Trung tâm mới cho thấy đóng gói tiên tiến (advanced packaging) đang trở thành một mặt trận cạnh tranh chiến lược mới trong ngành bán dẫn, khi việc tiếp tục thu nhỏ transistor ngày càng khó khăn và nhu cầu kết nối GPU, bộ nhớ HBM cùng các chip xử lý khác trong một hệ thống ngày càng tăng.

Đầu tư 40 tỷ yên vào trung tâm tại Yokohama

Samsung tổ chức lễ khai trương APL tại khu Minato Mirai, Yokohama, ngày 8/9. Trung tâm có diện tích khoảng 6.600 m², trong đó có phòng sạch được thiết kế để mô phỏng điều kiện của dây chuyền sản xuất thực tế, cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá vật liệu và quy trình đóng gói trong môi trường gần với sản xuất hàng loạt.

Samsung dự kiến đầu tư tổng cộng khoảng 40 tỷ yên (khoảng 260-350 triệu USD, tùy tỷ giá quy đổi) cho trung tâm trong giai đoạn đến năm 2028. Chính phủ Nhật Bản hỗ trợ 22,5 tỷ yen, tương đương hơn một nửa tổng vốn đầu tư; một phần hỗ trợ khác đến từ chính quyền Yokohama.

Hiện APL có khoảng 95 nhà nghiên cứu Nhật Bản và Hàn Quốc. Samsung dự kiến nâng quy mô đội ngũ lên hơn 100 người vào năm 2027.

Kết nối Samsung với hệ sinh thái bán dẫn Nhật Bản

APL được Samsung định hướng trở thành một trung tâm R&D toàn cầu, kết nối năng lực thiết kế và sản xuất bán dẫn của tập đoàn Hàn Quốc với thế mạnh của Nhật Bản về vật liệu, linh kiện, thiết bị và nghiên cứu công nghệ.

Samsung hiện hợp tác với hơn 50 doanh nghiệp Nhật Bản trong lĩnh vực công nghệ đóng gói chip AI. Tại lễ khai trương APL, đại diện khoảng 15 doanh nghiệp bán dẫn lớn của Nhật Bản, trong đó có nhà sản xuất thiết bị Tokyo Electron và nhà sản xuất nền mạch IC Ibiden, đã tham dự.

Thông qua APL, Samsung có thể đánh giá vật liệu mới, thử nghiệm quy trình và chế tạo nguyên mẫu ngay tại Nhật Bản trước khi lựa chọn những công nghệ có tiềm năng để đưa vào dây chuyền sản xuất hàng loạt tại Hàn Quốc. Cách tiếp cận này được kỳ vọng rút ngắn thời gian từ nghiên cứu, thử nghiệm đến thương mại hóa.

Đóng gói tiên tiến trở thành “chiến trường” mới của chip AI

Trong các hệ thống AI hiện đại, hiệu năng không còn chỉ phụ thuộc vào việc thu nhỏ kích thước transistor.

Advanced packaging cho phép tích hợp nhiều thành phần bán dẫn, chẳng hạn GPU và bộ nhớ băng thông cao HBM, vào cùng một gói chip, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu, giảm độ trễ và cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bộ tăng tốc AI và hệ thống HPC, khi nhu cầu về năng lực tính toán ngày càng tăng.

Trong bối cảnh đó, Samsung đang tìm cách củng cố vị thế ở cả bộ nhớ HBM, công nghệ foundry và đóng gói tiên tiến. Việc đặt một trung tâm R&D tại Nhật Bản cho phép Samsung tiếp cận trực tiếp hệ sinh thái doanh nghiệp Nhật Bản vốn có thế mạnh lâu năm về vật liệu và thiết bị phục vụ công đoạn hậu kỳ bán dẫn.

Nhật Bản trở lại vị trí quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn

Động thái của Samsung cũng cho thấy vai trò ngày càng lớn của Nhật Bản trong chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu.

Trong khi Hàn Quốc nổi bật về sản xuất bộ nhớ và chip, Nhật Bản sở hữu hệ sinh thái mạnh về vật liệu, hóa chất, thiết bị và linh kiện bán dẫn. Đây là lợi thế mà Samsung muốn kết hợp với năng lực thiết kế và sản xuất của mình để phát triển thế hệ công nghệ đóng gói mới.

Việc Samsung đầu tư vào R&D tại Nhật Bản cũng diễn ra trong bối cảnh các doanh nghiệp bán dẫn châu Á đang mở rộng hợp tác xuyên biên giới để đáp ứng nhu cầu AI. Nhật Bản đang trở thành điểm đến ngày càng quan trọng không chỉ đối với sản xuất mà cả nghiên cứu và phát triển công nghệ bán dẫn.

Cuộc đua đóng gói chip AI ngày càng quyết liệt

Sự nổi lên của đóng gói tiên tiến đang làm thay đổi cấu trúc cạnh tranh của ngành bán dẫn. Các công nghệ này cho phép kết hợp nhiều loại chip trong cùng một hệ thống, qua đó cải thiện hiệu năng mà không nhất thiết phải phụ thuộc hoàn toàn vào việc thu nhỏ tiến trình sản xuất.

Samsung vì thế phải cạnh tranh đồng thời trên nhiều mặt trận với TSMC trong lĩnh vực foundry và đóng gói tiên tiến, cũng như với SK hynix trong bộ nhớ HBM.

Động thái tại Yokohama cho thấy Samsung đang lựa chọn chiến lược kết hợp: tận dụng năng lực sản xuất quy mô lớn của Hàn Quốc với hệ sinh thái vật liệu và thiết bị chuyên sâu của Nhật Bản để rút ngắn chu kỳ phát triển công nghệ đóng gói cho thế hệ chip AI tiếp theo.

Không chỉ là một phòng thí nghiệm, APL có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong chiến lược của Samsung nhằm xây dựng hệ sinh thái R&D bán dẫn xuyên biên giới Hàn Quốc - Nhật Bản, trong đó doanh nghiệp, viện nghiên cứu và nhà cung ứng cùng tham gia phát triển công nghệ ngay từ giai đoạn đầu.