electric luôn giữ vị thế chiếm ưu thế trong thị trường module IGBT toàn cầu.

Thị trường ô tô mới và biến tần năng lượng mặt trời bùng nổ toàn cầu đã thay đổi hoàn toàn cục diện cạnh tranh của ngành IGBT. Các doanh nghiệp nội địa Trung Quốc đã nhanh chóng nổi lên dựa trên nhu cầu của hai thị trường này, như CRRC Times Electric, StarPower Semiconductor, BYD Semiconductor, China Resources Micro, trở thành các lực lượng trung tâm.

Song song đó, các doanh nghiệp Trung Quốc đã hình thành mô hình tích hợp “thiết bị + module + hệ thống hoàn chỉnh”, điển hình là BYD Semiconductor, đồng thời phát triển chip IGBT, module công suất và hệ thống truyền động điện, phù hợp với yêu cầu cạnh tranh hệ thống của thời đại xe điện. Trong khi đó, các doanh nghiệp Nhật Bản lại quá phụ thuộc vào thị trường công nghiệp tăng trưởng chậm, đánh giá thị trường xe điện còn bảo thủ, dẫn đến chậm mở rộng sản xuất. Thêm vào đó, chi phí sản xuất cao và chuỗi cung ứng bảo thủ khiến họ dần bị các nhà sản xuất Trung Quốc chiếm lĩnh thị phần.

Tương tự MOSFET và IGBT, trong các ứng dụng điện tử tiêu dùng, biến tần công nghiệp, điều khiển thiết bị gia dụng ở mức trung và thấp, các nhà sản xuất Trung Quốc đã tận dụng lợi thế về chi phí và nhu cầu thị trường rộng lớn để thay thế sớm hơn và triệt để hơn so với Nhật Bản. Các hãng như Huajin Micro, Silan Micro đã chiếm hơn 10% thị phần MOSFET toàn cầu, trong khi các nhà sản xuất Nhật vốn mạnh về phân khúc trung và thấp đã bị thay thế từ lâu.

Có thể nói, trên chiến trường silicon, các nhà sản xuất Nhật đã từ vị thế phòng thủ giữ thị phần, dần dần chuyển sang dựa vào các mô-đun cao cấp và lĩnh vực công nghiệp đặc thù.

Tiếp theo, nói về SiC (Silicon Carbide) — linh kiện bán dẫn công suất đang rất nóng hiện nay. Chuỗi giá trị của SiC gồm hai phần: phía trên là sản xuất nền (substrate), cực kỳ khó khăn, kiểm soát tỷ lệ thành công là yếu tố then chốt; phía dưới là chế tạo linh kiện, hoàn thiện mạch và đóng gói trên nền đó. Nhật Bản có lợi thế truyền thống ở phần linh kiện, đặc biệt là ROHM từng đại diện cho khả năng tích hợp dọc SiC MOSFET cao nhất thế giới.

Tuy nhiên, nền là yếu huyệt của toàn bộ chuỗi. Chi phí năng lượng chiếm tới 30-40% tổng chi phí sản xuất nền SiC. Giá điện rẻ của Trung Quốc đã tạo điều kiện cho các nhà sản xuất nội địa phát triển nhanh chóng. Trong giai đoạn 2022-2025, hai công ty Tianyue Advanced và Tianke Heda đã nhanh chóng vươn lên từ vị trí theo sau thành các nhà thống lĩnh thị trường.

Thị trường nền SiC toàn cầu đã hoàn toàn thay đổi. Tianke Heda chiếm khoảng 17,3% thị phần toàn cầu, đứng thứ hai; Tianyue Advanced chiếm khoảng 17,1%, đứng thứ ba, tổng cộng đã vượt quá một phần ba thị trường thế giới. Nhà máy nền dẫn điện của Tianyue tại Lâm An, Thượng Hải đã đạt công suất 300.000 viên/năm, với kế hoạch dài hạn là 960.000 viên; Tianke Heda có các cơ sở tại Bắc Kinh, Giang Tô, Thâm Quyến, riêng tại Thâm Quyến, năm 2024 đã đạt công suất 250.000 viên nền và ngoại biên. Đặc biệt, Tianyue Advanced đã đi đầu trong sản xuất nền 8 inch, và đã ra mắt nền 12 inch, số lượng chip trên mỗi wafer tăng hơn 40%.

Chênh lệch về chi phí cũng đã lên đến mức đáng kinh ngạc. Hiện tại, chi phí sản xuất nền SiC trong nước đã thấp hơn khoảng 60% so với hàng nhập khẩu. Theo thông tin, chi phí sản xuất nền SiC 6 inch của Trung Quốc khoảng 18.000 yên Nhật (khoảng 120 USD), còn hàng tương tự của Nhật Bản là 40.000 yên (khoảng 270 USD). Khoảng cách này khiến bất kỳ nhà sản xuất linh kiện Nhật nào phụ thuộc vào nền nhập khẩu đều như đang thi đấu với đối thủ bị trói tay sau lưng.

Nếu nền đã vượt qua Trung Quốc, thì việc Trung Quốc bắt kịp trong phần linh kiện SiC cũng đang rút ngắn thời gian một cách rõ rệt.

Việc chế tạo linh kiện SiC đòi hỏi độ chính xác cực cao — đặc biệt là các quy trình etching, ion implantation và oxi hóa của SiC, yêu cầu kiểm soát lỗi nghiêm ngặt hơn nhiều so với silicon. Ba năm trước, ngành công nghiệp thường cho rằng khoảng cách công nghệ giữa Trung Quốc và Nhật Bản, châu Âu trong lĩnh vực linh kiện SiC là 3-5 năm; nhưng ngày nay, nhờ đà công nghệ bắt kịp, các tổ chức đánh giá đã điều chỉnh thời gian này xuống còn dưới 3 năm, có phân ngành còn chỉ còn 2-3 năm.

Dữ liệu cho thấy, năm 2024, quy mô thị trường linh kiện SiC của Trung Quốc khoảng 20 tỷ nhân dân tệ (khoảng 3 tỷ USD), tăng trưởng 50% mỗi năm, dự kiến đến 2028 sẽ vượt quá 40 tỷ nhân dân tệ (khoảng 6 tỷ USD). Trong thị trường linh kiện SiC toàn cầu, thị phần của các nhà sản xuất nội địa Trung Quốc từ 7,1% năm 2022 đã tăng lên khoảng 13,4% năm 2024.

Với các nhà sản xuất Nhật Bản, thách thức lớn nhất không chỉ là sự bắt kịp của các doanh nghiệp Trung Quốc ở phần linh kiện, mà còn là chính mô hình kinh doanh tích hợp dọc đang bị chính mình tự phản đòn trong bối cảnh cạnh tranh hiện tại.

Các doanh nghiệp Nhật tự hào về mô hình IDM (tích hợp dọc toàn bộ chuỗi), tự chủ từ nền đến đóng gói linh kiện. Trong thời kỳ có hàng rào kỹ thuật cao, ít đối thủ cạnh tranh này là lợi thế cạnh tranh; nhưng khi các doanh nghiệp Trung Quốc bắt đầu phân công chuyên môn hoá và dựa vào lợi thế chi phí thấp để cùng lúc tấn công cả hai đầu nền và linh kiện, thì chi phí cố định cao và khấu hao lớn của mô hình tích hợp lại trở thành gánh nặng.

Trong năm tài chính 2025, riêng khoản giảm giá trị thiết bị của ROHM đã lên tới 300 tỷ yên Nhật trong tổng khoản lỗ ròng 500 tỷ yên, điều này phản ánh rõ hậu quả của việc mở rộng sản xuất quá mức trong khi nhu cầu chậm lại, khiến tài sản cố định bị giảm giá bắt buộc. Tỷ lệ sử dụng công suất giảm xuống dưới 30%, làm tăng chi phí cố định trên mỗi wafer, khiến điểm hoà vốn xa vời hơn bao giờ hết.

Tổn thương nội tâm: Tình trạng phân mảnh và sự giả vờ hợp tác

Áp lực từ bên ngoài quả thật dữ dội, nhưng điểm yếu thực sự của bán dẫn công suất Nhật Bản lại nằm ở nội bộ, đó là sự phân mảnh cực kỳ cao. Mitsubishi Electric, Fuji Electric, Toshiba, ROHM, DENSO — năm ông lớn này đều có ý đồ riêng, thị phần toàn cầu của mỗi công ty đều chưa tới 5%, nhưng họ lại xem nhau là đối thủ cạnh tranh, dù lời nói thì rất quyết liệt, còn hành động thì lại rất keo kiệt.

Trường hợp của ROHM và Toshiba là ví dụ rõ nét nhất. Năm 2023, ROHM đã bỏ ra 3000 tỷ yên để tham gia vào việc tư nhân hoá Toshiba, và giới phân tích cho rằng đây là bước mở đầu cho liên minh giữa hai doanh nghiệp có thế mạnh bổ sung nhau: công nghệ chip ô tô của ROHM cộng với kho tàng linh kiện công nghiệp của Toshiba, về lý thuyết có thể tạo thành một tổ hợp đủ sức cạnh tranh với các ông lớn châu Âu.

Thực tế, hai bên đã bắt đầu hợp tác sản xuất chung, năm 2024 còn tuyên bố sẽ thúc đẩy hợp tác toàn diện trong nghiên cứu, phát triển, bán hàng và mua sắm. Nhưng sau hai năm, hợp tác sâu vẫn chỉ dừng lại ở đàm phán, theo nguồn tin thân cận, thực chất đã rơi vào bế tắc, ROHM đã âm thầm từ bỏ các nỗ lực hợp tác ngoài sản xuất chung.

Nguyên nhân không phức tạp, nhưng lại rất khó giải quyết. Một nhân viên cấp cao của một nhà sản xuất chip lớn Nhật Bản thừa nhận, khả năng nghiên cứu phát triển sản phẩm đáp ứng yêu cầu tùy biến của khách hàng là yếu tố sống còn của doanh nghiệp, việc bảo vệ công nghệ sở hữu gần như là bản năng, thậm chí còn cẩn trọng với khách hàng, huống hồ là đối thủ cạnh tranh.

Thiếu niềm tin chính là rào cản lớn nhất cho sự hợp nhất sâu. Rào cản thứ hai là thiếu người dẫn dắt: các doanh nghiệp đều có thị phần tương đương, lợi thế khác nhau, không ai muốn là người đầu tiên nhường bước trong đàm phán hợp nhất. Các chuyên gia ngành nhận định, ở thị trường Nhật Bản, không ai muốn thừa nhận mình là doanh nghiệp bị mua lại.

Tình trạng chiến tranh nhỏ lẻ, thích làm thủ lĩnh hơn làm lính, này không chỉ riêng ngành bán dẫn công suất. Không khó để nhớ về vụ Mitsubishi Honda và Nissan từng đàm phán sáp nhập đình đám, cuối cùng đổ vỡ trong gang tấc. Trước làn sóng điện khí hoá toàn cầu, hai ông lớn này từng cố gắng hợp nhất để tạo ra tập đoàn ô tô lớn thứ ba thế giới, nhưng vì tranh giành quyền kiểm soát, định giá và quyền chủ đạo, chỉ trong vòng vài tháng đã thất bại, quay lại hợp tác rời rạc.

Điều đáng chú ý là, việc Toshiba ký kết biên bản ghi nhớ cung cấp wafer với Tianyue Advanced vào năm 2023, rồi sau đó Toshiba chấm dứt hợp tác này, khiến mối quan hệ giữa ROHM và Toshiba trở nên phức tạp hơn — dù vậy, đó chỉ là một ví dụ sinh động cho thấy các doanh nghiệp vẫn đang tính toán chiến lược riêng, cái gọi là liên minh bán dẫn Nhật Bản chỉ là tầm nhìn trong các văn kiện chính sách, chứ chưa phải hành động thực tế của doanh nghiệp.

Trong khi đó, chu kỳ thị trường năm 2024-2025 đang giảm mạnh, càng làm giảm ý chí và khả năng hợp nhất của các doanh nghiệp. Tài chính của ROHM trong năm tài chính kết thúc tháng 3 năm 2025 ghi nhận lỗ ròng 50 tỷ yên, lần đầu tiên trong 12 năm. Kế hoạch mở rộng sản xuất SiC trong ba năm với vốn đầu tư 2800 tỷ yên đã bị cắt giảm còn 1500 tỷ, giảm 36% so với dự kiến.

Còn Renesas Electronics thì còn bi đát hơn. Công ty đã đặt cọc 2 tỷ USD cho Wolfspeed để đảm bảo nguồn cung nền SiC, nhưng Wolfspeed lại phá sản và tái cấu trúc, khiến nửa đầu năm 2025, công ty này lỗ ròng 1753 tỷ yên, mức cao nhất trong cùng kỳ lịch sử.

Không chỉ vậy, Mitsubishi Electric cũng không khá hơn. Công ty đã hoãn vô thời hạn kế hoạch mở rộng nhà máy SiC tại Kumamoto, dự án đầu tư 3000 tỷ yên trong vòng năm năm cũng bị cắt giảm đáng kể.

Cuộc chơi lớn của DENSO: Mua chiến lược hay chỉ là ép phải nhận?

Trong bối cảnh đó, đề xuất mua lại của DENSO đã phá vỡ thế im lặng kéo dài. Từ tháng 5 năm 2025, ký kết thỏa thuận hợp tác sơ bộ, đến tháng 7 tăng cổ phần lên khoảng 5%, rồi tháng 2 năm 2026 chính thức đề nghị mua toàn bộ, DENSO dường như không xem ROHM chỉ là mục tiêu đầu tư tài chính đơn thuần, mà còn là bước đi quan trọng trong chiến lược chuyển đổi thành nhà cung cấp hệ thống và giải pháp bán dẫn.

Để hiểu động cơ của DENSO, cần tìm câu trả lời từ Tập đoàn Toyota. Chủ tịch DENSO, ông Hayashi Shinsuke, từng tuyên bố tại Triển lãm di chuyển Nhật Bản 2025 rằng, công ty sẽ ra mắt hệ thống điều khiển ô tô mới tích hợp chip cao cấp, có khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt vào năm 2029. Ẩn ý của câu này là: DENSO không muốn mãi mãi chỉ là nhà lắp ráp linh kiện, mà muốn kiểm soát toàn bộ chuỗi từ thiết kế, sản xuất đến tích hợp bán dẫn, trở thành trụ cột chủ chốt trong chiến lược điện khí hoá của Toyota.

ROHM chính là mục tiêu lý tưởng để hiện thực hoá tham vọng này. Là một trong số ít nhà sản xuất có khả năng tích hợp dọc từ nền đến linh kiện SiC, ROHM chiếm khoảng 14% thị phần SiC toàn cầu, nắm giữ công nghệ chủ chốt cho MOSFET SiC dùng trong biến tần ô tô điện. Tiếp nhận ROHM, DENSO không chỉ bổ sung điểm yếu về chip logic và chip mô phỏng của chính mình, mà còn xây dựng hệ thống cung ứng bán dẫn toàn diện trong tập đoàn, đồng thời giảm thiểu rủi ro đứt gãy chuỗi cung ứng như vụ Wolfspeed phá sản.

Tuy nhiên, phản ứng của thị trường lại hoàn toàn trái ngược. Ngay khi tin mua lại xuất hiện, cổ phiếu DENSO đã giảm gần 5,6%, các nhà đầu tư đã đặt ra câu hỏi: Liệu DENSO có đủ năng lực để vực dậy một doanh nghiệp lỗ lần đầu sau 12 năm, với tỷ lệ sử dụng công suất thấp như ROHM? Cấu trúc khách hàng của ROHM cũng là ẩn số, là nhà cung cấp bán dẫn độc lập, lâu nay phục vụ nhiều nhà cung cấp cấp 1 của ô tô. Một khi bị đưa vào tập đoàn DENSO, các nhà cung cấp cấp 1 khác rất có thể sẽ chuyển sang các nhà cung cấp thay thế không cạnh tranh, dẫn đến rủi ro mất khách hàng không thể xem nhẹ.

Phức tạp hơn nữa là câu hỏi: Nếu DENSO mua thành công ROHM, thì sẽ xử lý mối quan hệ hợp tác với Fuji Electric về SiC như thế nào? Và làm thế nào để xác định mối quan hệ vốn đã lung lay giữa ROHM và Toshiba? 1,3 nghìn tỷ yên Nhật là một con số khổng lồ, nhưng đằng sau đó là một bài toán cân đối lợi ích, lợi hại không dễ dàng.

SiC và GaN: Cuộc chiến phòng thủ và tấn công của thế hệ bán dẫn thứ ba

Việc DENSO mua lại ROHM về bản chất là một cuộc bố trí lại chiến trường của thế hệ bán dẫn thứ ba. Đáng chú ý, SiC không phải là chiến tuyến duy nhất Nhật Bản gặp thách thức từ Trung Quốc trong lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ ba, GaN (Gallium Nitride) cũng đang diễn ra cuộc cạnh tranh quyết liệt.

Logic cạnh tranh của GaN khác biệt rõ rệt so với SiC. Về đặc tính vật liệu, GaN phù hợp cho các ứng dụng điện áp trung và thấp dưới 1000V, còn SiC chiếm lĩnh các ứng dụng trung và cao áp trên 650V, như sạc ô tô điện, biến tần ô tô, cạnh tranh trực tiếp trong các lĩnh vực này. So với SiC, linh kiện GaN chỉ cần diện tích khoảng một phần ba để đạt cùng hiệu năng, và trong xu hướng giảm giá thành chip liên tục, lợi thế về giá của GaN ngày càng rõ rệt.

Trong lĩnh vực GaN, sự trỗi dậy của các doanh nghiệp Trung Quốc như InnoGaN (InnoGaN Semiconductor) đặc biệt đáng chú ý. Chính yếu tố quyết định là họ đã thành công trong sản xuất hàng loạt wafer GaN 8 inch (GaN-on-Si). Trước đó, phần lớn sản xuất GaN dựa trên wafer 6 inch, InnoGaN đã vượt qua thử thách lớn nhất của ngành là sản xuất hàng loạt wafer 8 inch, trở thành nhà IDM đầu tiên trên thế giới làm được điều này quy mô lớn.

Đến cuối năm 2024, InnoGaN đã đạt công suất 1,3 vạn wafer 8 inch mỗi tháng, dự kiến trong vòng 5 năm sẽ nâng lên 7 vạn wafer. Quá trình mở rộng này vượt xa các đối thủ cạnh tranh. Đồng thời, họ là nhà cung cấp duy nhất toàn cầu có dòng sản phẩm GaN công suất toàn dải từ 15V đến 1200V, sản phẩm phủ rộng các ứng dụng như sạc nhanh tiêu dùng, nguồn điện trung tâm dữ liệu, ô tô điện mới.

Tại sao Nhật Bản lại tụt hậu trong GaN? Chúng ta có thể quay lại giai đoạn từ 2015 đến 2018, khi ngành GaN mới nổi lên. Thời điểm đó, các nhà sản xuất bán dẫn công suất Nhật chủ yếu tập trung vào hai việc: mở rộng công suất SiC, kỳ vọng vào nhu cầu tăng vọt do ô tô điện phổ biến; và bảo vệ lợi thế trong các linh kiện IGBT và MOSFET siêu tụ. Các linh kiện GaN lúc đó chủ yếu dùng trong sạc nhanh tiêu dùng (công suất nhỏ, giá trị thấp) và RF trạm phát sóng, không phù hợp với chiến lược tập trung vào thị trường ô tô và công nghiệp cao cấp của Nhật.

Lựa chọn này lúc đó có vẻ hợp lý, nhưng cuối cùng lại là một sai lầm đắt giá. Tốc độ mở rộng ứng dụng của GaN vượt xa mọi dự đoán. Sau khi tỷ lệ sạc nhanh vượt 65%, GaN nhanh chóng mở rộng sang nguồn trung tâm dữ liệu, OBC (On-Board Charger), cảm biến LiDAR, thậm chí hệ thống nguồn DC 800V cho hạ tầng AI. Nvidia năm 2025 công bố tích hợp linh kiện GaN vào hệ thống nguồn DC 800V, danh sách hợp tác gồm InnoGaN, Infineon, Texas Instruments, Navitas, chính thức tuyên bố GaN từ cấp tiêu dùng chuyển sang thành linh kiện cốt lõi của hạ tầng tính toán.

Các nhà sản xuất Nhật chậm hơn ít nhất một nhịp. Sumitomo Chemical dù liên tục đầu tư vào nền GaN, nhưng tốc độ và quy mô sản xuất vẫn còn kém xa InnoGaN; ROHM đã tham gia, nhưng về quy mô và phạm vi sản phẩm còn cách rất xa InnoGaN; Mitsubishi Chemical dự định dùng thiết bị lớn để sản xuất hàng loạt, giảm chi phí xuống còn một phần mười so với phương pháp truyền thống, nhằm sớm chiếm lĩnh thị trường các linh kiện GaN dạng dọc, nhưng phải mất thời gian để thương mại hoá.

Điều then chốt hơn là, cạnh tranh trong ngành GaN đã chuyển từ chiều kỹ thuật sang chiều hệ sinh thái: ai có sản phẩm đa dạng nhất, ai có mối quan hệ khách hàng sâu rộng nhất, ai có quy mô lớn nhất, người đó sẽ chiếm ưu thế trong đợt bùng nổ ứng dụng GaN tiếp theo. Trong ba yếu tố này, các nhà sản xuất như InnoGaN đã hình thành lợi thế ban đầu rõ rệt, các doanh nghiệp Nhật khó có thể vượt qua chỉ bằng một sản phẩm đơn lẻ để phá vỡ thế mạnh của họ.

Nhìn từ góc độ toàn cảnh, Nhật Bản trong lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ ba hiện nay đang ở trạng thái: công nghệ chip silicon dẫn đầu Trung Quốc khoảng 1-2 năm, SiC khoảng 3 năm, còn GaN đã tụt lại sau 2-3 năm. Khoảng cách này, vài năm trước còn khá rộng, nhưng trước tốc độ vượt mặt gần như không thể ngăn cản của các doanh nghiệp Trung Quốc hiện nay, lại trở nên vô cùng mong manh. Các chuyên gia nhận định, Nhật Bản không còn nhiều thời gian để xây dựng liên minh thống nhất chống lại các đối thủ Trung Quốc, việc hợp nhất không còn là lựa chọn nữa, mà đã trở thành tất yếu.

Bán dẫn thế hệ thứ tư: Lá bài cuối cùng của Nhật hay là bước mở đầu của chiến trường mới?

Tuy nhiên, nếu xem câu chuyện của Nhật Bản như một bi kịch trượt dốc một chiều, thì đó là một cách nhìn quá đơn giản. Trong khi mất dần thế trận ở lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ ba, Nhật Bản đang âm thầm chuẩn bị cho một sân chơi mới trong lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ tư.

Các vật liệu siêu rộng cấm như Gallium Oxide (Ga₂O₃), Kim cương (Diamond), Nitride nhôm (AlN), cùng các vật liệu siêu hẹp cấm như Gallium Antimonide (GaSb), Indium Antimonide (InSb), đều có đặc điểm chung là hiệu năng vượt xa các vật liệu hiện tại trong điều kiện cực đoan: Ga₂O₃ có điện trường phá vỡ gấp hơn 3 lần SiC, linh kiện dẫn điện gần gấp 10 lần; kim cương có khả năng dẫn nhiệt gấp 13 lần silicon, được mệnh danh là vật liệu bán dẫn công suất tối thượng, có thể xử lý công suất điện gấp hàng chục nghìn lần silicon.

Trong hai hướng này, Nhật Bản đều đã tích lũy được nền tảng công nghệ khá vững chắc. Về Ga₂O₃, công ty Novel Crystal Technology đã bắt đầu đầu tư nghiên cứu từ năm 2012, đã sản xuất hàng loạt nền 2 inch, 4 inch và các tấm ngoại biên, dự kiến đến 2025 đạt công suất 20.000 wafer 4 inch mỗi năm; công ty Flosfia dùng công nghệ phun CVD đặc biệt để chế tạo diode Schottky Ga₂O₃ có điện trở dẫn cao nhất thế giới, đã thử nghiệm trong các ứng dụng của DENSO. Dự báo của Fuji Economic Research cho biết, đến năm 2030, thị trường linh kiện bán dẫn công suất Ga₂O₃ toàn cầu sẽ đạt khoảng 1,5 tỷ USD, tương đương 40% thị phần của SiC.

Kim cương bán dẫn cũng là lĩnh vực Nhật Bản giữ thế độc quyền. Nhóm nghiên cứu của Đại học Waseda đã phát triển linh kiện công suất kim cương có thể xử lý hơn 6,8 ampe, startup Power Diamond Systems dự kiến trong vài năm tới sẽ bắt đầu cung cấp mẫu thử ra thị trường. Công ty Ookuma Diamond Device, do Đại học Hokkaido và Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp sáng lập, đang xây dựng nhà máy sản xuất quy mô lớn tại Fukushima, dự kiến đi vào hoạt động trong năm tài chính 2026, trong đó ứng dụng đầu tiên là robot xử lý chất thải hạt nhân tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi, với khả năng chống phóng xạ cực cao của kim cương, không thể thay thế trong môi trường này. Tháng 4 năm 2025, Viện Nghiên cứu Vật liệu Quốc gia Nhật Bản (NIMS) đã thành công phát triển MOSFET kim cương n-channel đầu tiên trên thế giới, mở ra bước tiến quan trọng trong việc tích hợp CMOS kim cương.

Đáng chú ý, liên doanh nghiên cứu và phát triển bán dẫn của Toyota và DENSO là MIRISE Technologies đã bắt đầu hợp tác với công ty Orbray từ năm 2023 để phát triển linh kiện công suất kim cương dọc cho ô tô điện trong dự án ba năm. Nói cách khác, nếu DENSO thành công mua lại ROHM, họ sẽ sở hữu toàn bộ dòng công nghệ từ SiC đến kim cương, xuyên suốt các thế hệ bán dẫn thứ ba và thứ tư, đây có thể chính là chiến lược dài hạn đằng sau khoản đầu tư 1,3 nghìn tỷ yên Nhật này.

Tuy nhiên, lợi thế dẫn đầu của Nhật Bản trong lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ tư đã bắt đầu bị Trung Quốc tiến sát. Tháng 3 năm 2025, công ty GaN Jin Semiconductor của Hàng Châu công bố wafer oxide GaN 8 inch đầu tiên trên thế giới, phá vỡ kỷ lục toàn cầu, báo hiệu Trung Quốc đã chính thức bước vào kỷ nguyên 8 inch của GaN; nhóm nghiên cứu của Đại học Giao thông Tây An sau 10 năm nghiên cứu đã chế tạo thành công nền kim cương dị thể ngoại vi 2 inch, đạt giải thưởng tiến bộ công nghệ bán dẫn thế hệ thứ ba của Trung Quốc năm 2024. Viện Nghiên cứu Vật liệu và Công nghệ Vật liệu Ningbo thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cũng đã đột phá trong chế tạo màng kim cương tự nâng đỡ 4 inch với độ cong cực thấp, mở đường cho liên kết chip kim cương.

Khoảng cách vẫn còn, nhưng đang ngày càng thu hẹp với tốc độ quen thuộc. Công ty Tianyue Advanced đã bắt đầu nghiên cứu phát triển tinh thể kim cương MPCVD, các doanh nghiệp như Power Diamond, Huanghe Wind cũng đang nhanh chóng tiến vào lĩnh vực này. Liệu cuối cùng Trung Quốc có thể lật ngược thế cờ trong lĩnh vực bán dẫn thế hệ thứ tư như đã làm trong nền SiC hay không còn quá sớm để khẳng định, nhưng rõ ràng các doanh nghiệp Nhật Bản không thể thảnh thơi.

Từ sự thất vọng của chip logic đến tình cảnh khó khăn của bán dẫn công suất

Tình cảnh hiện nay của bán dẫn công suất Nhật Bản khiến người ta nhớ đến một thất vọng lớn hơn cách đây ba mươi năm. Vào cuối thập niên 1990, khi ngành chip chuyển từ mô hình tích hợp dọc sang phân công chuyên môn hoá, sự ra đời của TSMC như một nhà gia công đẳng cấp thế giới đã khiến các ông lớn Nhật như Fujitsu, NEC, Hitachi do bảo thủ đã bỏ lỡ làn sóng, dần rút khỏi cuộc đua chip logic tiên tiến — đó là một trong những tổn thất lớn nhất trong lịch sử bán dẫn Nhật Bản.

Điều đáng lo ngại là, những điểm tương đồng trong quá khứ và hiện tại: Thời đó là cuộc cách mạng về mô hình kinh doanh, còn nay là cuộc đè bẹp bằng chiến tranh giá và cạnh tranh quy mô; thời đó là TSMC thay đổi cục diện phân công ngành, còn nay là các doanh nghiệp Trung Quốc với chi phí thấp, tốc độ nhanh, quy mô lớn đang tái cấu trúc lại thị trường bán dẫn công suất. Trong hai thời điểm lịch sử này, Nhật Bản đều đối mặt với câu hỏi cốt lõi như nhau — làm thế nào để hoàn tất hợp nhất ngành trước khi thế mạnh công nghệ bị phân tán, làm thế nào để tập hợp sức mạnh cạnh tranh trong văn hoá doanh nghiệp phân tán?

Khác biệt là, bán dẫn công suất khác chip logic ở chỗ, nó có rào cản công nghệ khó thể thay thế hoàn toàn. Nhật Bản vẫn còn các lợi thế thực sự trong các mô-đun IGBT cao cấp, chứng nhận độ tin cậy ô tô, công nghệ vật liệu và quy trình chế tạo. Mitsubishi Electric, Fuji Electric có nền tảng vững chắc trong các lĩnh vực mô-đun cao áp như vận tải đường sắt, biến tần công nghiệp — những lợi thế này không thể xóa nhòa trong một sớm một chiều bởi chiến tranh giá. Đây chính là nền tảng làm nên sự tự tin của ngành Nhật, cũng là lý do vì sao các vụ mua bán sáp nhập vẫn còn ý nghĩa.

Kết luận: Mua bán chỉ mới bắt đầu, chưa phải là điểm kết

Nếu DENSO thành công trong việc hợp nhất với ROHM, đó sẽ là bước đi tạo ra doanh nghiệp tích hợp dọc cấp 1+ đầu tiên trong lịch sử bán dẫn công suất Nhật Bản, đủ sức cạnh tranh về công nghệ với các đối thủ Trung Quốc.

Trong khi đó, các cuộc đàm phán giữa Mitsubishi Electric và Toshiba thể hiện một hướng hợp nhất khác. Việc tiến triển hay không, theo cách nào, sẽ quyết định khả năng duy trì sức mạnh tập thể của liên minh bán dẫn Nhật trong cuộc đấu dài hạn với các đối thủ Trung Quốc và châu Âu.

Phía sau tất cả các cuộc chơi hợp nhất của thế hệ bán dẫn thứ ba này, thì cuộc đua của thế hệ thứ tư đang âm thầm nóng lên. Các vật liệu như Ga₂O₃, kim cương còn xa mới thương mại hoá quy mô lớn, nhưng chính trong giai đoạn chưa trưởng thành này, những bên tích lũy công nghệ vững chắc nhất thường sẽ tạo ra lợi thế dẫn đầu kéo dài hàng chục năm. Nhật Bản vẫn còn nhiều lợi thế, nhưng vấn đề là liệu họ có thể tận dụng quy mô từ hợp nhất để sớm hơn một vài bước trong cuộc chuyển đổi sang bán dẫn thế hệ thứ tư hay không.

Ngành công nghiệp bán dẫn công suất Nhật Bản đã rơi khỏi đỉnh cao, đang đứng trước một ngã rẽ mang tính lịch sử vừa gian nan, vừa then chốt. Việc mua bán sáp nhập chỉ là phản ứng chủ động dưới áp lực, chứ chưa phải là chiến thắng. Việc hợp nhất là cần thiết, nhưng chưa đủ.

Thời gian dành cho Nhật Bản đã không còn nhiều — đó không chỉ là một lời cảnh báo, mà còn như một cuộc đếm ngược đã bắt đầu.