Giải quyết tình trạng thiếu hụt linh kiện bán dẫn trong chuỗi cung ứng

Công nghệ hiện đại đang trở nên phức tạp hơn bao giờ hết. Thời gian và nhân lực dành cho phát triển các công nghệ này ngày càng giảm - trong khi áp lực trở thành doanh nghiệp đầu tiên đưa sản phẩm ra thị trường ngày càng cao. Các linh kiện từng được coi là đơn giản, chẳng hạn như bộ khuếch đại công suất trong mạng di động (PA), giờ đây đã trở thành các mô-đun tích hợp phức tạp với 1500 nút khác nhau cần mô phỏng và đo kiểm. Điều gì khiến các sản phẩm này ngày càng trở nên phức tạp trong tất cả các lĩnh vực?

Ee Huei Sin nhận định, đổi mới sáng tạo công nghệ trong tương lai đòi hỏi sự phát triển linh kiện bán dẫn được thiết kế tùy chỉnh Hỗ trợ các bước tiến đột phá.

Bài viết dưới đây từ Ee Huei Sin, Phó Chủ tịch cao cấp kiêm Chủ tịch bộ phận Các Giải pháp điện tử công nghiệp, Keysight Technologies có thể mang lại nhiều thông tin thú vị.

Số hóa toàn cầu

Vạn vật đã và đang được số hóa. Hai mươi năm trước, dung lượng lưu trữ dữ liệu toàn cầu ước tính chỉ hơn 50 exabyte; ngày nay, dung lượng này đã tăng gấp 140 lần lên 7000 exabyte. Mỗi ngày, thế giới đang tạo ra hơn 1000 petabyte - tức 1 triệu terabyte dữ liệu. Trong bối cảnh dữ liệu lớn và những kiến giải mới đang giúp cải thiện kết quả trong nhiều trường hợp sử dụng, các thiết bị và mô hình kinh doanh mới đang xuất hiện ngày càng nhiều, tạo ra nhiều giá trị cho doanh nghiệp và cá nhân.

Cách đây 5 năm, McKinsey ước tính chỉ có 40% doanh nghiệp được số hóa, mặc dù công nghệ đã được ứng dụng sâu rộng trong các ngành công nghệ, truyền thông và bán lẻ. Ngày nay, tỷ lệ doanh nghiệp số hóa đã tăng lên 65%. Sự tăng trưởng mạnh mẽ này xảy ra trong thời gian chỉ một vài năm, có nghĩa là mặc dù đã khai thác điện toán đám mây, nhưng lượng dữ liệu chúng ta đang truyền tải trên mạng rất lớn, đẩy mạnh nhu cầu về thông lượng cao với độ trễ thấp.

Điện toán

Nhưng những đổi thay vẫn chưa kết thúc. Việc ứng dụng quy trình xử lý phân tán, trong đó các ứng dụng sử dụng các trung tâm dữ liệu lớn để xử lý tải công việc nặng, đang thay đổi cách thức vận hành của các ứng dụng.

Hiện nay, công nghệ đang hỗ trợ các nhu cầu ngay lập tức của chúng ta, từ nhận dạng giọng nói tức thời, phiên dịch thời gian thực hoặc chỉ đường tại từng ngã rẽ. Khi các con chip tùy chỉnh và công cụ tính toán xử lý dữ liệu nhiều và nhanh hơn, các phương án sử dụng và giá trị của công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML) đối với việc điều khiển các hệ thống phức tạp cũng sẽ gia tăng.

Đáp ứng nhu cầu về bán dẫn

Để đáp ứng nhu cầu phát sinh từ các công nghệ mới như bán dẫn quang, sóng milimet (mmWave) và các thiết bị công suất cao, các cơ sở sản xuất bán dẫn mới, hay còn gọi là fabs, đang được lên kế hoạch xây dựng trên khắp thế giới. Mục tiêu của các kế hoạch này là xây dựng đủ năng lực phát triển các công nghệ mới nổi này và giải quyết tình trạng thiếu hụt chip xảy ra trong đại dịch. Do tình trạng thiếu hụt chuỗi cung ứng chip dự kiến sẽ kéo dài đến năm 2024, các nhà sản xuất sẽ tiếp tục phải đối mặt với rủi ro chuỗi cung ứng.

Theo IHS Markit, khoảng 4/5 nhà máy sản xuất bán dẫn trên thế giới được đặt tại Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc. Tại Hoa Kỳ, các nhà lập pháp và các nhà sản xuất bắt đầu đưa hoạt động sản xuất công nghệ bán dẫn về lại châu Mỹ. Điều này đã được xác nhận khi Đạo luật Khoa học và CHIPS của Quốc hội đã được lưỡng đảng thông qua gần đây. Ví dụ: Intel đang mở một nhà máy mới ở Ohio, Qualcomm và Micron cũng đang đầu tư vào năng lực sản xuất bổ sung trong nước.

Hầu hết các nhà máy trước đây đều hoạt động với mức sử dụng khoảng 80%, nhưng sự gián đoạn chuỗi cung ứng trong vài năm qua đã khiến đầu vào và đầu ra của nhà cung cấp trở nên khó dự đoán hơn. Vì vậy, để nâng cao tính linh hoạt của quy trình sản xuất và chuỗi cung ứng, các tổ chức nên bắt đầu ưu tiên hợp tác với các nhà sản xuất bán dẫn để tiếp cận các công nghệ họ đang thiếu hoặc đầu tư vào phát triển khả năng thiết kế và chế tạo tùy chỉnh riêng của mình.

Tăng tốc đổi mới sáng tạo

Giải quyết khó khăn thách thức về đổi mới sáng tạo công nghệ trong tương lai đòi hỏi không chỉ năng lực sản xuất mà còn những đột phá kỹ thuật trong quy trình kiểm thử và đo lường. Linh kiện bán dẫn được thiết kế tùy chỉnh có thể hỗ trợ những bước đột phá này, tạo ra các hệ thống đo lường mới để kiểm thử các phương án sử dụng yêu cầu phổ tần và băng thông lớn hơn.

Ngoài ra, việc chế tạo chipset tùy chỉnh có thể giúp giải quyết các vấn đề về chuỗi cung ứng. Đầu đại dịch Covid, thời gian giao hàng của một số nhà cung cấp đã tăng lên 50 tuần hoặc hơn. Các doanh nghiệp sử dụng công nghệ bán dẫn riêng có thể quản lý tốt hơn dòng sản phẩm và tránh giao hàng chậm do tắc nghẽn từ bên ngoài.

Chúng ta cần sự hợp tác chặt chẽ trong hệ sinh thái phù hợp để có thể vượt qua những thách thức hiện tại về công nghệ và chuỗi cung ứng, giúp phát triển các linh kiện bán dẫn tùy chỉnh để có thể tạo ra một tương lai đổi mới sáng tạo và bền vững hơn.