Đài Loan: Từ gia công đến nhà sản xuất vi mạch hàng đầu thế giới

Vào đầu những năm 1970, chính phủ và các chuyên gia Đài Loan đều cho rằng Đài Loan nên hướng tới ngành công nghiệp công nghệ cao để duy trì phát triển kinh tế. Tuy nhiên, nhìn lại tình trạng công nghiệp của Đài Loan theo thời gian, không có một ngành công nghiệp đơn lẻ nào cho thấy có khả năng vươn tới công nghệ cao trong vòng một thập kỷ. Để đặt nền móng cho việc phát triển công nghệ cao, chính phủ, ngành công nghiệp, các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu đã tập trung các chuyên gia lựa chọn một con đường phát triển và con đường được chọn chính là ngành công nghiệp điện tử. Mọi người kỳ vọng ngành công nghiệp này sẽ kéo theo sự phát triển của những ngành công nghiệp khác. Chiến lược phát triển công nghiệp của chính phủ là tập trung chính vào việc sản xuất và thiết kế IC.

Năm 1976, Viện Nghiên cứu Công nghệ và Công nghiệp (ITRI) đã thành lập Trung tâm Nghiên cứu điện tử công nghiệp và sử dụng quy trình công nghệ CMOS – công nghệ tiên tiến nhất thời bấy giờ để sản xuất các loại mạch tích hợp do hãng RCA của Mỹ giới thiệu. Tháng 10/1977, ITRI đã thành lập xưởng chế tạo phiến bán dẫn (wafer) đầu tiên của Đài Loan và cuối năm đó đã sản xuất thành công vi mạch CMOS, đặt nền móng cho ngành công nghiệp bán dẫn Đài Loan. Năm 1979, ITRI đã phát triển thành công chip vi mạch thương mại đầu tiên của mình. Nhờ đó Đài Loan bắt đầu triển khai quy trình sản xuất bán dẫn. ITRI cũng bắt đầu tiếp nhận đơn đặt hàng đối với các chip vi mạch dùng cho đồng hồ đeo tay từ các nhà sản xuất trong nước, qua đó đã nâng cao năng lực sản xuất nội địa của các sản phẩm điện tử của quốc gia. Cũng trong năm đó, cái tên Trung tâm Nghiên cứu điện tử công nghiệp đã được đổi thành Tổ chức Nghiên cứu và Dịch vụ điện tử.

Tuy nhiên, vào thời điểm đó, khối tư nhân Đài Loan không tự tin đầu tư mạo hiểm vào sản xuất vi mạch quy mô công nghiệp. Chính vì vậy, Bộ Kinh tế Đài Loan đã quyết định đầu tư cho “Công ty Liên hiệp vi điện tử” (UMC), là công ty bán dẫn đầu tiên của Đài Loan, một spin-off từ ITRI. Ngày 1/1/1982, UMC chính thức mở cửa. Doanh thu năm 1982 đạt được là 1,5 tỷ đồng Đài Loan và lợi nhuận doanh nghiệp xếp thứ nhất Đài Loan.

Tuy nhiên, so với Mỹ, Nhật, châu Âu và các quốc gia công nghiệp khác, công nghệ của UMC không chỉ lạc hậu mà khó có khả năng nhân rộng thị trường. Vi mạch do UMC sản xuất hầu hết là vi mạch cỡ nhỏ, dùng cho các sản phẩm gia dụng đơn giản và thị trường giới hạn chủ yếu vào Hong Kong và Đông Nam Á. Trong khi đó, xu hướng quốc tế lại tập trung vào các vi mạch cực lớn (VLSI), có tốc độ xử lý và nhiều chức năng hơn, hướng đến ứng dụng trong các thiết bị phức tạp như máy tính, máy tính xách tay... Hơn nữa, do UMC là hãng duy nhất sản xuất vi mạch ở Đài Loan, cầu vượt quá khả năng của cung nên nhiều người từng là khách hàng của UMC chuyển sang đặt hàng các công ty Nhật Bản, Hàn Quốc. Chính phủ Đài Loan lúc bấy giờ mới nhận ra mình chậm chân trong việc đưa ra kế hoạch phát triển vi mạch tích hợp cực lớn để rút ngắn khoảng cách về công nghệ với các nước phát triển, thoát khỏi lạc hậu về xu hướng công nghệ, quy mô sản xuất.

Và “người anh hùng” cứu Đài Loan khỏi sai lầm này, một lần nữa lại là ITRI. Ban đầu chính phủ chỉ định thành lập một nhà máy mẫu chế tạo mạch VLSI nhưng ông Morris Chang, Viện trưởng ITRI lúc đó và cũng là viện trưởng đầu tiên của tổ chức này, đã đề xuất biến dự án VLSI thực nghiệm ban đầu thành một “kế hoạch một tỉ đô la”, tạo ra một công ty bán dẫn chuyên sản xuất loại mạch này, trở thành một nhà thầu phụ về mạch tích hợp cỡ lớn chính trên thế giới. Chính phủ Đài Loan đã chấp thuận kế hoạch này, đồng thời giao cho Bộ Kinh tế thực hiện và Morris Chang giám sát. Để thu hút được nguồn vốn lớn, có được công nghệ mới và giảm thiểu rủi ro đầu tư, Bộ Kinh tế đã kêu gọi sự hợp tác của các công ty quốc tế lớn. Năm 1986, Bộ này đã ký kết với hãng Philips (Hà Lan) để thành lập công ty TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited). Do công ty đã nhận được công nghệ chế tạo từ hãng Philips vào giữa năm 1988, công nghệ của TSMC chỉ đi sau các công ty lớn của Mỹ như Texas Instruments hoặc Intel có 9 tháng. Đến năm 1988, các công ty sản xuất mạch tích hợp ở Đài Loan đã đạt đến con số 50.

Sau khi thành lập TSMC, ITRI bắt đầu thực thi kế hoạch khác trong vòng 4 năm triển khai công nghệ vi điện tử (1988 – 1992) nhằm tạo điều kiện cho ngành công nghiệp bán dẫn đạt được tiêu chuẩn quốc tế, và nhằm tạo ra một vị thế thích hợp cho ngành công nghiệp bán dẫn Đài Loan. Năm 1988, từ các phòng thí nghiệm về sản xuất mặt nạ (các tấm “phim”, khuôn thiết kế của từng lớp vi mạch), ITRI thành lập Công ty Mặt nạ Đài Loan (Taiwan Mask Corperation - TMC), nhằm cho phép các hệ thống công nghiệp mạch tích hợp nội địa trở nên hoàn chỉnh hơn. Sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn Đài Loan trước và sau năm 1990 chứng kiến sự thành công một chuỗi sản xuất vi mạch theo chiều dọc bao gồm các nhà cung cấp phần bên trên (thiết kế), phần giữa (chế tạo) và phần bên dưới (đóng gói). Tháng 7/1990, ITRI thành lập Phòng Thí nghiệm máy tính và truyền thông, với nhiệm vụ chủ yếu là triển khai công nghệ và kết hợp 3 lĩnh vực công nghệ: máy tính, truyền thông và điện tử gia dụng. Năm 1991, Phòng Thí nghiệm máy tính và truyền thông của ITRI đã hoàn thành công nghệ thiết kế cho bộ vi xử lý 32 bit tốc độ 40MHz đầu tiên của Đài Loan và bộ chip thiết bị ngoại vi, và chuyển giao công nghệ này cho UMC, tạo ra một cột mốc trong việc nâng cao trình độ công nghệ thiết kế của các nhà chế tạo bán dẫn Đài Loan.

Tháng 9/1994, ITRI tập hợp 13 công ty trong nước với tổng số vốn đầu tư là 18 tỷ Đài tệ và lập ra công ty đầu tiên của Đài Loan sản xuất được bộ nhớ DRAM sử dụng công nghệ của riêng mình –Vanguard International Semiconductor, một công ty bắt đầu kỷ nguyên mới về năng lực chế tạo mạch tích hợp của đất nước. Năm 1995, tổng trị giá của ngành công nghiệp mạch tích hợp Đài Loan đạt 3,3 tỷ USD và chiếm 2,2% thị phần thế giới. Đài Loan cũng trở thành nhà sản xuất lớn thứ 4 thế giới sau Mỹ, Nhật và Hàn Quốc. Năm 1997, giá trị của ngành công nghiệp này đạt 249,7 tỷ NT (đồng tiền Đài Loan mới), với thị phần trên 3%. Đài Loan tiếp tục duy trì vị trí thứ 4 sau Mỹ, Nhật và Hàn Quốc. Tốc độ tăng trưởng từ 1990 đến 1995 là 60%, cao hơn tốc độ tăng trưởng ở bất kỳ nơi nào trên thế giới. Vai trò mà ITRI đóng góp trong việc mang lại thành tựu này là cực kỳ quan trọng.

Khi nhìn lại tác động của ITRI đối với ngành công nghiệp bán dẫn của Đài Loan, bạn sẽ phát hiện ra là mặc dù ngành công nghiệp bán dẫn nội địa bắt đầu phát triển từ giữa thập kỷ 1960, khi các công ty quốc tế bắt đầu thiết lập các nhà máy đóng vỏ ở Đài Loan, nhưng điểm ngoặt thực sự đến vào năm 1974 khi Trung tâm Nghiên cứu công nghiệp điện tử được thành lập. Trung tâm này đã thực hiện các thiết kế mạch tích hợp liên quan, các mặt nạ và các hoạt động R&D về công nghệ chế tạo. Trung tâm đã thực hiện một kế hoạch nhằm xây dựng một nhà máy mẫu chế tạo mạch tích hợp và mang lại công nghệ chế tạo bán dẫn có thể thương mại hóa. Mặc dù điều kiện lúc đó không thực sự thuận lợi cho việc tham gia vào R&D công nghệ mạch tích hợp nhưng sau nhiều năm trời nỗ lực, ngành công nghiệp bán dẫn Đài Loan đã xây dựng được một nền tảng vững chắc và phát triển thành công thành một hệ thống thiết kế – chế tạo – sản xuất vi mạch thông qua việc chuyển giao công nghệ cho khối tư nhân, thành lập các spin-off.

Ngoài những cột mốc về công nghệ nêu trên, ITRI đã đi đầu trong việc tạo ra một môi trường lành mạnh cho ngành công nghiệp bán dẫn. Nhờ những R&D trong thiết kế mạch tích hợp tại ITRI mà khối tư nhân ngày càng quan tâm đầu tư vào lĩnh vực này, thể hiện ở những nguồn vốn đầu tư dồi dào cho UMC, TSMC, TMC, VIS sau này. Các công ty này cũng dẫn đầu xu thế đầu tư vào chứng khoán công nghệ cao. Ngoài ra, trong lúc ngành công nghiệp này đang phát triển rất nhanh, chính phủ đã đưa ra sự hỗ trợ toàn lực. Cuối cùng ngành công nghiệp sản xuất vi mạch tích hợp của Đài Loan đã đạt được khoảng 80% thị phần toàn cầu năm 2003 và trở thành số 1 thế giới.