Cuộc chiến Vi mạch (Chip War, Chris Miller)

20 Tháng Tư, 2024

CUỘC TRANH ĐOẠT CÔNG NGHỆ QUYỀN LỰC NHẤT THẾ GIỚI

CHIP WAR

THE FIGHT FOR THE WORLD’S MOST CRITICAL TECHNOLOGY

Tác giả CHRIS MILLER

Ảnh bìa của một số báo The Economist với tiêu đề: Mỹ, Trung quốc và Uy thế Silicon, cho thấy vai trò tối quan trọng của con chip trong chiến tranh.

Rất đáng chú ý… Một tác phẩm gây dư luận mạnh mẽ, một sự kết hợp độc đáo giữa sự phân tích kinh tế, công nghệ – và chiến lược.

— Paul Kennedy, tác giả bán chạy nhất của The Rise and Fall of the Great Powers

Một trong những cuốn sách ý nghĩa nhất tôi từng đọc trong nhiều năm, rất hấp dẫn và được viết đầy tâm huyết. Miller cho thấy rằng, cùng với tất cả những sai sót và thất bại rõ ràng của nó, hệ thống tư bản Mỹ đã liên tục vượt trội so với các hệ thống khác và trong quá trình này, đã làm được rất nhiều điều để củng cố an ninh của nền dân chủ.

— Robert Kagan, thành viên cấp cao, Viện Brookings, người phụ trách chuyên mục của tờ The Washington Post, tác giả của cuốn The Jungle Grows Back: America and Our Imperiled World (Rừng mọc trở lại: Nước Mỹ và thế giới hiểm nghèo của chúng ta)

Nếu bạn quan tâm đến công nghệ, hay sự thịnh vượng của nước Mỹ trong tương lai, hay an ninh lâu dài của quốc gia này, thì đây là cuốn sách phải đọc.

— Lawrence H. Summers, Bộ trưởng Tài chính thứ 71 của Mỹ (1999 – 2001) và Chủ tịch Đại học Harvard nơi ông làm giáo sư Charles W. Eliot, là giám đốc Trung tâm Kinh doanh và Chính phủ Mossavar-Rahmani tại Trường Harvard Kennedy. Tháng 11 năm 2023, Summers gia nhập ban giám đốc của công ty trí tuệ nhân tạo tổng hợp OpenAI.

Cuốn sách xuất sắc. Lịch sử phát triển của con chip dưới ngòi bút của Miller hiện ra ở mọi khía cạnh: công nghệ, tài chính và đặc biệt là chính trị… Cuốn sách này giống như mộtt ài liệu tham khảo về một trong những lĩnh vực quan trọng nhất hiện nay.

— Vương Đan (Dan Wang), nhà phân tích công nghệ tại Gavekal Dragonomics

(Quyển sách này là) thiết yếu để hiểu thế giới hiện đại của chúng ta. Với một câu chuyện kể sâu rộng …. Chris Miller kể cách thế giới-được-con-chip-thúc-đẩy của chúng ta đã được định hình như thế nào bởi những cuộc chiến liên miên – giữa các nhà đổi mới sáng tạo và công nghệ, giữa các công ty, giữa các quốc gia, và hiện nay có tầm quan trọng hết sức đặc biệt, trong cuộc cạnh tranh quyền lực vĩ đại giữa Hoa Kỳ Quốc và Trung Quốc.

— Daniel Yergin, tác giả đoạt giải Pulitzer của The Prize, The Quest, and The New Map

Bên cạnh nhiều lời khen ngợi khác của Robert D. Kaplan, Niall Ferguson, Margaret O’Mara, Andrew McAfee, Admiral James Stavridis. Ngoài ra sách nhận được những vinh dự sau đây:

Financial Times Business Book of the Year
An Economist Best Book of the Year
A Foreign Affairs Best Book of the Year
New York Times Bestseller
#1 on Fortune’s Spring CEO Survey of the Best Book They’ve Read in the Past Year
Winner 2023 PROSE Award for Outstanding Work by a Trade Publisher
Winner of the Arthur Ross Book Award
Shortlisted for the Lionel Gelber Prize

Về tác giả

Chris Miller dạy Lịch sử Quốc tế tại Trường Fletcher thuộc Đại học Tufts. Ông cũng là thành viên thỉnh giảng Jeane Kirkpatrick tại Viện Doanh nghiệp Mỹ, Giám đốc Á-Âu tại Viện Nghiên cứu Chính sách Đối ngoại và Giám đốc tại Greenmantle, một công ty tư vấn địa chính trị và kinh tế vĩ mô có trụ sở tại New York và London. Ông là tác giả của ba cuốn sách trước đó—Kinh tế học Putin (Putinomics), Cuộc đấu tranh để cứu nền kinh tế Liên Xô, và Chúng ta sẽ là bậc thầy—và ông thường xuyên viết cho The New York Times, The Wall Street Journal, Foreign Affairs, Foreign Policy, The American Interest, và các tờ báo khác. Ông nhận bằng Tiến sĩ lịch sử tại Đại học Yale và bằng AB (Bachelor of Arts) về Lịch sử tại Đại học Harvard. Có thể truy cập trang web của ông ấy tại ChristopherMiller.net và theo dõi anh ấy trên Twitter @CRMiller1.

Lời nói đầu. Phát minh bóng bán dẫn transistor của ba nhà khoa học William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain ngày 23 tháng 12 năm 1947 tại Phòng thí nghiệm Bell ở Murray Hill, New Jersey, chỉ sau vài thập niên đã dẫn đến sự thay đổi ghê gớm trên thế giới. Bóng bán dẫn, lúc đó có mục đích thay thế ống chân không, là nhân tố thay đổi cuộc chơi trong quân sự, và sau đó trong ngành điện tử, máy tính, lẫn ngành truyền tin. Năm 1958 Jack Kilby tại Texas Instruments (TI) đã phát minh ra mạch tích hợp, ngày nay được gọi là “chip”. Không lâu sau đó, Robert Noyce (một trong “tám kẻ phản bội”) ở Cty Fairchild Semiconductor phát triển độc lập một loại chip giải quyết được nhiều vấn đề thực tế mà Kilby đã không làm được. Thiết kế của Noyce được làm bằng silicon, trong khi chip Kilby làm bằng germanium. Từ đó con chip, lúc đầu với hàng chục, rồi hàng trăm, đến với hàng triệu, nay lên đến hàng trăm tỷ transistor chứa trong đó, tạo ra một diện mạo hoàn toàn mới của thế giới, tốt cũng như xấu. Cuốn sách Cuộc chiến Vi mạch của tác giả Chris Miller nói về cuộc tiến hóa đó, và những cuộc chiến giữa các quốc gia để giành lợi thế ưu việt. Thế giới giờ đây không quan niệm được nếu không có con chip.

Có nhiều quốc gia đã thành công vượt bực trong việc phát triển con chip bởi họ đã sớm nhận thức tầm quan trọng của nó trong kinh tế và quốc phòng, như Hoa Kỳ, Nhật Bản (làm mưa làm gió trong thập niên 1980), rồi Đài Loan, Hàn Quốc, trong khi cũng có những quốc gia thất bại như cả Pháp, Đức, Liên Xô (Nga). Đó là những bài học cần được ghi nhớ. Việt Nam đang đứng ở ngưỡng cửa của một sự phát triển là sự “hợp lực” của các lực luồng địa chính trị. Thành công nhiều hay ít tùy thuộc vào tầm nhìn của lãnh đạo, có hay không một bộ phận kỹ trị có năng lực làm đề án, quản lý và kiểm tra sự thực hiện, có kinh nghiệm và tầm nhìn khoa học công nghệ, có quan hệ quốc tế như đã từng có ở Hàn Quốc dưới thời Park Chung Hee và Đài Loan trong những thập niên 1970-80.

Cách đây hơn một năm, tôi đã giới thiệu quyển sách này cho một nhà xuất bản ở thành phố, nhưng rất tiếc nhanh chóng nhận được câu trả lời gây thất vọng rằng quyển sách này thuộc loại “kén độc giả”, nghĩa là khó bán, giữa lúc cuộc chiến con chip giữa Mỹ-Trung chiếm diễn đàn báo chí thế giới và đang là đề tài thời sự nóng. Một thời gian sau, khi tôi giới thiệu cho một Cty sách khác, thì được biết, tác quyền đã được bán cho một Cty Việt Nam rồi. Đó cũng là điều may mắn, chúng ta vẫn còn những “con mèo biết bắt chuột”. Số ấn bản của lần in đầu tiên là 4.000 thay vì 1.000 như thường lệ của họ, cho thấy Cty Nhã Nam dám đặt cược vào sự thành công  của quyển sách. Hiện khu vực châu Á đã nhanh chóng có bản tiếng Hàn, Nhật và Trung từ năm rồi. Sách gốc tiếng Anh ra mắt đầu tháng 10, 2022, tức khoảng một năm rưỡi trước.

Sắp tới, mời anh chị đón xem sách Khi con chip lên ngôi, tác giả Nguyễn Trung Dân tại Cty Nhã Nam. Ngày 9/4 vừa qua, TS Dân cũng đã có một bài thuyết trình tại Đại học Khoa Học Sài Gòn đường Nguyễn Văn Cừ (Cộng Hòa cũ) về những vấn đề công nghệ cao phát xuất từ vật lý lượng tử. Bài thuyết trình kéo dài 3 tiếng đồng hồ liền nhưng khán giả không thấy mệt. Có lẽ vì nó quá hấp dẫn, nhất là với những đề tài về con chip, và máy tính lượng tử mà cuộc chạy đua Mỹ-Trung đang diễn ra quyết liệt. TS Dân là người làm trong công nghệ cao ứng dụng, xuất phát từ một nhà nghiên cứu lý thuyết nên có đầy đủ thẩm quyền.

Nguyễn Xuân Xanh

 

Sách bìa cứng, dày khoảng 500 trang, giá bìa 300.000 đồng.

Mời đọc bài giới thiệu xuất sắc của tác giả:

 

GIỚI THIỆU

INTRODUCTION

Chris Miller

Ngày 18 tháng 8 năm 2020, tàu khu trục USS Mustin đi vào vùng cực bắc của eo biển Đài Loan, khẩu pháo cỡ nòng 12,7 cm của nó hướng về phía nam khi con tàu bắt đầu sứ mệnh độc hành qua Eo biển và tái khẳng định rằng những vùng biển quốc tế này không thuộc quyền kiểm soát của Trung Quốc ‒ ít nhất là chưa. Cơn gió tây nam thổi mạnh qua boong khi con tàu đang hướng về phía nam. Những đám mây ti đổ bóng xuống mặt nước dường như kéo dài đến tận các thành phố cảng lớn như Phúc Châu, Hạ Môn, Hồng Kông và các bến cảng khác nằm rải rác dọc bờ biển Đông. Ở phía đông, xa xa là đảo Đài Loan nhô lên, một vùng đồng bằng ven biển rộng lớn, đông đúc mở đường cho những đỉnh núi cao ẩn hiện trong mây. Trên tàu, một viên thủy thủ đội mũ lưỡi trai hải quân và đeo khẩu trang giơ ống nhòm lên và quan sát đường chân trời. Vùng biển tấp nập tàu thương mại vận chuyển hàng hóa từ các nhà máy ở châu Á đến người tiêu dùng trên khắp thế giới.

Trên tàu USS Mustin, các thủy thủ ngồi thành hàng trong một phòng tối trước một dãy màn hình sắc màu rực rỡ đang hiển thị dữ liệu từ máy bay, thiết bị bay không người lái, tàu và vệ tinh theo dõi chuyển động trên khắp khu vực Ấn Độ Dương-Thái Bình Dương. Trên buồng điều khiển, một mạng radar được nối vào máy tính của con tàu. Trên boong, chín mươi sáu ống phóng thẳng đứng đã sẵn sàng, mỗi ống có thể bắn những tên lửa có khả năng tấn công chính xác máy bay, tàu hoặc tàu ngầm ở cách xa hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm km. Trong các cuộc khủng hoảng thời Chiến tranh Lạnh, quân đội Mỹ đã sử dụng vũ khí hạt nhân răn đe để bảo vệ Đài Loan. Ngày nay, nó dựa vào vi điện tử và các vũ khí tấn công chính xác.

Khi tàu USS Mustin đi qua eo biển, sẵn sàng chiến đấu với các loại vũ khí tự động hóa, Quân đội Giải phóng Nhân dân Trung Quốc đã công bố một chuỗi các cuộc tập trận bắn đạn thật để trả đũa ở xung quanh khu vực Đài Loan, diễn tập hoạt động mà một tờ báo của chính quyền Bắc Kinh gọi là “chiến dịch thống nhất bằng vũ lực”. Nhưng vào ngày đặc biệt này, mối lo ngại của các nhà lãnh đạo Trung Quốc về Hải quân Mỹ không lớn bằng mối lo về một quy định khó hiểu của Bộ Thương mại Mỹ liên quan đến Danh sách Thực thể[1], vốn được đưa ra nhằm hạn chế việc chuyển giao công nghệ của Mỹ ra nước ngoài. Trước đó, Danh sách Thực thể chủ yếu được sử dụng để ngăn chặn việc mua bán các hệ thống quân sự như các bộ phận của tên lửa hoặc vật liệu hạt nhân. Tuy nhiên, giờ đây, chính phủ Mỹ đột ngột thắt chặt các quy định áp dụng với chip máy tính, một thứ vốn đã trở nên thông dụng trong cả hệ thống quân sự và hàng tiêu dùng.

Mục tiêu nhắm vào Hoa Vĩ (Huawei), gã khổng lồ công nghệ của Trung Quốc, chuyên bán điện thoại thông minh, thiết bị viễn thông, dịch vụ điện toán đám mây và các công nghệ tiên tiến khác. Mỹ lo ngại rằng các sản phẩm của Hoa Vĩ hiện có giá quá hấp dẫn, một phần nhờ sự trợ giá của chính phủ Trung Quốc, đến mức chúng sẽ sớm trở thành xương sống của các mạng viễn thông thế hệ tiếp theo. Sự thống trị của Mỹ đối với cơ sở hạ tầng công nghệ của thế giới sẽ bị suy yếu. Quyền lực địa chính trị của Trung Quốc sẽ ngày càng lớn. Lường trước mối đe dọa này, Mỹ đã cấm Hoa Vĩ mua chip máy tính tiên tiến được sản xuất bằng công nghệ của Mỹ.

Ngay sau đó, quá trình mở rộng ra toàn cầu của Hoa Vĩ bắt đầu đình trệ. Toàn bộ các dây chuyền sản xuất của hãng không thể tiến hành sản xuất. Doanh thu sụt giảm nghiêm trọng. Một công ty khổng lồ phải đối mặt với tình trạng đói công nghệ. Hoa Vĩ phát hiện ra rằng, giống như tất cả các công ty Trung Quốc khác, họ đã quá lệ thuộc vào nước ngoài để có thể sản xuất ra những con chip cần thiết cho tất cả các thiết bị điện tử.

Mỹ vẫn kiểm soát ngặt nghèo những con chip silicon đã mang lại tên tuổi cho thung lũng Silicon, mặc dù vị thế của nó đã suy giảm nghiêm trọng. Hiện nay, số tiền mỗi năm Trung Quốc chi để nhập khẩu chip nhiều hơn số tiền mà quốc gia này chi để nhập khẩu dầu mỏ. Những chất bán dẫn này được gắn vào tất cả các thiết bị, từ điện thoại thông minh đến tủ lạnh mà Trung Quốc tiêu dùng trong nước hay xuất khẩu ra toàn thế giới. Các chiến lược gia ngồi sa lông đưa ra giả thuyết về “Thế lưỡng nan Malacca” của Trung Quốc ‒ ám chỉ kênh vận chuyển chính giữa Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương ‒ và khả năng tiếp cận nguồn cung dầu và các mặt hàng khác của nước này trong bối cảnh khủng hoảng. Tuy nhiên, Bắc Kinh quan ngại về một cuộc phong tỏa tính theo đơn vị byte hơn là đơn vị thùng. Trung Quốc đang dồn nguồn lực chất xám và hàng tỷ đô la để phát triển công nghệ bán dẫn riêng với nỗ lực thoát khỏi nút thắt chip của Mỹ.

Nếu thành công, Bắc Kinh sẽ xoay chuyển nền kinh tế toàn cầu và thiết lập lại cán cân sức mạnh quân sự. Cuộc Chiến tranh Thế giới thứ hai được định đoạt bởi thép và nhôm, và không lâu sau là Chiến tranh Lạnh, được xác quyết bởi vũ khí nguyên tử. Cuộc đối đầu giữa Mỹ và Trung Quốc có thể được định đoạt bởi sức mạnh tính toán. Các chiến lược gia ở Bắc Kinh và Washington hiện đều nhận ra rằng tất cả công nghệ tiên tiến ‒ từ học máy đến các hệ thống tên lửa, từ các phương tiện tự động đến máy bay không người lái có vũ trang ‒ đều cần đến những con chip tiên tiến, còn được biết đến với những cái tên chính thức hơn như chất bán dẫn hoặc mạch tích hợp. Chỉ có một số ít công ty kiểm soát hoạt động sản xuất những con chip này.

Chúng ta hiếm khi nghĩ về các con chip, nhưng chúng đã tạo ra thế giới hiện đại. Số phận của các quốc gia phụ thuộc vào khả năng khai thác sức mạnh tính toán của chúng. Toàn cầu hóa như chúng ta biết sẽ không tồn tại nếu không có trao đổi thương mại chất bán dẫn và các sản phẩm điện tử mà chúng tạo ra. Ưu thế quân sự của Mỹ phần lớn bắt nguồn từ khả năng ứng dụng chip vào các mục đích quân sự. Sự vươn mình mạnh mẽ của châu Á trong nửa thế kỷ qua là dựa trên nền tảng silicon khi các nền kinh tế đang phát triển tại châu lục này bắt đầu tập trung vào sản xuất chip và lắp ráp máy tính cũng như điện thoại thông minh dựa trên các mạch tích hợp.

Cốt lõi của điện toán là việc đáp ứng nhu cầu về nhiều triệu ký tự số 1 và 0. Toàn bộ vũ trụ kỹ thuật số được tạo ra chỉ bởi hai ký tự số này. Mọi nút bấm trên iPhone của bạn, mọi email, ảnh và video trên YouTube rốt cuộc đều được mã hóa bằng các chuỗi ký tự khổng lồ gồm 1 và 0. Nhưng những con số này không thực sự tồn tại. Chúng là biểu thức của dòng điện, đang bật (1) hoặc tắt (0). Một con chip là một mạng lưới gồm hàng triệu hoặc hàng tỷ bóng bán dẫn, những công tắc điện siêu nhỏ có thể bật và tắt để xử lý các kí tự số này, để ghi nhớ chúng và chuyển đổi các cảm biến thế giới thực như hình ảnh, âm thanh và sóng vô tuyến thành hàng triệu triệu ký tự số 1 và 0.

Khi tàu USS Mustin tiến về phía nam, các nhà máy và cơ sở lắp ráp ở cả hai bên Eo biển đều đang sản xuất ồ ạt linh kiện cho iPhone 12, sản phẩm dự kiến sẽ ra mắt vào tháng 10 năm 2020, tức là hai tháng sau đó. Khoảng một phần tư doanh thu của ngành công nghiệp chip là từ điện thoại; phần lớn giá của một chiếc điện thoại mới là trả cho các chất bán dẫn bên trong. Trong thập niên qua, mỗi đời iPhone lại được trang bị chip xử lý tiên tiến nhất thế giới. Tổng cộng, cần hơn chục mạch tích hợp để một chiếc điện thoại thông minh có thể hoạt động, với các chip khác nhau như chip quản lý pin, Bluetooth, Wi-Fi, kết nối mạng di động, âm thanh, camera, v.v.

Chính xác thì Apple không sản xuất những con chip này. Hãng hầu như mua chip bán sẵn trên thị trường: chip nhớ từ Kioxia, Nhật Bản; chip tần số vô tuyến từ Skyworks, California; chip âm thanh từ Cirrus Logic có trụ sở tại Austin, Texas. Apple tự thiết kế các bộ vi xử lý cực kỳ phức tạp chạy hệ điều hành của iPhone. Nhưng gã khổng lồ tại Cupertino, California, không thể sản xuất những con chip này. Cũng không phải bất kỳ công ty nào ở Mỹ, châu Âu, Nhật Bản hay Trung Quốc. Ngày nay, các bộ vi xử lý tiên tiến nhất của Apple ‒ cũng được cho là những chất bán dẫn tiên tiến nhất thế giới ‒ chỉ có thể được sản xuất bởi một công ty duy nhất trong một tòa nhà duy nhất, nhà máy đắt đỏ nhất trong lịch sử nhân loại, mà vào sáng ngày 18 tháng 8 năm 2020, nó chỉ cách mũi tàu khu trục USS Mustin vài chục dặm.

Chế tạo và thu nhỏ kích thước chất bán dẫn là thách thức kỹ thuật lớn nhất trong thời đại của chúng ta. Ngày nay, không có công ty nào chế tạo chip với độ chính xác cao hơn Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC). Vào năm 2020, khi thế giới còn chao đảo giữa những đợt phong tỏa do một chủng virus có đường kính đo được khoảng một trăm nanomet ‒ một phần một tỷ mét ‒ thì cơ sở tiên tiến nhất của TSMC là Fab 18 đã cấy được những mê cung siêu nhỏ gồm các bóng bán dẫn nhỏ, khắc những hình dạng nhỏ hơn một nửa kích thước của một virus corona, bằng một phần trăm kích thước của một ty thể. TSMC đã nhân bản quy trình này ở quy mô chưa từng có trong lịch sử loài người. Apple đã bán được hơn 100 triệu chiếc iPhone 12, mỗi chiếc được trang bị một chip xử lý A14 với 11,8 tỷ bóng bán dẫn nhỏ được khắc vào tấm silicon của nó. Nói cách khác, trong vòng vài tháng, cơ sở Fab 18 của TSMC đã chế tạo được mười lũy thừa mười tám bóng bán dẫn ‒ cụ thể là một con số có mười tám số 0 phía sau, cho một trong số hơn một tá con chip trong một chiếc iPhone. Năm ngoái, ngành công nghiệp chip đã sản xuất được số bóng bán dẫn nhiều hơn tổng số lượng của tất cả các loại hàng hóa được sản xuất bởi tất cả các công ty khác, trong tất cả các ngành khác, trong toàn bộ lịch sử loài người. Không gì có thể sánh kịp.

Sáu mươi năm trước, số lượng bóng bán dẫn trên một con chip tiên tiến không phải là 11,8 tỷ, mà chỉ là 4. Năm 1961, tại miền nam San Francisco, công ty nhỏ Fairchild Semiconductor đã công bố một sản phẩm mới được gọi là Micrologic (vi logic), một con chip silicon có gắn bốn bóng bán dẫn. Chẳng bao lâu sau, công ty này đã phát minh ra cách để đặt một tá, rồi sau đó là hàng trăm bóng bán dẫn lên một con chip. Năm 1965, nhà đồng sáng lập Fairchild là Gordon Moore nhận thấy rằng số lượng linh kiện có thể gắn được trên mỗi con chip sẽ tăng gấp đôi sau mỗi năm khi các kỹ sư học được cách chế tạo bóng bán dẫn với kích cỡ nhỏ hơn bao giờ hết. Dự đoán này ‒ rằng khả năng tính toán của con chip sẽ tăng theo cấp số nhân ‒ được gọi là “Định luật Moore” và giúp Moore dự đoán được việc phát minh ra những thiết bị mà tại thời điểm năm 1965 có vẻ là tương lai bất khả thi, chẳng hạn như “đồng hồ đeo tay điện tử”, “máy tính gia đình”, và thậm chí là “thiết bị liên lạc di động cá nhân”. Từ năm 1965, Moore đã tiên đoán về một thập niên phát triển theo cấp số nhân ‒ nhưng tốc độ tiến bộ đáng kinh ngạc này đã diễn ra liên tục trong hơn nửa thế kỷ. Năm 1970, Intel, công ty thứ hai mà Moore sáng lập, công bố một con chip nhớ có thể ghi nhớ 1.024 mẩu thông tin (“bit”). Nó có giá khoảng 20 đô la, chừng hai xu mỗi bit. Ngày nay, 20 đô la có thể mua được một ổ USB có thể ghi nhớ hơn một tỷ bit.

Ngày nay, khi nghĩ tới thung lũng Silicon, chúng ta thường liên tưởng đến các mạng xã hội và các công ty phần mềm hơn là về một loại vật liệu mà tên của nó được dùng để đặt tên cho thung lũng. Tuy nhiên, internet, đám mây, mạng xã hội và toàn bộ thế giới kỹ thuật số chỉ có thể tồn tại vì các kỹ sư đã học được cách kiểm soát chuyển động nhỏ nhất của các electron khi chúng chạy vèo vèo trên các tấm silicon. Các “ông lớn công nghệ” sẽ không tồn tại nếu chi phí xử lý và ghi nhớ các ký tự số 1 và 0 không giảm một tỷ lần trong nửa thế kỷ qua.

Sự phát triển đáng kinh ngạc này một phần nhờ các nhà khoa học lỗi lạc và các nhà vật lý đã giành giải Nobel. Nhưng không phải mỗi phát minh đều tạo nên một công ty khởi nghiệp thành công, và không phải mọi công ty khởi nghiệp đều tạo ra một ngành công nghiệp mới làm thay đổi thế giới. Chất bán dẫn trở nên phổ biến bởi các công ty đã phát minh ra những kỹ thuật mới để sản xuất hàng triệu đơn vị chất bán dẫn mỗi lần, bởi các nhà quản lý đầy tham vọng không ngừng cắt giảm chi phí, và bởi các doanh nhân khởi nghiệp đầy sáng tạo đã nghĩ ra nhiều cách sử dụng mới đối với chúng. Thành công của Định luật Moore là nhờ vào các chuyên gia sản xuất, chuyên gia chuỗi cung ứng và các giám đốc tiếp thị hay các nhà vật lý hoặc kỹ sư điện.

Các thị trấn phía nam San Francisco ‒ đến thập niên 1970 mới được gọi là thung lũng Silicon ‒ là trung tâm của cuộc cách mạng này vì ở đây có sự kết hợp giữa chuyên môn khoa học, bí kíp sản xuất và tầm nhìn kinh doanh xa rộng. Tại California, có rất nhiều kỹ sư chuyên ngành hàng không hoặc vô tuyến được đào tạo tại Stanford hoặc Berkeley, những trường đại học được rót nhiều tiền từ ngân sách quốc phòng khi quân đội Mỹ tìm cách củng cố lợi thế công nghệ của mình. Tuy nhiên, văn hóa của California cũng quan trọng như bất kỳ cấu trúc kinh tế nào. Những người rời Bờ Đông của Mỹ, châu Âu và châu Á để xây dựng ngành công nghiệp chip thường cho rằng họ có vô vàn cơ hội khi quyết định chuyển đến thung lũng Silicon. Đối với những kỹ sư thông minh nhất thế giới và những doanh nhân khởi nghiệp sáng tạo nhất, đơn giản là không có nơi nào hứng thú hơn nơi này.

Sau khi ngành công nghiệp chip được định hình, người ta đã chứng minh rằng ngành công nghiệp này không thể tách khỏi thung lũng Silicon. Chuỗi cung ứng chất bán dẫn ngày nay đòi hỏi linh kiện được sản xuất tại nhiều thành phố và quốc gia, nhưng hầu hết mọi con chip được sản xuất ra vẫn đều có mối kết nối với thung lũng Silicon hoặc được sản xuất bằng các công cụ được thiết kế và chế tạo tại California. Đây là nơi hội tụ chuyên môn khoa học khổng lồ của Mỹ, được nguồn quỹ nghiên cứu của chính phủ hỗ trợ và được củng cố bởi khả năng thu hút các nhà khoa học giỏi nhất từ các quốc gia khác, tạo ra kiến thức cốt lõi thúc đẩy các tiến bộ công nghệ. Mạng lưới các công ty vốn đầu tư mạo hiểm và thị trường chứng khoán của quốc gia này đã cung cấp nguồn vốn khởi nghiệp mà các công ty mới thành lập cần để phát triển ‒ và sẵn sàng loại bỏ không thương tiếc những công ty thất bại. Trong khi đó, thị trường tiêu dùng lớn nhất thế giới tại Mỹ đã thúc đẩy sự tăng trưởng, từ đó có vốn tài trợ cho nhiều thập niên nghiên cứu và phát triển các loại chip mới.

Các quốc gia khác nhận thấy không thể tự mình theo kịp Mỹ nhưng đã thành công khi tham gia sâu vào chuỗi cung ứng của thung lũng Silicon. Châu Âu có những lĩnh vực chuyên môn riêng về bán dẫn, đặc biệt trong việc sản xuất các công cụ máy móc cần thiết để chế tạo chip và về thiết kế kiến trúc chip. Các chính phủ châu Á, như chính phủ Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản, đã theo đuổi ngành công nghiệp chip bằng cách trợ cấp cho các công ty, tài trợ cho các chương trình đào tạo, duy trì tỷ giá hối đoái thấp và áp thuế quan lên chip nhập khẩu. Chiến lược này đã mang lại những năng lực nhất định mà không quốc gia nào khác có thể bắt chước ‒ nhưng họ đã đạt được những điều họ cần khi hợp tác với thung lũng Silicon, tiếp tục dựa nhiều vào các công cụ, phần mềm và khách hàng Mỹ. Trong khi đó, các công ty chip thành công nhất của Mỹ đã xây dựng được các chuỗi cung ứng rộng khắp thế giới, cắt giảm chi phí và tạo ra tri thức chuyên môn giúp Định luật Moore trở thành hiện thực.

Ngày nay, nhờ Định luật Moore, chất bán dẫn được gắn vào mọi thiết bị đòi hỏi sức mạnh tính toán ‒ và trong thời đại của Internet Vạn vật, điều này có nghĩa là gần như mọi thiết bị. Ngày nay, ngay cả những sản phẩm đã tồn tại hàng trăm năm như ô tô cũng thường được gắn những con chip trị giá hàng nghìn đô la. Phần lớn GDP của thế giới được tạo ra từ các thiết bị sử dụng chất bán dẫn. Đối với một sản phẩm mà cách đây bảy mươi lăm năm vẫn chưa ra đời, thì đây là một sự phát triển phi thường.

Vào tháng 8 năm 2020 khi tàu USS Mustin xuôi về phía nam, thế giới mới bắt đầu nhận ra sự phụ thuộc vào chất bán dẫn ‒ và sự phụ thuộc vào Đài Loan, nơi sản xuất những con chip tạo ra một phần ba sức mạnh tính toán mới mà chúng ta sử dụng mỗi năm. TSMC của Đài Loan sản xuất gần như tất cả các con chip xử lý tiên tiến nhất thế giới. Khi đại dịch COVID bùng phát vào năm 2020, nó cũng làm gián đoạn ngành công nghiệp chip. Một số nhà máy tạm thời phải đóng cửa. Các giao dịch mua chip sử dụng cho ô tô sụt giảm mạnh. Nhu cầu về máy tính cá nhân (PC) và chip trung tâm dữ liệu tăng đột biến do nhiều người phải sẵn sàng để làm việc tại nhà. Sau đó, sang năm 2021, một loạt vụ tai nạn ‒ hỏa hoạn tại một cơ sở bán dẫn của Nhật Bản; bão băng ở Texas, trung tâm sản xuất chip của Mỹ; và một đợt phong tỏa mới do COVID ở Malaysia, nơi nhiều chip được lắp ráp và thử nghiệm ‒ càng làm gia tăng những gián đoạn này. Đột nhiên, nhiều ngành công nghiệp ở xa thung lũng Silicon phải đối mặt với tình trạng thiếu chip trầm trọng. Các hãng sản xuất ô tô lớn, từ Toyota đến General Motors, đã phải đóng cửa nhà máy nhiều tuần vì không thể mua được chất bán dẫn cần thiết. Sự thiếu hụt ngay cả những con chip đơn giản nhất đã gây ra tình trạng đóng cửa nhà máy xí nghiệp ở phía bên kia của thế giới. Đây dường như là một hình ảnh hoàn hảo về quá trình toàn cầu hóa gặp trục trặc.

Suốt nhiều thập niên, các nhà lãnh đạo chính trị ở Mỹ, châu Âu và Nhật Bản đã không nghĩ nhiều về chất bán dẫn. Giống như chúng ta, họ cho rằng “công nghệ” tức là các công cụ tìm kiếm hoặc truyền thông xã hội, chứ không phải các tấm silicon. Khi Joe Biden và Angela Merkel hỏi tại sao các nhà máy sản xuất ô tô của đất nước họ đóng cửa, câu trả lời nằm ở chuỗi cung ứng chất bán dẫn phức tạp đến khó hiểu. Một con chip điển hình có thể được một nhóm kỹ sư ở California và Israel thiết kế theo bản thiết kế của công ty ARM thuộc sở hữu của Nhật Bản, có trụ sở tại Anh, sử dụng phần mềm thiết kế của Mỹ. Khi một thiết kế hoàn chỉnh, nó sẽ được gửi đến một nhà máy ở Đài Loan, nhà máy này sẽ mua các tấm silicon siêu tinh khiết và khí đặc biệt từ Nhật Bản. Thiết kế được in khắc vào silicon bằng một số máy móc chính xác nhất thế giới, có thể khắc, làm lắng đọng và đo các lớp vật liệu dày chỉ vài nguyên tử. Những công cụ này được sản xuất chủ yếu bởi năm công ty, một của Hà Lan, một của Nhật Bản và ba công ty của California, nếu không có họ thì về cơ bản, không thể chế tạo được những con chip tiên tiến. Sau đó, con chip này được đóng gói và kiểm tra, thường là ở Đông Nam Á, trước khi được gửi đến Trung Quốc để lắp ráp vào một chiếc điện thoại hoặc máy tính.

Nếu bất kỳ bước nào trong quy trình sản xuất chất bán dẫn bị gián đoạn thì nguồn cung sức mạnh tính toán mới của thế giới sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Trong thời đại của trí tuệ nhân tạo (AI), người ta thường nói dữ liệu là một loại dầu mỏ mới. Tuy nhiên, hạn chế thực sự mà chúng ta phải đối mặt không phải là sự sẵn có của dữ liệu mà là khả năng xử lý dữ liệu. Chỉ có một lượng nhất định các chất bán dẫn có thể lưu trữ và xử lý dữ liệu. Sản xuất chúng rất phức tạp và vô cùng tốn kém. Không giống như dầu mỏ có thể được mua từ nhiều quốc gia, việc sản xuất sức mạnh tính toán về cơ bản phụ thuộc vào hàng loạt vị trí nút thắt: công cụ, hóa chất và phần mềm thường được sản xuất bởi một số ít, và đôi khi chỉ một, công ty. Không lĩnh vực nào của nền kinh tế phụ thuộc vào chỉ một số ít công ty đến thế. Các con chip từ Đài Loan cung cấp 37% sức mạnh tính toán mới cho thế giới mỗi năm. Hai công ty Hàn Quốc sản xuất 44% chip nhớ của thế giới. Công ty ASML của Hà Lan sản xuất 100% máy quang khắc cực tím của thế giới, mà nếu không có chúng thì không thể tạo ra các con chip tiên tiến. Nếu so sánh, thì con số 40% thị phần khai thác dầu mỏ thế giới của OPEC cũng không mấy ấn tượng.

Mạng lưới các công ty toàn cầu hằng năm sản xuất ra hàng nghìn tỷ con chip với kích cỡ nanomet cho thấy tính hiệu quả cực cao. Nó cũng bộc lộ tính dễ tổn thương lớn. Những gián đoạn do đại dịch đã phần nào cho biết những gì một cơn địa chấn ở khu vực trọng điểm có thể gây ra cho nền kinh tế toàn cầu. Đài Loan nằm trên một vết đứt gãy mà gần đây nhất là năm 1999 đã gây ra một trận động đất mạnh 7,3 độ Richter. Rất may, trận động đất này chỉ làm ngưng trệ việc sản xuất chip trong đôi ba ngày. Nhưng nguy cơ một trận động đất mạnh hơn tấn công Đài Loan chỉ còn là vấn đề thời gian. Một trận động đất kinh hoàng cũng có thể xảy ra với Nhật Bản, quốc gia nằm trong khu vực thường xảy ra động đất và cũng là nơi sản xuất 17% lượng chip của thế giới, hay thung lũng Silicon, nơi ngày nay chỉ sản xuất một lượng nhỏ chip nhưng lại chế tạo ra máy móc quan trọng để sản xuất chip tại các cơ sở nằm trên vết đứt gãy San Andreas.

Tuy nhiên, sự thay đổi địa chấn gây tổn hại nhất đến nguồn cung chất bán dẫn ngày nay không phải là do sự va chạm của các mảng kiến tạo mà do sự đụng độ của các cường quốc. Khi Trung Quốc và Mỹ tranh giành uy thế, cả Washington và Bắc Kinh đều tìm cách kiểm soát tương lai của điện toán ‒ và tương lai đó phụ thuộc đáng sợ vào một hòn đảo nhỏ mà Bắc Kinh coi là một tỉnh nổi loạn còn Mỹ thì cam kết bảo vệ bằng vũ lực.

Các mối liên kết quốc tế giữa ngành công nghiệp chip ở Mỹ, Trung Quốc và Đài Loan rất phức tạp. Không có minh họa nào về điều này tốt hơn là cuộc đời của nhà sáng lập TSMC, một công ty mà cho đến năm 2020 vẫn coi Apple của Mỹ và Hoa Vĩ của Trung Quốc là hai khách hàng lớn nhất. Trương Trung Mưu sinh ra ở Trung Quốc đại lục; lớn lên ở Hồng Kông trong giai đoạn Chiến tranh Thế giới thứ hai; theo học tại đại học Harvard, MIT và Stanford; ông đã giúp xây dựng ngành công nghiệp chip sơ khai của Mỹ khi làm việc cho Texas Instruments ở Dallas; có cấp phép an ninh tuyệt mật của Mỹ để phát triển thiết bị điện tử cho quân đội Mỹ; và là người biến Đài Loan thành trung tâm sản xuất chất bán dẫn của thế giới. Một số chiến lược gia về chính sách đối ngoại tại Bắc Kinh và Washington mong muốn tách rời các lĩnh vực công nghệ của hai nước này, nhưng mạng lưới quốc tế vô cùng hiệu quả bao gồm các nhà thiết kế chip, nhà cung cấp hóa chất và nhà sản xuất máy công cụ mà những người như Trương đã giúp xây dựng không thể dễ dàng bị tách rời ra như thế.

Tất nhiên, trừ khi có thứ gì đó phát nổ. Bắc Kinh đã dứt khoát từ chối loại trừ khả năng họ có thể xâm chiếm Đài Loan để “thống nhất” nó với đại lục. Nhưng nước này không cần thực hiện bất kỳ điều gì bi thảm như một cuộc tấn công đổ bộ mới lan truyền các đợt sóng xung kích do chất bán dẫn gây ra làm chao đảo nền kinh tế toàn cầu. Trung Quốc chỉ cần phong tỏa một phần Đài Loan cũng sẽ gây ra những gián đoạn nghiêm trọng. Một cuộc tấn công tên lửa vào cơ sở sản xuất chip tiên tiến nhất của TSMC có thể dễ dàng gây ra thiệt hại hàng trăm tỷ đô la khi việc sản xuất điện thoại, trung tâm dữ liệu, ô tô, mạng viễn thông và các công nghệ khác bị đình trệ.

Lấy nền kinh tế toàn cầu làm con tin cho một trong những tranh chấp chính trị cam go nhất thế giới có vẻ là một sai lầm hi hữu lắm mới xảy ra. Tuy nhiên, việc tập trung sản xuất chip tiên tiến ở Đài Loan, Hàn Quốc và các nơi khác ở Đông Á không phải là ngẫu nhiên. Một loạt quyết định có chủ ý của các quan chức chính phủ và giám đốc điều hành các công ty đã tạo ra những chuỗi cung ứng rộng khắp mà ngày nay chúng ta đang phụ thuộc vào. Nguồn nhân công giá rẻ dồi dào của châu Á đã thu hút các nhà sản xuất chip muốn tìm kiếm công nhân nhà máy với chi phí thấp. Các chính phủ và tập đoàn trong khu vực đã sử dụng các nhà máy lắp ráp chip ở nước ngoài để tìm hiểu và cuối cùng là làm chủ những công nghệ tiên tiến hơn. Các chiến lược gia về chính sách đối ngoại của Washington đã coi các chuỗi cung ứng chất bán dẫn phức tạp như một công cụ để ràng buộc châu Á với một thế giới do Mỹ dẫn đầu. Nhu cầu không thể lay chuyển của chủ nghĩa tư bản về hiệu quả kinh tế đã thúc đẩy không ngừng việc cắt giảm chi phí và củng cố doanh nghiệp. Tốc độ đổi mới công nghệ đều đặn bảo đảm cho Định luật Moore đòi hỏi phải có những vật liệu, máy móc và quy trình ngày càng phức tạp hơn mà chỉ có thể được cung cấp hoặc tài trợ thông qua các thị trường toàn cầu. Và nhu cầu khổng lồ của chúng ta về sức mạnh tính toán vẫn tiếp tục tăng lên.

Dựa trên nghiên cứu từ các hồ sơ lưu trữ lịch sử ở ba lục địa, từ Đài Bắc đến Moscow, và hơn một trăm cuộc phỏng vấn với các nhà khoa học, kỹ sư, CEO cũng như các quan chức chính phủ, cuốn sách này dám khẳng định rằng chất bán dẫn đã định hình nên thế giới mà chúng ta đang sống, định hình nền chính trị quốc tế, cấu trúc của nền kinh tế thế giới, và cán cân quyền lực quân sự. Tuy nhiên, thiết bị hiện đại nhất này lại có một lịch sử phức tạp và đầy tranh cãi. Sự phát triển của nó không chỉ được quyết định bởi các tập đoàn và người tiêu dùng mà còn bởi những chính sách đầy tham vọng và cả những đòi hỏi của chiến tranh. Để hiểu hàng tỷ tỷ bóng bán dẫn và một lượng nhỏ các công ty không thể thay thế định hình thế giới của chúng ta như thế nào, chúng ta phải bắt đầu từ việc nhìn lại khởi nguồn của kỷ nguyên silicon.

 

[1] Danh sách đen thương mại này, được gọi chính thức là Entity List, xác định các tổ chức, cá nhân được cho là có liên quan, hoặc có nguy cơ lớn tham gia vào các hoạt động xâm phạm lợi ích an ninh quốc gia hoặc chính sách đối ngoại của Mỹ. (Chú thích của người dịch – ND)

https://rosetta.vn/nguyenxuanxanh/cuoc-chien-vi-mach-chip-war-chris-miller/