Chỉ số PMI ba thành phần đồng loạt tăng trở lại, nhu cầu động lực mới tiếp tục mở rộng

Phóng viên Vương Nhất Minh, Thời báo Chứng khoán

AI năng lực tính toán trở thành điểm khởi đầu để tái định hình ngành công nghiệp chip.

Trong những năm gần đây, do định luật Moore chậm lại và hiệu năng trên mỗi chip khó đáp ứng nhu cầu bùng nổ về năng lực tính toán, giới công nghiệp toàn cầu đã hình thành hai con đường đột phá: đóng gói tiên tiến và tích hợp hệ thống kiểu siêu nút. Trong bối cảnh đó, các mắt xích của chuỗi ngành chip nội địa, bao gồm EDA (tự động hóa thiết kế điện tử), đóng gói tiên tiến, thiết bị bán dẫn và công nghệ liên kết tốc độ cao, đang tăng tốc bố trí trong lĩnh vực AI năng lực tính toán.

Nói về xu hướng ngành trong nước, ông Vương Tiếu Long, Giám đốc bộ phận doanh nghiệp của Công ty Nghiên cứu Chipmancer, cho biết với phóng viên Thời báo Chứng khoán rằng: khi chiến lược tự chủ và kiểm soát được ngành bán dẫn của Trung Quốc được đẩy sâu, dù quy trình công nghệ ở một mức độ nhất định bị hạn chế, chuỗi công nghiệp trong nước vẫn có thể đi ra một lối phát triển bán dẫn mang màu sắc Trung Quốc thông qua “quy trình ở mức độ phù hợp + đóng gói tiên tiến + tối ưu hệ thống và hệ sinh thái”. Điều này được kỳ vọng sẽ giảm thiểu bất lợi mang tính cơ cấu và rủi ro mang tính hệ thống mà Trung Quốc phải đối mặt trong cuộc cạnh tranh ngành AI và tính toán tiên tiến thế hệ mới.

Cạnh tranh EDA chuyển sang tích hợp cấp hệ thống

Là nhóm tham gia ở thượng nguồn của ngành chip, người làm EDA cảm nhận rất rõ xu hướng tái cấu trúc ngành thiết kế chip nhờ AI.

“Dự án từ nhiều chiplet đến siêu nút, độ phức tạp cấp hệ thống chưa từng có. Trong lĩnh vực phần cứng AI, thứ mà khách hàng đối mặt không còn là thách thức thiết kế chip đơn lẻ nữa, mà là rủi ro mang tính hệ thống do Chiplet với đóng gói tiên tiến, tích hợp dị cấu trúc, bộ nhớ băng thông cao, liên kết siêu tốc, mạng lưới nguồn điện hiệu quả và kiến trúc trung tâm dữ liệu AI mang lại. Điều này bao gồm: do cân nhắc tản nhiệt không đầy đủ dẫn tới toàn bộ thiết bị quá nóng, bị cong vênh; do lỗi thiết kế mạng lưới nguồn điện dẫn tới chỗ kết nối đóng gói bị đứt cầu chì trong điều kiện tải cao; thiếu góc nhìn quản lý tín hiệu cấp hệ thống khiến việc nạp wafer trị giá hàng chục triệu USD sau lắp ráp không thể bật sáng…” ông Lăng Phong, nhà sáng lập kiêm Chủ tịch của hãng Csin Semiconductor, đã nói tại một buổi họp ra mắt gần đây.

Lăng Phong cho biết, để giải quyết các vấn đề nêu trên, các nhà cung cấp EDA cần xây dựng triết lý “tích hợp và phối hợp cấp hệ thống (STCO)”, nhằm thực hiện thiết kế phối hợp trong tính toán, mạng, cấp nguồn, làm mát và kiến trúc hệ thống.

Ba “ông lớn” EDA trên toàn cầu đã dùng tiền thật để xác minh xu hướng ngành. Năm 2025, Synopsys đã mua lại Ansys – công ty EDA mô phỏng lớn nhất thế giới – với giá 35 tỷ USD, bổ sung năng lực mô phỏng đa vật lý trường, đồng thời củng cố khả năng phân tích đầu-cuối từ chip đến hệ thống.

Các nhà sản xuất chip AI trong nước cũng đang tích cực bố trí và đầu tư ở cấp hệ sinh thái. Ông Tôn Quốc Lương, Phó Tổng giám đốc cấp cao kiêm Giám đốc Sản phẩm của công ty Muxi (沐曦股份), tại diễn đàn SEMICON gần đây đã giới thiệu rằng Muxi xây dựng ma trận sản phẩm GPU hoàn chỉnh theo kiến trúc tự nghiên cứu thống nhất, bao phủ các kịch bản như huấn luyện AI, suy luận, dựng hình đồ họa, trí tuệ khoa học; đồng thời đi kèm bộ phần mềm tự nghiên cứu tương thích toàn diện với hệ sinh thái chủ lưu và tích cực thúc đẩy xây dựng hệ sinh thái mã nguồn mở.

Theo quan điểm của Vương Tiếu Long, hệ sinh thái phần mềm tốt là tối quan trọng để nâng cao hiệu suất sử dụng phần cứng, qua đó tăng tốc quá trình từ “có thể thay thế và dùng được” sang “tự chủ dùng tốt” đối với chip AI nội địa. Ví dụ, đằng sau việc các mô hình ngôn ngữ lớn nội địa như DeepSeek, Qianwen… được chú ý rộng rãi, là việc chip AI nội địa đã cải thiện rất nhiều về hiệu suất sử dụng.

Công nghệ lai ghép dây mối (hybrid bonding) nâng tầm kỹ thuật cốt lõi của năng lực tính toán

Ở lớp phần cứng, trong kỷ nguyên năng lực tính toán lớn của AI, khi một chip đơn lẻ đối mặt với ba nút thắt công suất, diện tích và tỷ lệ lỗi đạt (yield), đóng gói tiên tiến trở thành “động cơ định luật Moore” mới. Lấy CoWoS của TSMC làm ví dụ: mỗi thế hệ lại tích hợp thêm nhiều GPU hơn, HBM (bộ nhớ băng thông cao) dung lượng lớn hơn và liên kết mạnh hơn. Hiện nay, các “ông lớn” chip AI, bao gồm Nvidia và AMD, đều đã đạt mức tăng trưởng theo cấp bậc năng lực tính toán cho chip AI thông qua công nghệ đóng gói tiên tiến.

Tại diễn đàn SEMICON năm nay, ông Quách Tiểu Siêu, Tổng giám đốc phụ trách thị trường mảng gia công của Công ty TNHH Tích hợp mạch bán dẫn Vũ Hán Tân Tinh, đã trao đổi về xu hướng mới nhất của ngành. Ông cho biết: thị trường đóng gói tiên tiến, đặc biệt là mảng 2.5D/3D, đang mở rộng nhanh chóng; giải pháp chủ đạo của ngành đã tiến hóa từ CoWoS-S sang CoWoS-L, SoW và 3.5D XDSiP. Quy mô tích hợp liên tục mở rộng; lai ghép dây mối (hybrid bonding) là chìa khóa để đạt liên kết mật độ cao, đồng thời cũng là kỹ thuật cốt lõi để nâng cao năng lực tính toán. Trong đó không chỉ cần đột phá về quy trình mà còn cần hợp tác đồng thời về phương pháp thiết kế, vật liệu và thiết bị.

Ở cấp thiết bị nội địa, Bắc Phương Hoa Sáng (002371) gần đây đã công bố thiết bị lai ghép dây mối cho chip 12 inch trên wafer (D2W). Theo thông tin, thiết bị này tập trung vào yêu cầu cực hạn về liên kết giữa chip cho toàn bộ lĩnh vực ứng dụng tích hợp 3D như SoC, HBM, Chiplet…; vượt qua các thách thức then chốt về quy trình như nhặt không tổn hại wafer siêu mỏng cỡ micromet, căn chỉnh siêu chính xác cỡ nanomet và lai ghép ổn định chất lượng cao không có khoảng rỗng. Thiết bị đạt được sự cân bằng tối ưu hơn giữa độ chính xác căn chỉnh cấp nano và công suất lai ghép tốc độ cao, trở thành đơn vị trong nước đầu tiên hoàn tất xác minh quy trình cho khách hàng đối với thiết bị D2W hybrid bonding.

Công ty Tập Khu Công nghệ Tu (拓荆科技) cũng tại diễn đàn SEMICON đã cho ra mắt dòng sản phẩm 3D IC, bao gồm nhiều sản phẩm mới như lai ghép nóng chảy (melting bonding), bóc tách bằng laser… với trọng tâm là các ứng dụng liên quan đến Chiplet tích hợp dị cấu trúc, xếp chồng ba chiều và HBM.

Trong những năm gần đây, thiết bị lai ghép dây mối đã trở thành một lĩnh vực con tăng trưởng nhanh nhất trong các thiết bị bán dẫn. Theo dự báo của công ty tư vấn thị trường Yole, đến năm 2030, quy mô thị trường toàn cầu sẽ vượt 1.7 tỷ USD; trong đó, CAGR của thiết bị lai ghép D2W ước tính lên tới 21%.

Tuy nhiên, một số lãnh đạo liên quan của các hãng sản xuất thiết bị bán dẫn quy mô lớn cũng cho biết: dù thị trường thiết bị lai ghép tăng tốc nhanh, nó cũng phải đối mặt với thách thức như độ chính xác căn chỉnh, môi trường sạch và khả năng dung nạp cong vênh. Đồng thời, lựa chọn vật liệu cho bề mặt tiếp giáp khác nhau giữa các kịch bản ứng dụng lai ghép khác nhau; tổ hợp vật liệu điện môi như SiCN (vật liệu trạng thái vô định hình) và đồng đều có ưu nhược điểm riêng. Hình thái bề mặt, kiểm soát hạt và độ cong vênh của wafer trực tiếp ảnh hưởng tới tỷ lệ đạt chất lượng lai ghép. Tích hợp ba chiều phụ thuộc vào sự hợp tác “đồng lòng” từ toàn ngành.

Bạch thư hệ thống kỹ thuật siêu nút ra mắt

Một con đường đột phá khác để mở rộng năng lực tính toán AI là tích hợp hệ thống siêu nút: thông qua công nghệ liên kết tốc độ cao, các đơn vị tính toán được mở rộng từ siêu nút đơn lẻ và cấp tủ (trên trăm chip AI) sang siêu nút cấp cụm (hàng chục triệu chip AI). Khi kết hợp giữa siêu nút và đóng gói tiên tiến, sẽ hình thành “siêu máy tính” gồm nhiều chip AI, HBM, mạng liên kết tốc độ cao và hệ thống tản nhiệt làm mát bằng chất lỏng.

Các nhà máy lớn trong nước cũng có những đổi mới và triển khai trong mảng siêu nút. Ngày 26 tháng 3, Sugon (中科曙光, 603019) tại hội nghị thường niên của diễn đàn Zhongguancun (000931) đã ra mắt siêu nút scaleX40 kiểu hộp có dây cáp không dây đầu tiên trên thế giới. Theo giới thiệu, siêu nút truyền thống phụ thuộc vào liên kết bằng cáp quang và cáp đồng, thường tồn tại các điểm đau như chu kỳ triển khai dài, độ phức tạp vận hành bảo trì cao và nhiều điểm lỗi. scaleX40 áp dụng kiến trúc liên kết không dây bậc 1 theo kiểu trực giao, thực hiện việc cắm trực tiếp từ nút tính toán đến nút chuyển mạch, từ gốc rễ loại bỏ tổn hao hiệu năng và rủi ro vận hành do cáp gây ra.

scaleX40 tích hợp 40 tấm GPU trên mỗi nút đơn; tổng năng lực tính toán vượt 28PFlops; tổng dung lượng hiển thị HBM hơn 5TB; tổng băng thông truy cập bộ nhớ vượt 80TB/s, tạo thành các đơn vị năng lực tính toán mật độ cao, đáp ứng nhu cầu huấn luyện và suy luận cho các mô hình lớn với hàng nghìn tỷ tham số.

Ông Li Bin, Phó Tổng giám đốc cấp cao của Sugon, cho biết: ý nghĩa của scaleX40 không chỉ dừng ở việc nâng hiệu năng, mà còn nằm ở việc tái cấu trúc logic cung cấp năng lực tính toán, thúc đẩy năng lực tính toán từ “xây dựng theo công trình” sang “cung cấp theo sản phẩm”, từ đó giảm mạnh ngưỡng sử dụng năng lực tính toán cao cấp và chi phí triển khai.

Ở cấp ngành, ngày 29 tháng 3, “Bạch thư Hệ thống Kỹ thuật Siêu nút” (sau đây gọi là “Bạch thư”), do Phòng thí nghiệm AI Thượng Hải phối hợp với các doanh nghiệp trong chuỗi ngành AI như Qíyi Móer (奇异摩尔), Muxi (沐曦) và Jiéyùe Xingchen (阶跃星辰) cùng hoàn thành, đã chính thức được công bố. Bạch thư này nhằm giải quyết các “điểm đau” cốt lõi như khó phối hợp dị cấu trúc, hiệu suất điều phối xuyên miền thấp và triển khai kỹ thuật phức tạp; đồng thời cung cấp hướng dẫn mang tính lý luận từ phía thực tiễn ngành để hỗ trợ triển khai quy mô hóa siêu nút.

Qíyi Móer cho rằng, giá trị của siêu nút trong tương lai sẽ thể hiện nhiều hơn ở việc có thể tổ chức các tài nguyên như tính toán, lưu trữ, liên kết, điều phối và tài nguyên runtime thành một đơn vị hệ thống phối hợp thống nhất hay không, và duy trì được băng thông cao, độ trễ thấp, hiệu suất sử dụng cao cùng khả năng mở rộng bền vững ở quy mô lớn hơn. Siêu nút không còn chỉ là “một tổ hợp thêm nhiều chip tăng tốc”, mà là một đơn vị kiến trúc hệ thống mới quyết định liệu hệ thống có duy trì được phối hợp hiệu quả trong điều kiện quy mô lớn hay không.

(Bộ biên tập: Đổng Pingping)

     【Miễn trừ trách nhiệm】Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm của chính tác giả, không liên quan đến Hexun. Trang web Hexun giữ thái độ trung lập đối với các nội dung, tuyên bố và phán đoán quan điểm nêu trong bài; không cung cấp bất kỳ bảo đảm minh thị hay ngụ ý nào về tính chính xác, độ tin cậy hoặc tính đầy đủ của những nội dung được bao gồm. Mời độc giả chỉ dùng để tham khảo và tự chịu toàn bộ trách nhiệm. Email: news_center@staff.hexun.com

Báo cáo