Trung quốc siết chặt indium phosphide, thách thức mới cho các hãng chip ai

Jutta Meier, giám đốc điều hành của IQE, vừa đưa ra một cảnh báo quan trọng: khả năng tiếp cận các tấm nền indium phosphide (InP) đang trở thành rủi ro then chốt đối với ngành bán dẫn. Kể từ khi Trung Quốc đưa vật liệu này vào danh mục kiểm soát xuất khẩu từ ngày 4 tháng 2 năm 2025, thị trường đã rơi vào trạng thái bất ổn. Theo dữ liệu từ Cơ quan năng lượng quốc tế, quốc gia này hiện nắm giữ gần 70% nguồn cung indium toàn cầu. Hệ quả trực tiếp là giá một tấm wafer InP 6 inch đã tăng vọt 250%, chạm ngưỡng khoảng 5.000 USD. Con số này không đơn thuần là một sai số tài chính, mà là sự thay đổi hoàn toàn về mặt kinh tế của chuỗi cung ứng. Trong khi các gã khổng lồ như Nvidia và các công ty điện toán đám mây đang nỗ lực xây dựng các cụm máy chủ AI tốc độ cao, họ nhận ra rằng những con chip xử lý mạnh mẽ nhất cũng sẽ trở nên vô dụng nếu thiếu đi các linh kiện quang học dựa trên InP để truyền tải dữ liệu.

Nút thắt cổ chai từ các linh kiện laser và phản ứng của nvidia

Indium phosphide không trực tiếp cấu tạo nên các bộ tăng tốc AI, nhưng nó là thành phần không thể thay thế trong các bộ thu phát quang học (optical transceivers) và linh kiện laser. Nhiệm vụ của chúng là chuyển đổi tín hiệu điện thành ánh sáng để dữ liệu có thể di chuyển giữa các máy chủ mà không bị nghẽn. Mặc dù silicon có thể điều biến ánh sáng, nhưng nó không thể phát sáng hiệu quả như InP. Quy mô thị trường đã thay đổi chóng mặt: nếu trước đây các khách hàng viễn thông chỉ mua laser theo đơn vị hàng trăm, thì nay Nvidia và các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đang yêu cầu hàng trăm triệu đơn vị. Sự khan hiếm nghiêm trọng đến mức Lumentum thừa nhận vẫn đang chậm hơn 30% so với nhu cầu khách hàng đối với các dòng laser công suất cao, do năng lực sản xuất không đáp ứng kịp tốc độ bùng nổ của hạ tầng AI.

Trước nguy cơ đứt gãy, Nvidia đã không còn xem quang học là một linh kiện mua sắm thông thường mà là một mục tiêu chiến lược. Hãng đã rót 2 tỷ USD vào Lumentum và thêm 2 tỷ USD nữa vào Coherent nhằm đảm bảo quyền ưu tiên tiếp cận năng lực sản xuất trong tương lai. Hành động này cho thấy Nvidia muốn tự nắm vận mệnh của mình, thay vì để các giấy phép xuất khẩu từ Bắc Kinh hay mức giá 5.000 USD cho mỗi tấm wafer quyết định tiến độ giao hàng của các hệ thống AI thế hệ mới. Tuy nhiên, các cơ sở sản xuất mới tại Bắc Carolina hay Texas cần thời gian để vận hành, dự kiến sớm nhất là giữa năm 2028. Việc nuôi cấy tinh thể bán dẫn tuân theo quy luật vật lý khắt khe và chu kỳ tăng trưởng riêng, không thể thúc ép nhanh chóng như cách phát triển các dòng mã phần mềm.

Sự khan hiếm hiện đang biến thành một mô hình kinh doanh béo bở cho những đơn vị nắm giữ nguồn cung như IQE hay AXT, với doanh thu mảng quang tử tăng trưởng đột biến lên đến hơn 40%. Tuy nhiên, ở cấp độ vĩ mô, đây không còn là vấn đề riêng của doanh nghiệp khi Mỹ và Nhật Bản đang khẩn trương đổ vốn vào các dự án khoáng sản tới hạn để giảm bớt sự phụ thuộc vào quy trình cấp phép của Trung Quốc. Đối với các nhà phát triển hạ tầng công nghệ, việc đa dạng hóa nguồn cung và theo dõi sát sao các biến động về vật liệu bán dẫn hợp chất là hành động bắt buộc để tránh kịch bản đình trệ sản xuất. Rủi ro hiện hữu rất rõ ràng: một hệ thống AI trị giá hàng triệu đô la có thể phải nằm chờ chỉ vì thiếu một tấm wafer indium phosphide vốn ít người để ý tới trước đây.