📌Phòng Nghiên cứu Chuỗi Công nghiệp AI｜Kỳ 1

Nhiều người mỗi ngày đều xem AI, xem NVIDIA, xem TSMC, cũng biết các thuật ngữ như CPU, GPU, HBM, nhưng thực sự có thể giải thích rõ mối quan hệ giữa chúng thì không nhiều.
Nếu không hiểu rõ chuỗi công nghiệp bán dẫn, muốn kiếm tiền từ AI là điều không thể.
Còn có người vẫn không hiểu, tại sao một công ty bán dẫn, có công ty làm thiết kế, có công ty làm sản xuất, có công ty chỉ làm đóng gói.
Hôm nay, tôi sẽ dùng 5 phút để giải thích rõ những vấn đề này, thông qua một mạch chính xâu chuỗi lại:
Một hạt cát, làm thế nào để trở thành một con chip?
Hiểu được mạch chính này, bạn không chỉ hiểu được ngành công nghiệp bán dẫn, mà còn biết được giá trị của một công ty thực sự đến từ đâu.
🔔① Bán dẫn, chip, CPU, thực sự có mối quan hệ gì?
(Tương ứng hình 01)
Nhiều người tiếp xúc với bán dẫn, sai lầm đầu tiên là coi ba thuật ngữ này là một.
Thực tế, chúng là quan hệ bao hàm.
Bán dẫn, chỉ toàn bộ ngành công nghiệp.
Nó bao gồm tất cả các khâu như vật liệu, thiết bị, thiết kế, sản xuất, đóng gói kiểm tra.
Chip, là một sản phẩm được chế tạo từ vật liệu bán dẫn, về bản chất là một mạch tích hợp chứa một lượng lớn transistor.
Còn CPU, chỉ là một loại trong chip.
Ngoài CPU, còn có GPU, chip nhớ, chip tương tự, chip RF, chip tăng tốc AI……
Vậy hãy nhớ một câu:
Bán dẫn là ngành, chip là sản phẩm, CPU chỉ là một loại trong chip
Nhiều người nghiên cứu cổ phiếu bán dẫn, thường thích trực tiếp thảo luận về một công ty nào đó
Nhưng thực tế, trước khi thảo luận về công ty, điều quan trọng hơn là trước tiên phải xây dựng bản đồ chuỗi công nghiệp này
Nếu không, giống như không biết ô tô có những bộ phận nào, nhưng lại bắt đầu phân tích công ty ô tô, rất dễ bị lạc hướng.
🔔② Tại sao gọi là "bán dẫn"?
(Tương ứng hình 02)
Vật liệu trên thế giới, có thể chia đại khái thành ba loại.
Loại thứ nhất gọi là chất dẫn điện. Ví dụ đồng, bạc, nhôm. Dòng điện hầu như có thể tự do đi qua.
Loại thứ hai gọi là chất cách điện. Như nhựa, cao su, thủy tinh, hầu như không dẫn điện.
Còn bán dẫn, thì nằm giữa hai loại này.
Đặc điểm lớn nhất của nó không phải là "dẫn một ít điện", mà là có thể kiểm soát một cách nhân tạo xem nó có dẫn điện hay không.
Vật liệu được sử dụng nhiều nhất trong chip hiện đại, chính là silicon (Silicon).
Bản thân silicon không phải là một chất dẫn điện đặc biệt tốt, nhưng sau khi pha tạp các nguyên tố như boron, phốt pho, khả năng dẫn điện của nó có thể được kiểm soát chính xác.
Transistor, chính là được phát minh dựa trên đặc tính này.
Có thể nói, không có silicon, thì không có máy tính hiện đại. Vì vậy, toàn bộ ngành mới được gọi là ngành công nghiệp bán dẫn.
🔔③ Một hạt cát, làm thế nào để trở thành chip?
(Tương ứng hình 03)
Điểm khởi đầu của chip, thực ra chính là cát thạch anh thông thường nhất, sau khi tinh chế ở nhiệt độ cao, thu được polysilicon có độ tinh khiết cao.
Nhưng lúc này vẫn chưa thể chế tạo chip.
Bởi vì sự sắp xếp tinh thể bên trong polysilicon hỗn loạn, các electron dễ bị nhiễu khi di chuyển bên trong.
Vì vậy, các kỹ sư sẽ sử dụng một quy trình gọi là phương pháp kéo thẳng, từ từ kéo polysilicon thành một thanh silicon đơn tinh thể hoàn chỉnh, chỉ có như vậy, các electron mới có thể ổn định di chuyển theo lộ trình đã thiết kế.
Tiếp theo, thanh silicon này sẽ được cắt thành từng lát mỏng có độ dày chưa đến 1mm.
Đây là vật liệu cơ bản quan trọng nhất của toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn – Wafer. Nhiều người lầm tưởng wafer chính là chip.
Thực ra không phải. Wafer giống như một tờ giấy trắng hơn.
Tất cả các mạch điện, đều được vẽ trên tờ giấy trắng này trước.
Cuối cùng mới được cắt thành từng con chip.
Vì vậy, sau này khi bạn thấy một công ty có hoạt động kinh doanh ghi "silicon wafer" hoặc "wafer", nó bán không phải chip, mà là nguyên liệu cơ bản nhất để chế tạo chip.
🔔④ Chip, được "khắc" ra như thế nào?
(Tương ứng hình 04)
Có wafer rồi, vẫn còn xa mới đủ. Điều thực sự quyết định hiệu suất của chip, là quy trình sản xuất phía sau.
Nhiều người nghĩ chip là "sản xuất" ra.
Thực ra, nói chính xác hơn, nó được chạm khắc từng lớp một.
Đầu tiên, công ty thiết kế chip sẽ hoàn thành thiết kế mạch. Sau đó, nhà máy sản xuất sẽ phủ một lớp chất cản quang đều lên bề mặt wafer, sau đó, thông qua máy quang khắc, "chiếu" sơ đồ mạch đã thiết kế lên bề mặt wafer.
Khu vực nào cần giữ lại, khu vực nào cần loại bỏ, đã được thiết kế trước.
Tiếp theo, sử dụng thiết bị khắc, "ăn mòn" dần những phần không cần thiết.
Sau đó, thông qua các quy trình như lắng đọng, cấy ion, đánh bóng CMP, xếp chồng các lớp vật liệu mới lên trên.
Rồi lại quang khắc, lại khắc, lại lắng đọng……
Các chip tiên tiến thường phải lặp lại quá trình này hàng trăm lần.
Cuối cùng, hàng chục tỷ transistor được xây dựng trên một miếng silicon chỉ bằng móng tay.
Đây, chính là quá trình ra đời thực sự của một con chip.
Đến đây, một wafer đã hoàn thành các bước chế tạo phức tạp nhất.
Nhưng nó vẫn chưa thể sử dụng trực tiếp.
Tại sao?
Bởi vì nó vẫn chỉ là "chip trần".
🔔⑤ Tại sao chip đã làm xong, vẫn chưa thể bán trực tiếp?
(Tương ứng hình 05)
Sau khi trải qua hàng nghìn quy trình như quang khắc, khắc, lắng đọng, cuối cùng một wafer đã hoàn thành. Nhưng lúc này, nó vẫn không thể lắp vào máy tính, cũng không thể lắp vào điện thoại.
Lý do rất đơn giản.
Bởi vì nó quá giòn.
Chip thực sự, thực ra chỉ có kích thước từ vài mm vuông đến vài chục mm vuông.
Sau khi cắt ra, nó là một miếng silicon trần.
Không có lớp bảo vệ, không có chân, cũng không thể kết nối với bo mạch chủ.
Vì vậy, còn phải trải qua hai bước cuối cùng:
Đóng gói (Package) và Kiểm tra (Test)
Đóng gói không chỉ đơn giản là "bọc lại".
Nó còn đảm nhận ba công việc quan trọng:
Thứ nhất, bảo vệ chip
Thứ hai, hỗ trợ tản nhiệt
Thứ ba, kết nối chip với mạch điện bên ngoài
Cuối cùng, sau khi kiểm tra, xác nhận hiệu suất, mức tiêu thụ điện năng, độ ổn định đều đáp ứng yêu cầu.
Đến đây, một con chip thực sự có thể bán ra thị trường mới được coi là ra đời.
Nhiều người nghĩ đóng gói chỉ là bước cuối cùng.
Thực tế, trong kỷ nguyên AI, đóng gói tiên tiến đã trở thành một trong những công nghệ quan trọng nhất của toàn bộ chuỗi công nghiệp.
Tại sao?
Bởi vì GPU ngày càng lớn, HBM ngày càng nhiều, Chiplet ngày càng phức tạp.
Đóng gói không chỉ quyết định chip có thể sử dụng được hay không, mà còn quyết định giới hạn trên của hiệu suất chip.
Vì vậy, trong những năm gần đây, đóng gói tiên tiến đã trở thành một trong những hướng đi nóng nhất của toàn ngành.
🔔⑥ Tại sao sự phân công lao động trong các công ty bán dẫn ngày càng chi tiết?
(Tương ứng hình 06)
Nếu bạn quan sát ngành công nghiệp bán dẫn, bạn sẽ thấy một hiện tượng rất thú vị. Hầu như không có bất kỳ doanh nghiệp nào có thể làm tất cả mọi việc.
Tại sao?
Câu trả lời chỉ có hai chữ:
Quá đắt
Xây dựng một nhà máy wafer tiên tiến, thường cần hàng chục tỷ đô la đầu tư, nghiên cứu và phát triển một thế hệ quy trình tiên tiến, cần vài năm thời gian.
Cộng với thiết bị, vật liệu, quy trình, mỗi khâu đều cần tích lũy lâu dài.
Vì vậy, toàn bộ ngành dần hình thành sự phân công chuyên môn hóa, mỗi công ty, đều tập trung nguồn lực vào khâu mình giỏi nhất.
Đây là lý do hình thành chuỗi công nghiệp bán dẫn ngày nay.
🔔⑦ Tại sao AI làm nóng toàn bộ chuỗi công nghiệp?
(Tương ứng hình 08)
Nhiều người cho rằng: Thị trường AI, chính là thị trường NVIDIA.
Thực ra, đây chỉ là một mắt xích trong chuỗi công nghiệp.
Một máy chủ AI, không chỉ có GPU.
Bên trong còn cần:
CPU phụ trách điều phối
HBM phụ trách lưu trữ tốc độ cao
PCB phụ trách kết nối
Switch tốc độ cao phụ trách truyền thông
Module quang phụ trách truyền dẫn
Đóng gói tiên tiến phụ trách tích hợp chúng lại với nhau.
Bất kỳ mắt xích nào xảy ra vấn đề, toàn bộ máy chủ AI đều không thể hoạt động bình thường.
Vì vậy, mỗi khi AI tăng thêm một đô la đầu tư, người hưởng lợi không chỉ có nhà sản xuất GPU, mà là toàn bộ chuỗi công nghiệp bán dẫn.
Đây cũng là lý do tại sao trong hai năm gần đây, chúng ta không chỉ thấy NVIDIA tăng giá.
TSMC, Broadcom, Micron, SK Hynix, Samsung Electronics, Applied Materials, ASML và các công ty khác, cũng liên tục hưởng lợi.
🔔⑧ Nghiên cứu công ty bán dẫn, trước tiên hãy trả lời một câu hỏi
(Tương ứng hình 09)
Khi chúng ta thấy một công ty bán dẫn, đừng vội xem PE, cũng đừng vội xem giá cổ phiếu.
Trước tiên hãy tự hỏi mình một câu:
Nó đứng ở vị trí nào trong chuỗi công nghiệp?
Bởi vì vị trí trong chuỗi công nghiệp, quyết định nó kiếm tiền từ đâu.
Công ty vật liệu, kiếm tiền từ vật tư tiêu hao.
Công ty thiết bị, kiếm tiền từ việc bán thiết bị.
Công ty thiết kế, kiếm tiền từ quyền sở hữu trí tuệ.
Nhà máy wafer, kiếm tiền từ năng lực sản xuất.
Nhà máy đóng gói, kiếm tiền từ quy trình tiên tiến.
Các vị trí khác nhau, mô hình kinh doanh hoàn toàn khác nhau.
Hiểu được điều này, logic định giá của nhiều công ty sẽ trở nên rất rõ ràng.
Lời kết
Nhiều người nghiên cứu AI, chỉ tập trung vào một công ty.
Nhưng thứ thực sự thúc đẩy cuộc cách mạng AI, chưa bao giờ là một công ty duy nhất.
Mà là một chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh trải dài qua vật liệu, thiết bị, thiết kế, sản xuất, đóng gói, máy chủ và điện toán đám mây.
Hiểu được chuỗi công nghiệp này, bạn không còn chỉ nhìn thấy giá cổ phiếu, mà là logic cốt lõi của dòng vốn trong toàn bộ kỷ nguyên AI.
Kỳ tiếp theo, chúng ta tiếp tục phân tích một chủ đề dễ nhầm lẫn nhất:
CPU, GPU, NPU, FPGA, ASIC, rốt cuộc có gì khác nhau?
Tại sao huấn luyện AI hầu như không thể thiếu GPU?
Tại sao chip suy luận bắt đầu nở rộ nhiều loại?
Cuộc cạnh tranh thực sự của chip AI, lại diễn ra ở đâu?