Vì sao ngành công nghiệp chip của Nhật Bản bị đánh bại?

Năm 1955, tại New York, một thanh niên đến từ Nhật Bản đã gõ cửa cửa hàng của công ty Bulova Mỹ. Mục đích của chuyến đi là để quảng bá cho sản phẩm đài phát thanh (radio) nhỏ mới phát triển của công ty.

Không giống như các sản phẩm nhạt nhòa trên thị trường Mỹ lúc bấy giờ, chiếc radio nhỏ rất tiện lợi để mang theo bên người. Bulova rất hài lòng với sản phẩm và quyết định đặt hàng 100.000 chiếc, nhưng có yêu cầu là sản phẩm phải mang thương hiệu Bulova.

Đây là một cơ hội lớn, nhưng chàng trai trẻ đến từ Nhật Bản đã dứt khoát từ chối.

Bộ phận mua hàng của Bulova rất ngạc nhiên bởi Bulova là một công ty lớn nổi tiếng với lịch sử 50 năm, còn công ty của chàng trai Nhật Bản này không hề có tiếng tăm ở Mỹ, cũng chỉ là một công ty nhỏ vài năm tuổi. Không hiểu sao công ty non trẻ này từ chối lời đề nghị của công ty lớn hàng đầu nước Mỹ lúc bấy giờ.

Chàng trai trẻ dõng dạc tuyên bố: "50 năm trước Bulova chỉ là một công ty mới, 50 năm sau danh tiếng của công ty chúng tôi sẽ không kém gì công ty Mỹ của các bạn, và hôm nay là ngày khởi đầu cho danh tiếng của công ty chúng tôi, nên chúng tôi không thể để sản phẩm của mình theo tên của Bulova được".

Giám đốc sản phẩm của Bulova còn nghi ngờ rằng không biết người thanh niên này có uống quá nhiều rượu sake hay không.

Ông Akio Morita và đồng nghiệp ở Sony đã thay đổi hình ảnh thế giới về thuật ngữ ”Made in Japan”.

Người thanh niên này được gọi là Akio Morita, giới trong ngành gọi Akio là "thần quản lý".

Công ty nhỏ này bắt đầu từ con số không sau Thế chiến II, sau đó được đổi tên thành Sony.

Akio Morita dự đoán rằng các công ty Nhật Bản cũng có thể trở thành những công ty lớn nổi tiếng, dự đoán này đã được ứng nghiệm trong vòng chưa đầy 50 năm.

Một nhóm các công ty Nhật đứng sau ông đã đập tan một nhóm các công ty Mỹ trên thị trường nội địa Mỹ.

Nhưng ông Akio Morita đoán được phần đầu, nhưng không thể đoán được phần cuối.

Các công ty Nhật Bản này đã thực sự vươn lên hàng đầu thế giới trong những năm 1980 và 1990. Nhưng cũng giống như nền kinh tế Nhật Bản, các công ty dần rơi vào suy thoái vì các yếu tố bên ngoài và chính bản thân họ.

Công ty Nhật Bản đứng trên vai các công ty Mỹ

Năm 1948, tại Phòng thí nghiệm Bell, William Shockley đã phát triển bóng bán dẫn đầu tiên trên thế giới. Cùng năm đó, những người sáng lập Sony - Ibuka và Akio Morita, cũng đã tìm hiểu về việc sử dụng bóng bán dẫn.

Akio Morita đã nảy ra ý tưởng phát triển một chiếc radio nhỏ có thể bỏ túi. Ông nghĩ thay thế các ống chân không bằng chất bán dẫn là cách khả thi duy nhất để chế tạo ra các đài nhỏ.

Năm 1953, Sony đã chi một khoản tiền khổng lồ 25.000 USD để mua bằng sáng chế chất bán dẫn do Western Electric ủy quyền.

Bằng sáng chế chỉ là cơ sở, họ cần có các bóng bán dẫn tần số cao, công suất lớn để tạo ra một đài phát thanh. Công ty Nhật Bản rất có trình độ trong việc cải tiến sản phẩm liên tục.

Sony cuối cùng đã chọn phương pháp "pha tạp phốt pho" để chế tạo chất bán dẫn tần số cao, và nhóm nghiên cứu của Bell Labs đã từ bỏ con đường nghiên cứu và phát triển "pha tạp phốt pho" do gặp nhiều khó khăn khác nhau.

Sau rất nhiều thử nghiệm gian khổ và dựa vào phương pháp "pha tạp phốt pho", Sony đã tạo ra một bước đột phá lớn trong lĩnh vực bóng bán dẫn tần số cao.

"Tinh thần nghề thủ công" của người Nhật luôn phấn đấu cho sự hoàn hảo và thái độ làm việc tỉ mỉ được phản ánh qua chất bán dẫn.

Công ty Nhật Bản đã thắng, họ đã vượt qua người Mỹ. Dựa vào chất bán dẫn do người Mỹ phát minh, Sony đã bán những chiếc radio nhỏ trở lại Mỹ với thành công lớn.

Việc sử dụng chất bán dẫn trong radio thành công đến mức radio có một tên gọi khác là "chất bán dẫn". Cải tiến liên tục, kiểm soát chi tiết, khả năng xác định sản phẩm hoàn hảo, chất bán dẫn đã làm nên danh tiếng "thần quản lý" của Akio Morita.

Cuộc cách mạng chất bán dẫn bắt đầu

Năm 1970, Intel đã sản xuất thành công bộ nhớ DRAM (RAM động - Dynamic random-access memory) trong tấm wafer 3 inch của riêng mình, đây là một thành tựu tạo nên kỷ nguyên mới. Tên mã của DRAM này là C1103. C1103 chỉ có dung lượng 1K, bằng một phần triệu dung lượng bộ nhớ ngày nay.

Trong thời đại không có bộ nhớ, máy tính sử dụng bộ nhớ lõi từ để lưu trữ dữ liệu. Bộ nhớ lõi từ rất cồng kềnh và nó kém hơn nhiều so với DRAM về kích thước, độ tin cậy, tốc độ và giá thành.

Kỷ nguyên lưu trữ bán dẫn đã đến.

Intel 1103 đời đầu

Kể từ đó, máy tính đã tạm biệt giải pháp lưu trữ trên bộ nhớ lõi từ. Từ DRAM ban đầu đã tiếp tục đến DDR5 / DDR6 / HBM ngày nay, tất cả cùng một dòng.

Năm 1972, với thành công rực rỡ của DRAM 1K, Intel đã trở thành một công ty mới nổi trong ngành với 1.000 nhân viên và thu nhập hàng năm hơn 23 triệu USD.

C1103 còn được giới công nghiệp mệnh danh là sát thủ bộ nhớ lõi và trở thành chip bán dẫn bán chạy nhất thế giới.

Đến năm 1974, Intel chiếm 82,9% thị trường DRAM toàn cầu. Đây là sức hấp dẫn của cuộc cách mạng công nghệ. Một công ty thành lập năm 1968 đã trở thành gã khổng lồ bán dẫn toàn cầu trong 6 năm, quả là một thành tích đáng nể.

Ngành công nghiệp máy tính và chip ở Mỹ đã bắt đầu một cuộc hành trình toàn cầu độc đáo.

Sau chiến tranh, Nhật Bản bắt đầu thâm nhập dần vào Mỹ và thế giới về radio, tivi và máy ghi hình thông qua sự tiến bộ của dây chuyền công nghiệp cấp thấp.

Trong những năm 1970, các công ty Nhật đã càn quét thị trường thiết bị gia dụng của Mỹ.

Chỉ trong hơn 20 năm, dự đoán của Akio Morita về việc trở thành một công ty vĩ đại đã phần nào trở thành hiện thực.

Tuy nhiên, trong ngành công nghiệp chip, vẫn có sự khác biệt rất lớn về công nghệ giữa Nhật Bản và Mỹ. Để bắt kịp Mỹ, chính phủ Nhật Bản đã vào cuộc.

Ảnh: QQ

Năm 1976, Bộ Thương mại Quốc tế và Công nghiệp Nhật Bản đã đầu tư 72 tỉ yên vào Hitachi, Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba và NEC. Viện Khoa học Máy tính và Công nghệ đã thành lập tổ chức nghiên cứu và phát triển vi mạch tích hợp mật độ cao VLSI. Kế hoạch nghiên cứu và phát triển này đã rất thành công.

Chỉ mất 4 năm, vào năm 1980, cơ quan liên hợp nghiên cứu và phát triển VLSI của Nhật Bản đã thông báo về việc hoàn thành dự án VLSI.

Trong thời gian này, một số lượng lớn các bằng sáng chế đã được áp dụng. Các công nghệ sản xuất chip khác nhau, bao gồm quang khắc, thiết bị, quy trình,... đã đạt được những kết quả đáng kể. Tỷ suất lợi nhuận tăng và chi phí giảm.

Năm 1984, ngành công nghiệp DRAM của Nhật Bản bước vào thời kỳ bùng nổ. Viện Nghiên cứu Điện tử của Bộ Thương mại và Công nghiệp Quốc tế Nhật Bản đã phát triển thành công DRAM 1M.

Mitsubishi thậm chí còn trưng bày công khai công nghệ chủ chốt DRAM 4M.

Đến năm 1986, chỉ riêng Toshiba đã sản xuất hơn 1 triệu 1M DRAM mỗi tháng. Hitachi, Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba và NEC cũng đã trở thành những công ty tiên phong trong ngành công nghiệp chip Nhật Bản.

Sự tích hợp kỹ thuật của các công ty khác nhau đã thiết lập sự thống trị của Nhật Bản trên thị trường DRAM tại thời điểm đó. Thành công của họ chỉ mất chưa đầy 8 năm.

Chẳng bao lâu, người ta đã thấy được sức mạnh của người Nhật trong ngành công nghiệp chip. Các sản phẩm Nhật Bản đã tấn công thị trường Mỹ một cách điên cuồng.

Vài năm trước, Intel, vốn vẫn còn rất hứa hẹn, đã rơi vào cảnh thua lỗ lớn. Từ năm 1984 đến 1985, công ty buộc phải sa thải 7.200 nhân viên. Giám đốc điều hành Intel Andy Grove và Chủ tịch Gordon Moore cũng bất lực.

Vào tháng 10 năm 1985, Intel tuyên bố rút khỏi thị trường DRAM và đóng cửa 7 nhà máy DRAM. Sau khi hoàn toàn từ bỏ việc theo dõi chip nhớ DRAM, Intel đã chuyển sang hướng bộ vi xử lý CPU và làm bá chủ một ngành, nhưng đây là câu chuyện của sau này.

Nhật Bản bóp nát gã khổng lồ Mỹ trong công nghệ sản xuất thiết bị đúc chip

Năm mãnh tướng của chip Nhật Bản là Hitachi, Mitsubishi, Fujitsu, Toshiba và NEC. Dưới sự lãnh đạo của các công ty chip này, các thiết bị, vật liệu sản xuất chip… của Nhật Bản đều bước vào giai đoạn phát triển bùng nổ và thịnh vượng.

Cùng lúc đó, Nikon cũng bắt đầu con đường sản xuất máy khắc bản mạch chip, mô hình giống như ASML của Hà Lan.

Ảnh: QQ

Vào thời điểm đó, GCA của Mỹ đã thống trị thị trường máy khắc bản mạch chip, và là niềm tự hào của công nghệ chip Mỹ. GCA có thể nói là công ty tiên phong về máy khắc bản mạch chip.

Đây là công nghệ tiên phong trong những năm 1970 và là cốt lõi trong cuộc đấu tranh giành vị thế thống trị của Mỹ trong lĩnh vực chip.

Trong những năm 1950 và 1960, Hải quân, Không quân và Lục quân Mỹ đã đầu tư hàng tỉ USD để đặt nền móng cho quyền bá chủ của Mỹ trong lĩnh vực chip. Bằng cách cung cấp các hợp đồng cho các doanh nghiệp, hướng đi này đã mở đường cho sự phát triển của các công ty ở Thung lũng Silicon.

Và GCA là một trong những công cụ tốt nhất. Nhưng năng lực sản xuất của GCA không đủ, GCA luôn ưu tiên cung cấp cho khách hàng Mỹ.

Điều này khá dễ hiểu, nhất là khi ngành công nghiệp bán dẫn của Mỹ vẫn đang phải cạnh tranh với Nhật Bản. Ai cũng phải quan tâm đến bản thân mình trước, mùi vị bị người khác kiềm chế cũng không hề thoải mái.

Ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản quyết định sản xuất thiết bị của riêng mình. Cơ hội này đã thúc đẩy các sản phẩm của Nikon.

Các công ty Nhật Bản thống trị DRAM đã bắt đầu thử áp dụng các máy khắc bản mạch chip của Nhật Bản. Trước hết, Nikon bắt đầu sao chép máy in thạch bản GCA. Các nhà lãnh đạo trong ngành bắt đầu bằng việc sao chép đối thủ cạnh tranh luôn là điều bình thường. Đó cũng là câu chuyện đứng trên vai người Mỹ và đánh bại người Mỹ, phương châm này không thiếu trong các sản phẩm Nhật Bản.

Mặc dù chỉ là hàng nhái nhưng Nikon đã giành được đơn đặt hàng từ các công ty Nhật Bản như Toshiba, Hitachi và NEC nhờ khả năng nội địa hóa đỉnh cao của mình.

Đến năm 1985, Nikon vượt qua GCA trên thị trường máy khắc bản mạch chip, đặc biệt là tại thị trường Nhật Bản, với 65% thị phần.

Trước sự cạnh tranh của Nikon, GCA đứng trước bờ vực phá sản vào năm 1987 và gióng lên hồi chuông cảnh tỉnh cho Bộ Quốc phòng Mỹ.

Ngành công nghiệp bán dẫn của Mỹ đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng trong cuộc cạnh tranh với Nhật Bản.

Hitachi, NEC và Toshiba về cơ bản đã hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường thiết bị bộ nhớ.

Về thiết bị sản xuất chip, GCA để thua Nikon, đầu năm 1987, GCA bị hủy niêm yết trên thị trường. Một thế hệ người khổng lồ về kỹ thuật in bản mạch chip đã kết thúc.

Hiệp định Plaza - Mỹ phản pháo Nhật

Mặc dù về mặt sản phẩm, người Mỹ không thể bằng người Nhật nhưng nếu sức mạnh của thị trường không đủ, thì hãy dựa vào quyền lực chính trị.

Năm 1985, Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ bắt đầu khiếu nại với Bộ Thương mại Mỹ về việc cạnh tranh không lành mạnh trong ngành bán dẫn Nhật Bản, yêu cầu Tổng thống giải quyết các vấn đề về tiếp cận thị trường và cạnh tranh không lành mạnh.

Ảnh: Zhuanlan.zhihu.com

Chính phủ Mỹ đã bắt đầu hành động!

Cùng năm, Mỹ và Nhật Bản ký kết "Hiệp định Plaza" nhằm khiến đồng đô la Mỹ giảm giá tương đối so với yên Nhật và giá các sản phẩm điện tử của Nhật Bản tăng lên tại Mỹ.

Đầu năm 1986, Mỹ ra phán quyết rằng giá chip DRAM của Nhật Bản có hành vi bán phá giá và họ áp thuế chống bán phá giá 100% đối với Nhật Bản.

Vào cuối năm 1986, Nhật Bản và Mỹ đã ký "Hiệp định bán dẫn Nhật Bản-Mỹ". Đây là một thỏa thuận khắc nghiệt, và việc giành được thị trường của công ty Nhật Bản đã phải đổi lấy bằng một hiệp ước "mất quyền lực".

Hiệp định 1: Nhật Bản bắt buộc phải mở cửa thị trường chất bán dẫn, và chất bán dẫn của Mỹ phải có thị phần trên 20% tại Nhật Bản.

Hiệp định 2: Các chất bán dẫn của Nhật Bản bị nghiêm cấm bán phá giá tại thị trường Mỹ hoặc các nước khác với giá thấp và giá bán cần phải vượt qua chi phí hạch toán của Mỹ.

Thỏa thuận 3: Fujitsu của Nhật Bản bị cấm mua lại Tập đoàn bán dẫn Fairchild Semiconductor của Mỹ.

Năm 1987, dưới áp lực của Mỹ, Cơ quan Cảnh sát Quốc gia Nhật Bản đã bắt giữ hai giám đốc điều hành của Tập đoàn Toshiba vì họ đã liên kết với công ty Kongsberg của Na Uy và xuất khẩu bất hợp pháp các sản phẩm công nghệ cao như máy xay xát lớn sang Liên Xô. Đây là "sự cố Toshiba" nổi tiếng.

Sau "sự cố Toshiba", Mỹ và Nhật Bản đã đạt được thỏa thuận rằng Mỹ có quyền tiếp cận tất cả các công nghệ Nhật Bản.

"Kho báu" chất bán dẫn của Nhật bị Hàn Quốc ăn mòn

Năm 1985, sau khi ký kết Thỏa thuận Plaza, các nhà sản xuất Nhật Bản vẫn có lợi thế về công nghệ, nhưng họ không còn có thể dùng giá thấp để chèn ép đối thủ.

Để làm tan rã ngành công nghiệp chip của Nhật Bản, người Mỹ phải tìm đối thủ cạnh tranh với Nhật Bản. Hàn Quốc - quốc gia đang chi tiền khủng để nuôi quân đội Mỹ, đã trở thành mục tiêu lựa chọn của Mỹ.

Ảnh: QQ

Năm 1984, Micron đã cấp phép công nghệ DRAM 64K cho Samsung của Hàn Quốc. Samsung cũng đã mua một thiết kế để xử lý oxit kim loại tốc độ cao từ Citrus, California. Sáu tháng sau, các kỹ sư của Samsung đã làm chủ thành công quy trình để sản xuất hàng loạt DRAM 64K, và 8 công nghệ cốt lõi, đồng thời sản xuất thành công các mô-đun sản xuất.

Năm 1986, Hyundai Electronics trở thành nhà sản xuất thứ hai ở Hàn Quốc sản xuất hàng loạt sản phẩm 64K (chậm hơn Samsung hai năm).

Năm 1987, ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản thống trị thế giới, và thị phần bộ nhớ bán dẫn DRAM cao tới 80%.

Ngành công nghiệp bán dẫn là kho báu của Nhật Bản vào thời điểm đó, và nó là ngành công nghiệp cốt lõi của Nhật Bản. Tuy nhiên, chất bán dẫn của Hàn Quốc đã bắt đầu ăn mòn dần các ngành công nghiệp cốt lõi của Nhật Bản. Đến năm 1996, Nhật Bản chỉ chiếm chưa đến 30% thị trường toàn cầu.

Ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản đang phải đối mặt với một cuộc suy thoái chung. Đối mặt với suy thoái kinh tế, ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản bắt đầu tự cứu mình.

Toshiba, Fujitsu và Mitsubishi đều đã ngừng kinh doanh DRAM và bắt đầu chuyển sang nghiên cứu và phát triển chip SOC. Năm 1999, mảng kinh doanh DRAM của Hitachi và NEC hợp nhất để thành lập một công ty mới, Elpida. Trước khi sáp nhập, thị phần DRAM của hai công ty chiếm khoảng 17% thị trường. Hai năm sau khi sáp nhập, thị phần của Elpida chỉ chiếm 4%. Nguyên nhân là do hệ thống R&D của Hitachi và hệ thống R&D của NEC không tương thích với nhau.

Các phương pháp quản lý mâu thuẫn đã dẫn đến những vấn đề gay gắt và không thể hòa giải. Trong cuộc đấu tranh phe phái, bộ phận NEC cuối cùng đã giành được ưu thế và nhưng vẫn mắc kẹt trong chu kỳ tự mãn của "công nghệ bán dẫn đầu tiên" của Nhật Bản.

Thế giới đã thay đổi, nhưng người Nhật không thay đổi!

Elpida chưa bao giờ làm chủ được phương pháp sản xuất DRAM giá rẻ đến giá thành cao.

Mặc dù Tổng thống Nhật Bản lúc bấy giờ đã cố gắng tăng tỷ trọng lên 10%, nhưng xu hướng đã trôi qua. Sau năm 2008, cuộc khủng hoảng tài chính đã dẫn đến sự suy thoái của ngành bán dẫn.

Năm 2011, trận động đất lớn ở Tokyo khiến đồng yên tăng giá và lũ lụt ở Thái Lan ảnh hưởng đến nơi đặt nhà máy đóng gói chất bán dẫn của Nhật Bản khiến tình thế càng thêm khốn cùng.

Năm 2012, Elpida phá sản và Chủ tịch Yukio Sakamoto từ chức, ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản chấm dứt.

Năm 2012, cùng năm mà Elpida phá sản, Samsung Electronics, dưới sự hỗ trợ của Mỹ, đã tăng doanh số bán hàng lên 22%, trở thành công ty lớn thứ 20 thế giới về giá trị thị trường và dẫn đầu trong ngành công nghiệp điện tử.

Đồng thời, các doanh nghiệp chip SOC của NEC, Hitachi và Mitsubishi đã hợp nhất để thành lập Renesas Electronics cũng lâm vào cảnh thua lỗ, chính phủ Nhật Bản và một số cổ đông cũng đã đầu tư rất nhiều tiền để giải cứu Renesas.

Với sự phát triển công nghệ đúc chip tiên tiến nhất là máy quang khắc EUV thuộc về công ty ASML ở Hà Lan, Nikon - ông vua của máy khắc bản mạch chip, cũng thua trận.

Chỉ có Sony chiếm ngôi vương chip điện tử cho camera CMOS với 50% thị trường, theo sau lại là Samsung của Hàn Quốc.

Tổng kết

Ngành công nghiệp bán dẫn của Nhật Bản bắt đầu bằng cách bắt chước Mỹ.

Thông qua cải tiến liên tục, họ đã đánh bại công ty lớn mạnh của Mỹ về chi phí. Thông qua thuế quan, Mỹ đã điều chỉnh sự mất cân bằng thương mại, tiếp cận công nghệ Nhật Bản và thúc đẩy sự phát triển của chất bán dẫn của Hàn Quốc nhằm phá hủy ngành công nghiệp chip độc nhất của Nhật Bản.

Các lực lượng bên ngoài chỉ là một trong những lý do khiến các công ty chip Nhật Bản thất bại. Một lý do khác là vấn đề của chính các công ty Nhật Bản từng thành công:

- Giỏi bắt chước và cải tiến nhưng không giỏi phát minh và cách mạng.

- Thiếu nhận thức tối ưu tổng thể, có xu hướng theo đuổi tối ưu hóa từng phần.

- Sau khi trở nên nổi tiếng, trở nên bảo thủ hơn, không chú trọng tầm nhìn quốc tế.

Ai cũng có lúc huy hoàng, nhưng đừng sống mãi một khoảnh khắc.

Theo Viettimes/QQ

Cỗ máy 150 triệu USD vượt tầm với của Trung Quốc

Tham vọng tự cường bán dẫn của Trung Quốc hay bất kỳ quốc gia nào đều 'phi thực tế', nếu nhìn vào máy in thạch bản cực tím hiện đại nhất hiện nay.