Theo chiến lược mới được chính phủ Tokyo xây dựng, Nhật Bản đặt mục tiêu đạt khoảng 40 nghìn tỷ yên (tương đương 254 tỷ USD) doanh thu từ các chip sản xuất trong nước vào năm 2040. Mục tiêu này phản ánh một nỗ lực quy mô lớn nhằm tái thiết ngành bán dẫn nội địa, vốn từng là niềm tự hào của nền công nghiệp Nhật Bản nhưng đã suy giảm mạnh trong nhiều thập kỷ qua.

Đằng sau kế hoạch này không chỉ là bài toán kinh tế, mà còn là chiến lược công nghệ và địa chính trị trong kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo.

Khi bán dẫn trở thành hạ tầng của nền kinh tế số
Trong hai thập kỷ qua, chip bán dẫn đã trở thành nền tảng của mọi hệ thống công nghệ hiện đại: từ điện thoại thông minh, xe điện, robot công nghiệp cho đến các trung tâm dữ liệu AI. Nhu cầu chip ngày càng tăng nhanh khi thế giới bước vào kỷ nguyên điện toán hiệu năng cao và trí tuệ nhân tạo. Chính phủ Nhật Bản coi đây là một ngành “xương sống” của nền kinh tế kỹ thuật số, đồng thời là yếu tố then chốt của an ninh công nghệ.

Vì vậy, Tokyo đã triển khai hàng loạt chính sách hỗ trợ quy mô lớn cho ngành bán dẫn. Chỉ riêng các chương trình phát triển chip và AI, chính phủ Nhật đã cam kết hàng nghìn tỷ yên để thúc đẩy nghiên cứu, sản xuất và xây dựng hệ sinh thái công nghệ mới. 

Mục tiêu dài hạn của chiến lược này là xây dựng lại năng lực sản xuất bán dẫn trong nước, giảm sự phụ thuộc vào các trung tâm sản xuất nước ngoài và tạo nền tảng cho các ngành công nghiệp tương lai như robot, xe tự hành và AI.

Sự suy giảm của một cường quốc bán dẫn
Để hiểu tham vọng hiện nay của Nhật Bản, cần nhìn lại lịch sử của ngành bán dẫn nước này. Vào cuối những năm 1980, các công ty Nhật từng kiểm soát gần một nửa thị trường bán dẫn toàn cầu. Những tập đoàn như NEC, Toshiba hay Hitachi là những tên tuổi thống trị ngành công nghiệp chip thời điểm đó.

Tuy nhiên, từ thập niên 1990, cục diện thị trường bắt đầu thay đổi. Các nhà sản xuất tại Hàn Quốc và Đài Loan nổi lên với mô hình sản xuất hiệu quả hơn và đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ mới. Trong khi đó, nhiều doanh nghiệp Nhật Bản chậm thích nghi với sự chuyển dịch của ngành sang mô hình “foundry” – nơi các công ty chuyên sản xuất chip cho khách hàng bên ngoài.

Kết quả là thị phần bán dẫn của Nhật Bản suy giảm mạnh. Đến đầu thế kỷ XXI, các công ty Nhật gần như mất vị trí dẫn đầu trong những phân khúc quan trọng như chip logic tiên tiến và chip nhớ.

Tuy vậy, Nhật Bản vẫn giữ một vai trò rất quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu. Nhiều doanh nghiệp Nhật vẫn dẫn đầu thế giới trong các lĩnh vực như vật liệu bán dẫn, wafer silicon, hóa chất siêu tinh khiết và thiết bị sản xuất chip. Chính nền tảng công nghiệp này đã tạo ra cơ sở để Nhật Bản tin rằng họ có thể tái thiết ngành bán dẫn của mình.

Rapidus và canh bạc công nghệ 2 nanomet
Trung tâm của chiến lược phục hưng bán dẫn Nhật Bản là Rapidus – một công ty bán dẫn được thành lập năm 2022 với sự hỗ trợ của chính phủ và các tập đoàn công nghiệp lớn. Mục tiêu của Rapidus là phát triển và sản xuất chip logic tiên tiến với tiến trình 2 nanomet, một trong những công nghệ bán dẫn hiện đại nhất hiện nay.

Nhà máy đầu tiên của Rapidus đang được xây dựng tại Hokkaido và dự kiến bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào năm 2025, trước khi bước vào sản xuất hàng loạt vào năm 2027. 

Đây là một bước nhảy công nghệ rất lớn đối với Nhật Bản. Hiện nay, các chip tiên tiến nhất được sản xuất tại Nhật vẫn ở mức khoảng 40 nanomet, trong khi các nhà sản xuất hàng đầu thế giới đã tiến tới các tiến trình 3 nanomet và đang chuẩn bị bước sang thế hệ tiếp theo. 

Để thu hẹp khoảng cách này, chính phủ Nhật đã rót hàng tỷ USD vào Rapidus và huy động sự tham gia của các tập đoàn lớn như Toyota, Sony, SoftBank và NEC. 

Tổng đầu tư cho dự án có thể lên tới hàng chục tỷ USD, phản ánh mức độ tham vọng của chiến lược này.

Cuộc chiến công nghệ của các quốc gia
Kế hoạch bán dẫn của Nhật Bản không diễn ra trong khoảng trống. Trên thực tế, ngành bán dẫn toàn cầu đang bước vào một giai đoạn cạnh tranh chiến lược giữa các quốc gia.

Mỹ đã triển khai Đạo luật CHIPS and Science với hàng chục tỷ USD trợ cấp để thúc đẩy sản xuất chip trong nước. Liên minh châu Âu cũng đang đầu tư mạnh để tăng gấp đôi thị phần sản xuất bán dẫn vào năm 2030. Trung Quốc trong khi đó đã chi hàng trăm tỷ USD để xây dựng ngành công nghiệp chip nội địa.

Nhật Bản vì vậy không muốn đứng ngoài cuộc cạnh tranh này. Chiến lược bán dẫn của Tokyo vừa mang tính kinh tế vừa mang tính địa chính trị: đảm bảo rằng Nhật Bản vẫn là một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng công nghệ toàn cầu.

Từ “sản xuất hàng loạt” sang “hệ sinh thái công nghệ”
Một điểm đáng chú ý trong chiến lược mới của Nhật Bản là sự thay đổi trong cách tiếp cận. Thay vì cố gắng cạnh tranh trực tiếp với các nhà sản xuất khổng lồ như TSMC hay Samsung trong sản xuất hàng loạt, Tokyo đang tập trung vào việc xây dựng một hệ sinh thái bán dẫn toàn diện.

Hệ sinh thái này bao gồm nhiều thành phần: các trung tâm nghiên cứu bán dẫn; các công ty thiết kế chip; các doanh nghiệp vật liệu và thiết bị; các nhà máy sản xuất chip tiên tiến.

Một tổ chức quan trọng trong hệ sinh thái này là Leading-edge Semiconductor Technology Center, trung tâm nghiên cứu được thành lập nhằm phát triển công nghệ bán dẫn thế hệ mới và hỗ trợ Rapidus trong việc xây dựng nền tảng sản xuất chip tiên tiến. 

Chiến lược này phản ánh một nhận thức mới: trong ngành bán dẫn hiện đại, không một quốc gia nào có thể tự mình kiểm soát toàn bộ chuỗi giá trị. Thành công phụ thuộc vào khả năng kết nối các doanh nghiệp, viện nghiên cứu và đối tác quốc tế trong một hệ sinh thái công nghệ rộng lớn.

Cơ hội từ làn sóng AI
Một yếu tố quan trọng khiến Nhật Bản tin rằng chiến lược này có thể thành công là sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo.

AI đang làm thay đổi cấu trúc của ngành bán dẫn. Nhu cầu đối với các chip hiệu năng cao – đặc biệt là GPU và chip AI chuyên dụng – đang tăng nhanh chưa từng có. Các trung tâm dữ liệu AI, xe tự hành và robot công nghiệp đều đòi hỏi những loại chip mới với hiệu năng cao và mức tiêu thụ năng lượng thấp.

Nếu Rapidus có thể thành công trong việc sản xuất chip tiên tiến cho AI, Nhật Bản có thể giành lại một vị trí quan trọng trong chuỗi giá trị bán dẫn toàn cầu.

Những thách thức không nhỏ
Dù vậy, con đường phía trước vẫn đầy thách thức.

Thứ nhất là vấn đề công nghệ. Các nhà sản xuất hàng đầu như TSMC, Samsung và Intel đã đầu tư hàng trăm tỷ USD vào nghiên cứu và phát triển trong nhiều thập kỷ. Khoảng cách công nghệ giữa họ và các đối thủ mới là rất lớn.

Thứ hai là chi phí. Việc xây dựng một nhà máy sản xuất chip tiên tiến có thể tốn tới 20–30 tỷ USD. Để duy trì năng lực cạnh tranh, các công ty phải liên tục đầu tư vào thế hệ công nghệ tiếp theo.

Thứ ba là nhân lực. Ngành bán dẫn đòi hỏi lực lượng kỹ sư trình độ cao và kinh nghiệm lâu năm, trong khi nhiều chuyên gia cho rằng Nhật Bản hiện đang thiếu hụt nhân lực trong lĩnh vực này.

Một phép thử cho chiến lược công nghiệp mới
Mục tiêu 254 tỷ USD doanh thu chip nội địa vào năm 2040 là một kế hoạch đầy tham vọng. Nhưng quan trọng hơn, nó phản ánh một sự thay đổi trong tư duy chiến lược của Nhật Bản.

Trong nhiều thập kỷ, quốc gia này từng nổi tiếng với mô hình công nghiệp dựa trên sản xuất quy mô lớn và xuất khẩu. Tuy nhiên, trong kỷ nguyên công nghệ số, lợi thế cạnh tranh không còn nằm ở quy mô sản xuất mà ở khả năng đổi mới công nghệ và xây dựng hệ sinh thái sáng tạo.

Chiến lược bán dẫn mới của Nhật Bản chính là một nỗ lực nhằm thích nghi với thực tế đó.

Nếu thành công, Nhật Bản có thể trở thành một trong những trung tâm bán dẫn quan trọng của thế giới trong kỷ nguyên AI. Nhưng nếu thất bại, kế hoạch này cũng sẽ cho thấy rằng trong ngành công nghiệp bán dẫn hiện đại, việc quay trở lại vị trí dẫn đầu là một nhiệm vụ khó khăn hơn rất nhiều so với việc giữ vững nó ngay từ đầu.