Nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu AI đang đẩy giá chất bán dẫn công suất đi lên, qua đó thúc đẩy các doanh nghiệp Hàn Quốc tăng tốc lộ trình chuyển sang wafer SiC 8 inch (200 mm). Song song với đó, Chính phủ Hàn Quốc cũng bắt đầu nâng cấp hạ tầng public fab, lấy khu vực miền Nam làm trọng tâm.

Theo giới công nghiệp ngày 13/8, các doanh nghiệp Trung Quốc gần đây đã thông báo tới khách hàng kế hoạch tăng giá 10-25%. Một số tập đoàn lớn toàn cầu như Texas Instruments và Infineon cũng đưa ra chủ trương tăng giá 10-20%. Kiwoom Securities đánh giá diễn biến này cho thấy các công ty Trung Quốc, vốn mở rộng thị phần nhờ chiến lược giá rẻ, đang dần giành được quyền định giá.

Động lực chính phía sau đợt tăng giá đến từ nhu cầu của thị trường trung tâm dữ liệu AI. Theo Kiwoom Securities, tình trạng thiếu hụt trong chuỗi cung ứng máy chủ AI đã lan từ GPU sang bộ nhớ, CPU, đế FC-BGA, tụ gốm đa lớp (MLCC) và cả chất bán dẫn công suất. Việc Nvidia thúc đẩy chuyển sang kiến trúc 800VDC cũng được xem là yếu tố làm gia tăng nhu cầu sử dụng linh kiện công suất.

Nhu cầu từ phía trung tâm dữ liệu cũng ngày càng khắt khe hơn. Khi mức tiêu thụ điện năng trên mỗi chip và mỗi hệ thống tăng lên, bài toán kiểm soát dao động tần số và tải ngày càng trở nên quan trọng. Trong bối cảnh đó, các giải pháp như DC block và biến áp trạng thái rắn (SST), vốn sử dụng linh kiện bán dẫn công suất có bandgap rộng, đang thu hút thêm sự quan tâm của thị trường.

Trong bối cảnh giá tăng, một trong những cách tái cấu trúc chi phí là chuyển sang wafer 8 inch. Theo giới công nghiệp, wafer 8 inch cho sản lượng chip cao hơn khoảng 1,9 lần so với wafer 6 inch, nhờ đó có thể cắt giảm hơn 30% chi phí. Trung Quốc hiện đã xây dựng được hệ thống sản xuất hàng loạt 8 inch, đồng thời phát triển công nghệ 12 inch.

Tại Hàn Quốc, lộ trình sản xuất hàng loạt cũng đang dần rõ hơn. Samsung Electronics được dự báo sẽ vận hành toàn diện dây chuyền gia công GaN 8 inch từ quý II năm nay, đồng thời đến quý III có thể triển khai sản xuất thử SiC MOSFET cấu trúc phẳng. DB HiTek được kỳ vọng sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt foundry GaN trong nửa cuối năm, trong khi SK Keyfoundry đã đạt được đặc tính linh kiện GaN HEMT 650V.

Cục diện toàn cầu cũng đang thay đổi. TSMC đã quyết định từng bước dừng mảng gia công GaN đến tháng 7/2027 để tập trung năng lực cho tiến trình 300 mm tiên tiến và công nghệ đóng gói tiên tiến nhằm đáp ứng nhu cầu AI. Công nghệ liên quan đã được chuyển sang VIS, công ty cùng tập đoàn.

Dự báo thị trường cũng liên tục được điều chỉnh theo hướng tăng. Fortune Business Insights ước tính thị trường chất bán dẫn công suất SiC sẽ tăng từ 4,02 tỷ USD năm 2025 lên 18,61 tỷ USD vào năm 2034, tương ứng tốc độ tăng trưởng kép hằng năm 17,7%. TrendForce dự báo thị trường chất bán dẫn công suất GaN sẽ tăng từ 270 triệu USD năm 2023 lên 4,38 tỷ USD vào năm 2030, với CAGR 49%.

Tuy nhiên, chuyển sang 8 inch không đơn thuần là mở rộng kích thước wafer. Từ khâu cắt ingot đến xử lý nhiệt ở 1.700°C, năng suất tại từng công đoạn sẽ quyết định trực tiếp đến chi phí.

So với silicon, SiC có độ cứng cao hơn, khiến các khâu như cắt ingot mỏng và đánh bóng cơ - hóa (CMP) để hoàn thiện bề mặt trở nên khó hơn đáng kể. Công đoạn epitaxy, tức phủ lớp tinh thể có độ tinh khiết cao lên wafer, cũng là bước đặc thù của chất bán dẫn công suất; lớp epi càng dày thì khả năng chịu điện áp càng cao. Cấy ion cũng không dễ thực hiện ở nhiệt độ thường, do đó phải kích hoạt ion bằng xử lý nhiệt trên 1.700°C. Ngoài ra, do nhiều chip sử dụng cấu trúc dọc, trong đó mặt sau chip đóng vai trò điện cực, quy trình mài mỏng mặt sau wafer cũng phát sinh thêm. Về lý thuyết, tăng đường kính wafer sẽ giúp giảm chi phí, nhưng phần tiết kiệm này có thể bị bào mòn nếu không kiểm soát được tỷ lệ lỗi ở các công đoạn nói trên.

Dù vậy, cũng có ý kiến cho rằng Hàn Quốc hiện vẫn thiếu một doanh nghiệp đầu tàu ở phía cầu trong mảng bán dẫn công suất SiC. Nước này chưa có mô hình IDM tích hợp từ thiết kế đến sản xuất như Infineon hay STMicroelectronics. Trong cấu trúc thiên về foundry, các doanh nghiệp cần giành được đơn hàng đủ lớn từ khách hàng để nâng tỷ lệ lấp đầy công suất dây chuyền. Đây cũng là lý do Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng đưa vào roadmap lần này kế hoạch R&D tích hợp toàn vòng đời, gắn với các ngành sử dụng như xe điện, quốc phòng, lưới điện và trung tâm dữ liệu.

Chính phủ Hàn Quốc cũng đã bắt đầu hỗ trợ về hạ tầng. Hồi tháng 4, Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng tổ chức diễn đàn về chất bán dẫn công suất thế hệ mới và công bố tiến độ roadmap phát triển ngành. Theo bộ này, roadmap bao gồm kế hoạch R&D quy mô lớn theo mô hình tích hợp toàn vòng đời, từ vật liệu, linh kiện, module đến kiểm chứng hệ thống, cùng phương án xây dựng hạ tầng theo từng cụm khu vực.

Trọng tâm hiện được đặt ở miền Nam. Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng dự kiến nâng cấp hạ tầng public fab tại khu chuyên biệt về chất bán dẫn công suất ở Busan, đồng thời hỗ trợ để dữ liệu kiểm chứng thu được từ các hạ tầng fab công hiện có tại Pohang và Naju có thể được sử dụng trong quá trình sản xuất hàng loạt của doanh nghiệp tư nhân. Theo Yuanta Securities, Chính phủ sẽ đầu tư 260,1 tỷ won cho phát triển chất bán dẫn hợp chất trong giai đoạn 2025-2031.

Ông Choi Woo-hyuk, Vụ trưởng Chính sách Công nghiệp Tiên tiến thuộc Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng, cho biết trong bối cảnh tái cấu trúc chuỗi cung ứng toàn cầu quanh chất bán dẫn công suất đang tăng tốc, Hàn Quốc sẽ thúc đẩy phát triển chất bán dẫn hợp chất như một nhiệm vụ trọng điểm. Ông nhấn mạnh Chính phủ sẽ phối hợp với các bộ, ngành liên quan để xây dựng hệ sinh thái cho ngành, lấy “vành đai đổi mới chất bán dẫn công suất miền Nam” làm trung tâm.

Ở cấp Chính phủ, chất bán dẫn công suất thế hệ mới cũng đã được đưa vào nhóm nhiệm vụ trọng điểm của dự án “siêu đổi mới kinh tế”, cùng với kế hoạch R&D quy mô lớn. Phó thủ tướng kiêm Bộ trưởng Tài chính - Kinh tế Koo Yun-cheol cho biết hồi tháng 6 ông đã chủ trì cuộc họp trụ sở kinh tế khẩn cấp kiêm cuộc họp bộ trưởng kinh tế để thảo luận về tình hình triển khai và kế hoạch sắp tới của dự án này. Tại cuộc họp, chất bán dẫn công suất được xếp vào nhóm đối tượng hỗ trợ kiểm chứng cùng với lò phản ứng hạt nhân module nhỏ (SMR), AI on-sensor, bộ truyền động cho robot humanoid và pin thứ cấp. Chính phủ đặt mục tiêu dự án sẽ bắt đầu cho ra kết quả từ năm sau.