Theo một báo cáo mới từ Nomura, sự tăng trưởng của ngành bán dẫn không còn chỉ xoay quanh các bóng bán dẫn nhỏ hơn mà là một sự chuyển dịch căn bản sang các vật liệu mới và cấu trúc 3D được thúc đẩy bởi nhu cầu AI không ngừng.
Một phân tích mới từ Nomura Securities lập luận rằng ngành bán dẫn đang từ bỏ sự phụ thuộc hàng thập kỷ vào Định luật Moore để chuyển sang sự kết hợp phức tạp giữa kiến trúc bóng bán dẫn 3D, cấp nguồn mặt sau và một loạt các vật liệu mới bao gồm thủy tinh và silicon quang tử. Sự chuyển dịch này, được thúc đẩy bởi nhu cầu tính toán vô độ từ trí tuệ nhân tạo, được thiết lập để sắp xếp lại chuỗi giá trị của lĩnh vực này, với năm 2027 nổi lên như một điểm uốn quan trọng cho việc áp dụng rộng rãi.
"Logic tăng trưởng của ngành bán dẫn đã chuyển từ cải thiện mật độ bóng bán dẫn sang sự kết hợp giữa bóng bán dẫn 3D, cấp nguồn mặt sau và các đổi mới vật liệu mới đa dạng," nhóm công nghệ châu Á-Thái Bình Dương của Donnie Teng tại Nomura cho biết trong báo cáo. Phân tích gợi ý rằng thách thức cốt lõi của AI không chỉ là vấn đề sản xuất thêm GPU, mà là viết lại quy trình sản xuất cơ bản để vượt qua các giới hạn vật lý của silicon.
Báo cáo xác định một lộ trình rõ ràng cho quá trình chuyển đổi, với các công nghệ như bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA) và liên kết hybrid SoIC bắt đầu tăng tốc vào năm 2026. Sự thay đổi lớn xảy ra vào năm 2027, khi cấp nguồn mặt sau, NAND liên kết tấm wafer và tấm nền lõi thủy tinh dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt. Quá trình chuyển đổi này sẽ làm tăng đáng kể giá trị của vật liệu, với giá của chất cản quang oxit kim loại chuyên dụng cho máy EUV NA cao dự kiến sẽ cao gấp 2 đến 8 lần so với các vật liệu hiện tại.
Đối với các nhà đầu tư, điều này đánh dấu một sự đánh giá lại mang tính hệ thống đối với toàn bộ chuỗi cung ứng. Theo một báo cáo gần đây của UBS về đầu tư AI, thách thức trung tâm là xác định nơi giá trị sẽ được tạo ra một cách bền vững. Phân tích của Nomura cung cấp một lộ trình, gợi ý rằng những người chiến thắng lớn nhất có thể không phải là những cái tên dễ thấy nhất, mà là những nhà cung cấp "cuốc và xẻng" về vật liệu mới, hóa chất đặc dụng và các giải pháp đóng gói tiên tiến cho phép làn sóng chip AI tiếp theo.
Từ Silicon đến Thủy tinh và Ánh sáng
Sự kết thúc của việc thu nhỏ đơn thuần đang buộc các nhà thiết kế chip phải tìm kiếm mức tăng hiệu suất thông qua các vật liệu mới và đóng gói tiên tiến. Báo cáo của Nomura nêu bật tấm nền lõi thủy tinh là một công nghệ then chốt cần theo dõi, cung cấp các đặc tính nhiệt và điện vượt trội so với các tấm nền hữu cơ truyền thống cho các chip lớn, công suất cao được sử dụng trong AI. Broadcom dự kiến sẽ là người đi đầu, có khả năng sử dụng tấm nền thủy tinh cho các ASIC chuyển mạch của mình vào năm 2027, cùng với việc Intel cũng đầu tư mạnh vào công nghệ này.
Đồng thời, điểm nghẽn dữ liệu bên trong các trung tâm dữ liệu AI đang đẩy ngành công nghiệp từ giao tiếp điện sang quang học. Điều này nâng cao tầm quan trọng của các chất bán dẫn hợp chất như Indium Phosphide (InP), một vật liệu cốt lõi cho các laser tốc độ cao mà Nomura kỳ vọng sẽ tiếp tục khan hiếm nguồn cung cho đến năm 2027. Một lộ trình thay thế là Photonic SOI (silicon-on-insulator), một công nghệ do Soitec thống trị cho phép tích hợp các thành phần quang học trực tiếp lên silicon và được coi là thiết yếu cho quang học đóng gói chung (co-packaged optics) trong tương lai.
Điểm uốn 2027
Sự hội tụ của các công nghệ mới này vào khoảng năm 2027 dự kiến sẽ tạo ra một cuộc khủng hoảng cung-cầu đáng kể cho vật liệu nền tảng của toàn bộ ngành: tấm silicon 12 inch. Nomura dự báo rằng các kỹ thuật sản xuất mới như cấp nguồn mặt sau, vốn yêu cầu liên kết hai tấm wafer lại với nhau, sẽ làm tăng gần gấp đôi lượng tiêu thụ wafer trên mỗi chip thành phẩm. Kết hợp với việc mở rộng nhà máy từ TSMC, Samsung và Intel, điều này có thể đẩy mức tăng trưởng nhu cầu hàng năm cho tấm wafer 12 inch lên gần 10%, vượt xa tốc độ cung mới và khôi phục quyền định giá cho các nhà cung cấp wafer như Shin-Etsu và SUMCO.
Chiến lược mở rộng mạnh mẽ và thu mua theo khu vực của TSMC đóng vai trò là chất xúc tác chính, tạo cơ hội cho các nhà cung cấp vật tư tiêu hao CMP, khí đặc dụng và vật liệu đóng gói tại địa phương được đưa vào quy trình sản xuất tiên tiến nhất thế giới. Động lực này hỗ trợ quan điểm từ các quan sát viên thị trường khác, như Analog Devices, công ty trong cuộc họp báo cáo kết quả kinh doanh gần đây đã trích dẫn nhu cầu công nghiệp và AI mạnh mẽ là những động lực chính, minh họa cách giá trị được nắm bắt qua lớp hỗ trợ của nền kinh tế AI.
Bài viết này chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và không cấu thành lời khuyên đầu tư.
