Ajinomoto thường được biết đến với các sản phẩm gia vị, đặc biệt là bột ngọt, nhưng tập đoàn Nhật Bản còn giữ vị trí đặc biệt trong chuỗi cung ứng bán dẫn. Công ty phát triển Ajinomoto Build-up Film, gọi tắt là ABF, loại màng cách điện được sử dụng trong phần đế đóng gói của gần như mọi bộ xử lý cao cấp.
Ajinomoto được biết đến rộng rãi với sản phẩm bột ngọt, nhưng tập đoàn Nhật Bản còn nắm phần lớn thị trường ABF, vật liệu cách điện quan trọng trong đóng gói chip hiệu năng cao. Ảnh minh họa.
Theo Tom’s Hardware dẫn báo cáo từ JW Insights, Ajinomoto đã thông báo cho khách hàng tại Trung Quốc đại lục rằng nguồn cung ABF sẽ bị giảm khoảng 30%. Thông tin đến từ các nguồn giấu tên trong chuỗi cung ứng và chưa được Ajinomoto xác nhận chính thức.
Nếu con số trên chính xác, những nhà sản xuất đế chip Trung Quốc như Shennan Circuits, Xingsen Technology và Shenghong Electronics có thể chịu ảnh hưởng trực tiếp. Ajinomoto được cho là nắm khoảng 95% thị trường ABF toàn cầu, trong khi khả năng tự cung cấp vật liệu tương đương của Trung Quốc vẫn dưới 5%.
JW Insights cho rằng Ajinomoto đang ưu tiên khách hàng Nhật Bản cùng các đối tác quốc tế chủ chốt, những đơn vị sản xuất đế FC-BGA cho chip xử lý AI và điện toán hiệu năng cao của Nvidia, AMD và Intel. Tuy nhiên, Ajinomoto chưa chính thức xác nhận việc cắt giảm nguồn cung cũng như nguyên nhân được nêu trong báo cáo.
Một nhà cung cấp nắm khoảng 95% thị trường
Tên gọi “màng đóng gói” có thể khiến nhiều người hình dung ABF giống lớp nilon bọc bên ngoài sản phẩm. Trên thực tế, đây là vật liệu cách điện nằm giữa những lớp mạch cực nhỏ trong phần đế bên dưới khuôn chip.
CPU hoặc GPU không kết nối trực tiếp phần silicon với bo mạch chủ. Ở giữa còn có một đế nhiều lớp, giúp chuyển hàng nghìn chân tín hiệu kích thước rất nhỏ trên chip thành các kết nối đủ lớn để gắn lên bảng mạch.
ABF ngăn các lớp dẫn điện tiếp xúc ngoài ý muốn, đồng thời cung cấp bề mặt phù hợp cho quá trình gia công bằng laser và mạ đồng. Màng chỉ dày khoảng 10 micromet, tương đương một phần mười đường kính sợi tóc, nhưng phải chịu nhiệt cao, có độ giãn nở thấp và duy trì tính ổn định trong thời gian dài.
Ajinomoto bắt đầu nghiên cứu ứng dụng hóa học axit amin vào nhựa epoxy từ thập niên 1970. Vật liệu ABF được một nhà sản xuất bán dẫn lớn đưa vào sử dụng năm 1999, sau đó dần trở thành tiêu chuẩn trong đế đóng gói CPU, GPU, FPGA và ASIC hiệu năng cao.
Trên website chính thức, Ajinomoto cho biết ABF xuất hiện trong phần lớn máy tính trên thế giới và được sử dụng cho gần như mọi CPU hiệu năng cao. Tỷ lệ tập trung lớn khiến một công ty vốn nổi tiếng với gia vị trở thành mắt xích khó thay thế của ngành bán dẫn.
Một tấm vật liệu ABF trong quy trình nghiên cứu và sản xuất của Ajinomoto. Lớp phim cách điện này được sử dụng để tạo các lớp dẫn điện bên trong đế đóng gói chip. Ảnh: Ajinomoto.
Nguồn cung ABF đã chịu áp lực từ trước khi xuất hiện thông tin Ajinomoto cắt lượng hàng dành cho Trung Quốc. Trong quý II/2026, các dây chuyền của hãng được cho là phải vận hành hết công suất để đáp ứng nhu cầu.
Ajinomoto đã đầu tư khoảng 25 tỷ yen, tương đương 156 triệu USD, với mục tiêu tăng 50% công suất vào năm 2030. Tuy nhiên, nhà máy thứ ba của hãng tại tỉnh Gifu dự kiến phải đến khoảng năm 2032 mới hoạt động, cho thấy nguồn cung không thể được mở rộng trong thời gian ngắn.
Trong khi đó, lượng ABF dành cho chip máy chủ và thiết bị mạng đã chiếm 70% doanh số sản phẩm này, tăng mạnh so với mức 40% của năm tài chính 2017. Goldman Sachs dự báo mức thiếu hụt đế ABF có thể tăng từ khoảng 10% vào cuối năm 2026 lên 42% trong năm 2028, chủ yếu do nhu cầu từ hạ tầng AI tăng nhanh hơn công suất sản xuất.
Ajinomoto cũng đã xác nhận tăng giá ABF khoảng 30% từ quý hiện tại. Đây là thông tin riêng biệt với báo cáo cắt 30% nguồn cung sang Trung Quốc, vốn chưa được công ty xác nhận.
ABF chiếm khoảng 30% chi phí vật liệu của một đế đóng gói, nhưng giá CPU hoặc GPU hoàn chỉnh không vì thế tăng tương ứng 30%. Đáng lo hơn là nguy cơ thiếu hàng: một lớp màng tương đối mỏng vẫn có thể khiến chip trị giá hàng nghìn USD chưa thể hoàn tất đóng gói và xuất xưởng.
Rủi ro lớn hơn nằm ở khả năng thiếu vật liệu. Một lớp màng có giá trị tương đối nhỏ vẫn có thể khiến chip trị giá hàng nghìn USD không thể xuất xưởng nếu không có sản phẩm thay thế đạt chuẩn.
Ngành công nghệ từng trải qua đợt thiếu ABF làm hạn chế nguồn cung GPU trong năm 2021 và 2022. Áp lực hiện nay còn nằm trong xu hướng rộng hơn, khi các vật liệu như nhựa BT và vải sợi thủy tinh T-glass cũng trở nên khan hiếm vì thị trường phụ thuộc vào một số ít nhà cung cấp Nhật Bản.
Vật liệu thay thế vẫn trong quá trình kiểm định
Trung Quốc được cho là đang phát triển ba nhóm vật liệu thay thế ABF mang tên CBF, NBF và GBF. Một số sản phẩm đã bước vào giai đoạn thử nghiệm hoặc sản xuất quy mô nhỏ, nhưng chưa loại nào có thể thay thế hoàn toàn Ajinomoto ở những đế chip nhiều lớp cao cấp nhất.
CBF của Huazheng New Material, được phát triển cùng Viện Vật liệu điện tử tiên tiến Thâm Quyến, hiện được xem là phương án có tiến độ nhanh nhất. Vật liệu sử dụng nhựa epoxy biến tính và hạt silica hình cầu, đi theo hướng kỹ thuật khác nhằm tránh sao chép trực tiếp sở hữu trí tuệ của Ajinomoto.
Theo truyền thông Trung Quốc đưa tin, tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn khi sản xuất CBF đã vượt 85%. Vật liệu được cho là đã hoàn thành một số thử nghiệm độ tin cậy trong hệ thống Huawei Ascend, đồng thời đang được Xingsen và Shennan Circuits đánh giá.
Dây chuyền đầu tiên của Huazheng có công suất ba triệu mét vuông mỗi năm và được cho là đang vận hành hết công suất. Dây chuyền thứ hai có quy mô tương đương dự kiến hoạt động vào cuối năm 2026.
Một cơ sở của Zhejiang Wazam New Material, còn được gọi là Huazheng New Material, doanh nghiệp Trung Quốc đang phát triển dòng phim cách điện CBF nhằm giảm phụ thuộc vào ABF của Ajinomoto. Ảnh Wazam.
Hướng thứ hai là NBF do Shenzhen Newface phát triển. Lotus Holdings, doanh nghiệp nổi tiếng tại Trung Quốc với sản phẩm bột ngọt, đã chi khoảng 103 triệu nhân dân tệ để mua 51% Newface vào tháng 4.
NBF được cho là đã vượt qua kiểm định đối với những đế có dưới chín lớp build-up. Các phiên bản dành cho đế từ chín đến 11 lớp vẫn trong quá trình phát triển, còn hoạt động đánh giá đang được tiến hành tại một số nhà sản xuất đế chip Đài Loan.
Phương án thứ ba là GBF của Hongchang Electronics, đồng phát triển với Jinghua Technology tại Đài Loan. Vật liệu đã được một doanh nghiệp đóng gói và kiểm thử bán dẫn trong nước đánh giá, hiện bước vào giai đoạn sản xuất thử số lượng nhỏ và dự kiến mở rộng trong quý IV.
Thách thức chung của cả ba nằm ở quá trình kiểm định. Nhà sản xuất phải thực hiện thử nghiệm chu kỳ nhiệt, lão hóa trong môi trường nóng ẩm và đánh giá điện trong thời gian dài. Toàn bộ quy trình có thể kéo dài từ một đến ba năm, đôi khi lâu hơn cả quá trình nghiên cứu vật liệu.
Một mẫu thử hoạt động tốt chưa chắc duy trì được chất lượng giữa hàng triệu sản phẩm và nhiều lô sản xuất. Những phiên bản dành cho đế nhiều lớp nhất dưới các bộ tăng tốc AI cao cấp vẫn chưa có vật liệu Trung Quốc nào đạt khả năng tương đương ABF.
Chuỗi cung ứng nội địa cũng chưa hoàn toàn độc lập. Một số nguyên liệu đầu vào như nhựa chuyên dụng và hạt silica hình cầu vẫn phụ thuộc một phần vào nguồn nhập khẩu.
Nguồn cung thay thế cần thêm thời gian
Mức độ ảnh hưởng sẽ phụ thuộc vào thiết kế đóng gói, lượng ABF dự trữ và khả năng tìm nguồn cung thay thế của từng hãng. Nhiều bộ xử lý hiệu năng cao vẫn sử dụng nền FC-BGA nhiều lớp, khiến các nhà thiết kế chip Trung Quốc có thể chịu áp lực nếu nguồn cung từ Ajinomoto thực sự bị giảm 30%.
Ajinomoto chưa xác nhận thông tin cắt giảm. Những nguồn tin hiện có cho rằng hãng đang ưu tiên công suất cho khách hàng Nhật Bản và các đối tác lớn ở nước ngoài trong bối cảnh nhu cầu chip AI tăng mạnh. Vì vậy, chưa thể xác định mức độ thiếu hụt mà từng doanh nghiệp Trung Quốc sẽ phải đối mặt.
Trung Quốc đang đầu tư vào đế kính như một hướng đi dài hạn. BOE ký thỏa thuận ba năm với Corning vào tháng 5 và đưa đóng gói lõi kính vào nhóm kinh doanh chiến lược trong tháng 7. Lens Technology cũng công bố hợp tác với Intel về công nghệ lỗ xuyên kính trong cùng tháng.
Tấm đế kính thử nghiệm dành cho công nghệ đóng gói bán dẫn tiên tiến. Intel xem vật liệu này là một hướng phát triển cho chip trung tâm dữ liệu, AI và đồ họa trong tương lai. Ảnh: Intel.
Tuy nhiên, lõi kính chỉ thay thế phần giữa của đế chip. Nhà sản xuất vẫn cần phủ các lớp phim cách điện ở hai mặt, nên công nghệ này không loại bỏ nhu cầu đối với ABF hoặc vật liệu có chức năng tương đương.
Các dự án đế kính tại Trung Quốc cũng chưa bước vào sản xuất hàng loạt. Trong ngắn hạn, khả năng ứng phó vẫn phụ thuộc vào tốc độ Shennan, Xingsen và Shenghong kiểm định CBF, NBF và GBF, cũng như năng lực mở rộng sản xuất của các nhà cung cấp nội địa.
Câu chuyện ABF cho thấy cuộc đua AI không chỉ nằm ở GPU, HBM hay năng lực sản xuất wafer. Một lớp phim mỏng hơn sợi tóc, được phát triển từ nền tảng hóa học của một hãng gia vị Nhật Bản, cũng có thể trở thành điểm nghẽn đối với cả ngành bán dẫn.
Tuấn Nguyễn