“Cuộc chiến” chất bán dẫn (Kỳ VIII): Bài học nào từ lịch sử ngành bán dẫn Mỹ?

Bóng bán dẫn đầu tiên ra đời năm 1947 tại Mỹ là thành quả nghiên cứu khoa học của William “Bill” Shockley Jr., John Bardeen và Walter Brattain. Sau này, ông Shockley mở ra công ty bán dẫn đầu tiên trên thế giới và vẫn được coi là cha đẻ của ngành công nghiệp quan trọng này.

Bùng nổ nhờ sự hỗ trợ của chính phủ

Một trong những động lực lớn nhất đã giúp thúc đẩy ngành bán dẫn Mỹ từ những ngày đầu là sự hỗ trợ của chính phủ.

>> “Cuộc chiến” chất bán dẫn (Kỳ VII): Ứng xử với dòng vốn đầu tư mới

Sau Thế chiến thứ 2, nhận thấy tiềm năng ứng dụng của lĩnh vực công nghệ bán dẫn, chính phủ Hoa Kỳ đã đồng thời áp dụng cả chính sách hậu thuẫn về công nghiệp (trợ cấp) và khoa học (đầu tư nghiên cứu). Trong đó, Bộ Quốc phòng Mỹ là đối tác tích cực nhất, một phần nhờ nhu cầu đổi mới quân sự mạnh mẽ trước sự trỗi dậy của Liên Xô. Các hợp đồng của chính phủ đã giúp tạo ra một thị trường sôi động cho ngành bán dẫn Mỹ những năm 1950 – 1960. Mục tiêu lớn của các công ty bán dẫn là biến càng nhiều thành tựu khoa học có thể sinh lời càng tốt, từ đó thúc đẩy một hệ sinh thái đa dạng của các công ty bán dẫn.

Tuy nhiên, một chính sách quan trọng không kém giúp ngành công nghiệp này nở rộ ở Mỹ, là việc Bộ Quốc phòng Mỹ cho phép một cách tiếp cận cởi mở với các phát minh – được coi là thứ bất khả xâm phạm trong ngành công nghệ ngày nay.

Để mở rộng khả năng cung ứng của các đối tác, Bộ Quốc phòng thậm chí còn yêu cầu các bộ phận R&D quy mô lớn của Mỹ xuất bản các chi tiết kỹ thuật và cấp phép rộng rãi cho công nghệ của họ, để đảm bảo rằng các nền tảng đổi mới cơ bản có sẵn cho tất cả các công ty mà Bộ Quốc phòng có khả năng ký hợp đồng. Điều này đã dẫn tới sự dịch chuyển tự do trong toàn hệ thống. Các kỹ sư áp dụng kiến thức thu được ở một công ty để cải thiện quy trình sản xuất của những công ty khác.

Tuy nhiên, vào cuối những năm 1960, ngành này đã phát triển nhanh và mạnh đến mức việc mua sắm của chính phủ trở nên không quá quan trọng. Trong khi mua sắm phục vụ quân sự là lý do tồn tại chính của ngành công nghiệp bán dẫn những năm 1940, thì nó chỉ chiếm 1/4 thị trường vào cuối những năm 1960.

Trong thập niên 70, các công ty thuộc khu vực tư nhân đã trở thành những người mua quan trọng hơn chính phủ khi họ bắt đầu tích hợp các thiết bị điện tử vào chuỗi cung ứng. Sự khởi đầu của máy tính được sản xuất hàng loạt cũng khiến nhu cầu về chip tăng vọt, qua đó thúc đẩy những tiến bộ trong việc đóng gói và tích hợp.

Cải tiến công nghệ chuyển thành cải tiến quy trình, từ đó thúc đẩy cải tiến công nghệ hơn nữa. Các phát minh mới — IC MOS, bộ vi xử lý, DRAM — đã đẩy ngành này lên tầm cao mới và đề xuất nhiều con đường đổi mới hơn nữa.

Tuy nhiên, sự lạc quan và hào phóng do môi trường cạnh tranh này tạo ra đã bị cắt đứt vào những năm 1980, khi Mỹ đánh mất sự thống trị thị trường và công nghệ vào tay các công ty Nhật Bản – nơi cũng áp dụng các loại chính sách tương tự Mỹ, bao gồm hướng dẫn tập trung, thỏa thuận mua bán, tài chính giá rẻ.

Tối ưu chi phí và ứng dụng khoa học

Bước sang thập niên 1990, ngành bán dẫn Mỹ phải đối mặt với những thay đổi về công nghệ và cạnh tranh trên toàn cầu, khiến Washington thay đổi cách tiếp cận.

Bỏ sang một bên chính sách công nghiệp mang nặng tính bảo hộ, chính sách khoa học mới tập trung vào việc thúc đẩy quan hệ đối tác công-tư với các doanh nghiệp riêng lẻ, thúc đẩy sự tích hợp chặt chẽ hơn giữa R&D của ngành với các lĩnh vực nghiên cứu hàn lâm, phân công lao động nghiên cứu rộng rãi và cơ cấu lại theo hướng đổi mới vận hành giảm thiểu chi phí.

>> Trung Quốc tạo "đột phá" mới trong sản xuất chip

Nhìn chung, tầm nhìn của chính phủ Mỹ là tạo ra các tổ chức công-tư để điều phối các hoạt động chuyển giao phức tạp giữa các nhà nghiên cứu, các công ty thiết kế đột phá, các nhà cung cấp thiết bị và các công ty quy mô lớn.

Chính sách công nghiệp ban đầu đã tập trung vào sự dư thừa và trùng lặp để mang lại sự đổi mới cho mọi bộ phận của chuỗi cung ứng càng nhanh càng tốt. Mặc dù nó đã đẩy nhanh đáng kể tốc độ đổi mới và củng cố sức mạnh toàn bộ chuỗi cung ứng, nhưng điều đó tạo ra nhiều sự trùng lặp trong đầu tư, gây lãng phí về mặt kinh tế.

Trong thời gian ngắn, chiến lược tối giản này đã đạt được hiệu quả. Hoa Kỳ đã giành lại thành công ưu thế công nghệ vào cuối những năm 1990 trong bối cảnh bùng nổ đầu tư trong nước vào chất bán dẫn và công nghệ nói chung.

Nhờ tối ưu hóa các giai đoạn, ngành bán dẫn Mỹ vẫn duy trì khả năng cạnh tranh quốc tế mà không cần sự hỗ trợ tài chính quy mô lớn trong nước. Tại đó, hầu hết các công ty riêng lẻ đều tập trung R&D vào một hoặc hai nút tiếp theo trong quá trình phát triển quy trình sản xuất. Các nghiên cứu tầm xa hơn được tổ chức bởi các nhà nghiên cứu học thuật được chính phủ tài trợ.

Tiếp đến, các nhóm công nghiệp sẽ tham gia chuyển tải các nghiên cứu học thuật này sang dạng thương mại. Kết quả, chuỗi cung ứng có xu hướng thu hẹp hơn nhắm vào nhu cầu nghiên cứu của một số công ty cốt lõi.

Tuy nhiên, thành công ngắn hạn của chiến lược này phải trả giá đắt về lâu dài. Chính sự thu hẹp chuỗi cung ứng đã góp phần tạo ra sự mong manh hiện có của ngành bán dẫn Mỹ ngày nay. Nghịch lý thay, để giải quyết các vấn đề này, Washington lại phải đề ra những chính sách công nghiệp để vực dậy lại ngành công nghiệp mà nước này từng thống trị thế giới khi xưa.