AI đang mở ra một mặt trận cạnh tranh mới cho ngành bán dẫn, trong đó hiệu năng không còn chỉ được quyết định bởi số lượng transistor hay kích thước tiến trình. Tại Diễn đàn Công nghệ Bán dẫn Đài Loan - Nhật Bản 2026 diễn ra ngày 3/8, các chuyên gia nhận định năng lực tối ưu hóa và tích hợp ở cấp độ hệ thống sẽ ngày càng trở thành yếu tố quyết định vị thế của các doanh nghiệp bán dẫn.
Không còn là cuộc đua thu nhỏ transistor
Ông Tsai Hann-huei, Phó Tổng Giám đốc Viện Nghiên cứu Bán dẫn Đài Loan (TSRI), cho rằng tốc độ phát triển của công nghệ tiến trình đang có dấu hiệu chậm lại, trong khi nhu cầu về băng thông do AI thúc đẩy tiếp tục tăng mạnh.
Theo ông, lợi thế công nghệ trong giai đoạn mới sẽ không còn đến từ việc chỉ tập trung vào thu nhỏ transistor mà phải dựa trên khả năng đồng tối ưu hóa ở cấp độ hệ thống.
Các hệ thống bán dẫn thế hệ mới sẽ phải kết hợp nhiều chức năng như tính toán, cảm biến, quản lý năng lượng và kết nối để phục vụ những ứng dụng đang phát triển nhanh như ô tô, robot hình người, kính AI và máy bay không người lái.
Điều này đang thúc đẩy ngành bán dẫn chuyển từ cách tiếp cận từng con chip riêng lẻ sang thiết kế các hệ thống có mức độ tích hợp ngày càng cao.
TSRI hiện cung cấp nền tảng tích hợp và xác minh dị thể ở cấp độ die, hỗ trợ các nhà thiết kế phát triển những hệ thống chip thế hệ mới.
Tuy nhiên, theo ông Tsai, quá trình phát triển đóng gói tiên tiến và công nghệ quang tử silicon đang phải đối mặt với hàng loạt thách thức. Các vấn đề không chỉ nằm ở bản thân chip mà còn liên quan đến tương tác giữa nhiệt, điện, quang học và ứng suất cơ học, cũng như khả năng kiểm thử trên quy mô lớn.
Do đó, việc giải quyết những bài toán này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa doanh nghiệp, trường đại học và các viện nghiên cứu trong toàn bộ hệ sinh thái bán dẫn.
"Phần cứng đang trở thành nút thắt mới của AI"
Ở góc độ sản xuất và đóng gói, ông Dinos Huang, Giám đốc cấp cao phụ trách nghiên cứu và phát triển doanh nghiệp tại ASE Technology Holding, cho rằng sự phát triển nhanh chóng của các mô hình và ứng dụng AI đang tạo thêm áp lực lớn lên hạ tầng phần cứng.
"Phần cứng đang trở thành nút thắt mới", ông Huang nhận định.
Các hệ thống AI và điện toán hiệu năng cao (HPC) ngày càng đòi hỏi băng thông lớn hơn và năng lực tính toán cao hơn. Tuy nhiên, cùng với đó là những bài toán ngày càng phức tạp về tiêu thụ điện năng, độ trễ, tản nhiệt và độ ổn định cơ học.
Điều này buộc ngành bán dẫn phải đồng thời đổi mới ở nhiều khâu, từ thiết bị đóng gói, vật liệu có độ tổn hao thấp và khả năng chịu nhiệt cao đến tích hợp dị thể, kiểm tra, thử nghiệm và sản xuất thông minh.
Theo ông Huang, ASE đang mở rộng năng lực từ đóng gói ở cấp độ wafer sang đóng gói ở cấp độ panel. Phương pháp này cung cấp diện tích sử dụng lớn hơn, đồng thời có thể cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu khi các bộ xử lý AI ngày càng lớn và phức tạp.
Đây là một hướng đi đáng chú ý trong bối cảnh kích thước và mức độ phức tạp của các chip AI tiếp tục gia tăng, kéo theo yêu cầu phải thay đổi cả kiến trúc đóng gói và quy trình sản xuất.
Kết nối quang mở ra hướng đi mới cho chip AI
Một xu hướng công nghệ khác đang nổi lên là chuyển từ kết nối điện sang kết nối quang giữa các hệ thống và chip.
Theo các chuyên gia tại diễn đàn, khi lượng dữ liệu cần truyền trong các hệ thống AI ngày càng lớn, kết nối điện truyền thống đang gặp nhiều giới hạn về tốc độ và mức tiêu thụ năng lượng.
Kết nối quang có thể giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng, qua đó trở thành một trong những công nghệ được kỳ vọng giải quyết bài toán kết nối trong các hệ thống AI và HPC thế hệ mới.
Sự kết hợp giữa đóng gói tiên tiến, tích hợp dị thể, vật liệu mới và kết nối quang cho thấy cuộc cạnh tranh bán dẫn đang ngày càng mở rộng ra ngoài phạm vi của nhà máy sản xuất chip.
Đài Loan - Nhật Bản tăng cường hợp tác trong kỷ nguyên AI
Theo TSRI, các dự án hợp tác với đối tác Nhật Bản hiện tập trung vào nhiều lĩnh vực công nghệ quan trọng như tích hợp dị thể ba chiều, đóng gói tiên tiến, điện toán lượng tử, linh kiện công suất và phân tích vật liệu.
Những lĩnh vực này đều có vai trò ngày càng quan trọng trong quá trình phát triển hạ tầng phần cứng cho AI.
Diễn đàn Công nghệ Bán dẫn Đài Loan - Nhật Bản 2026, do Hiệp hội Công nghệ Bán dẫn Đài Loan - Nhật Bản tổ chức, tập trung vào các cơ hội hợp tác song phương trong lĩnh vực bán dẫn trong kỷ nguyên AI.
Các trao đổi tại diễn đàn cho thấy ngành bán dẫn đang bước vào một giai đoạn cạnh tranh mới. Thu nhỏ transistor vẫn quan trọng, nhưng không còn là yếu tố duy nhất quyết định hiệu năng. Khả năng tích hợp nhiều công nghệ, quản lý nhiệt và năng lượng, tăng băng thông kết nối, tối ưu đóng gói và xây dựng hệ sinh thái hợp tác sẽ ngày càng quyết định khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ AI tiếp theo.
Với tốc độ phát triển của AI hiện nay, cuộc đua bán dẫn vì thế không chỉ diễn ra trong phòng sạch hay trên dây chuyền chế tạo wafer, mà đang mở rộng sang toàn bộ chuỗi giá trị - từ vật liệu, đóng gói, kết nối đến thiết kế và tích hợp hệ thống.