Chi phí sản xuất chip 2nm của TSMC tăng vọt, thị trường AI “nín thở”

Năm 2023 sắp kết thúc, nhưng Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC) đang chuẩn bị đón nhận một sự khó khăn mới: Sự tăng vọt trong chi phí vận hành các quy trình sản xuất chất bán dẫn hàng đầu của mình, tiêu biểu là công nghệ thiết kế chất bán dẫn 3nm và 2nm sắp tới. Báo chí Đài Loan trích dẫn nhận định từ một nguồn tin dấu tên rằng các nút quy trình 3nm và 2nm của TSMC sẽ có chi phí vận hành tăng đáng kể trong tương lai, qua đó gây ảnh hưởng đến giá bán chip thành phẩm cũng như tạo ra tác động (tiêu cực) đến tốc độ phát triển của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo toàn cầu.

Tin tức này được đưa ra ngay khi thị trường vẫn đóng cửa trong kì nghỉ năm 2023, và các nhà phân tích cảnh cáo rằng việc tăng chi phí tiềm năng này có thể ảnh hưởng đến tỷ suất lợi nhuận của Apple, Inc. - một trong những đối tác lớn nhất của TSMC.

Quy trình sản xuất 3nm hiện là quy trình sản xuất tiên tiến nhất trên thế giới và khi nói đến TSMC, phần lớn các sản phẩm mới nhất của công ty này đều được sản xuất cho Apple. Trở lại năm 2022, một báo cáo từ DigiTimes đã tiết lộ rằng các tấm wafer 3 nanomet của TSMC sẽ có giá khoảng 20.000 USD. Theo sau đó là hàng loạt báo cáo truyền thông khác cho rằng chi phí cho mỗi tấm wafer có thể tăng lên tới 25.000 USD hoặc giảm xuống dưới 20.000 USD.

Tuy nhiên sang đến năm 2023, với xu hướng phổ cập nhanh chóng của ngành công nghiệp AI, thị trường bán dẫn toàn cầu đã tiến vào một bước ngoặt hoàn toàn khác, với trọng tâm là sự gia tăng nhu cầu cực lớn về các dòng vi xử lý trí tuệ nhân tạo. Thực tế này khiến các nhà sản xuất bán dẫn lớn phải tính toán lại bài toán tối ưu chi phí cũng như tầm nhìn đầu tư cho các cơ sở sản xuất chip đắt tiền.

Chính sự phát triển mạnh mẽ của AI trong năm qua đã đẩy mức định giá đối với NVIDIA lên mức cao kỷ lục. Tương tự, các công ty như TSMC, vốn liên tiếp ghi nhận doanh thu giảm do môi trường kinh tế vĩ mô khó khăn, nhưng vẫn duy trì được giá trị của mình. Do đó, không có gì khó hiểu khi việc giá thành chip xử lý 2nm tăng tới 50% sẽ gây ra “tác động ngược” đáng kể đến tốc độ phát triển cũng như phổ biến của AI.

Làn sóng này sẽ hoàn toàn thành hiện thực trong ba năm nữa, khi đó các công ty như AMD và NVIDIA cũng có thể sẽ phải thắt chặt ngân sách chi tiêu. Trên thực tế, NVIDIA đã bán các sản phẩm bán dẫn AI được sản xuất trên quy trình 5 nanomet mạnh mẽ của TSMC, và có kế hoạch triển khai các dự án ứng dụng công nghệ 3nm, 2nm trong thời gian tới. Tuy nhiên sự gia tăng trong giá thành sản xuất có thể khiến tham vọng đó gặp nhiều khó khăn hơn. Một số tin đồn gần đây đã gợi ý rằng GPU thế hệ tiếp theo của NVIDIA sẽ sử dụng quy trình 3nm, khiến gánh nặng chi phí chip cao đổ dồn lên vai Apple đối với làn sóng sản xuất 2nm đầu tiên.

Tuy nhiên, động lực cung và cầu trên thị trường bán dẫn rất có thể đồng nghĩa với việc giá AI. chip tăng vọt. Một tấm wafer 3 nanomet trị giá 20.000 USD có thể trở nên đắt hơn nếu nhu cầu của nó vượt xa công suất lắp đặt - một cảnh báo có phần đặc biệt đối với ngành công nghiệp chip. Các công ty như TSMC và Samsung có công suất cố định và nếu họ tin rằng nhu cầu sẽ vượt xa nguồn cung thì chi phí đầu tư ban đầu vào cơ sở mới cũng thường được chuyển sang khách hàng.

Đặc biệt, TSMC sẽ phải suy nghĩ kỹ trước khi mở rộng sản xuất quá mức. Không chỉ phải điều chỉnh ước tính doanh thu nhiều lần vào năm 2023 mà vào năm 2022, công ty Đài Loan còn phải đối mặt với những kỳ vọng quá lạc quan của khách hàng trong bối cảnh thị trường chip xử lý suy giảm trên diện rộng.

Sự do dự này cũng được thể hiện rõ trong một báo cáo từ Goldman Sachs được China Times trích dẫn, đã hạ thấp tỷ lệ khai thác của TSMC đối với quy trình 3nm và 2nm. Báo cáo của Goldman đã cắt giảm mục tiêu giá cổ phiếu của TSMC và hạ ước tính mức sử dụng đối với 3nm xuống 36% vào năm 2023. Có lẽ đây là lý do tại sao chi phí cho mỗi tấm wafer 3nm không thể giảm xuống dưới 20.000 USD trong hơn một năm.