[비즈한국] GPT-3 của OpenAI, ra mắt cách đây 5 năm, đã được đào tạo bằng khoảng 45 terabyte (TB) dữ liệu. Con số này gấp bốn lần lượng thông tin mà Thư viện Quốc hội Mỹ sở hữu. Tuy nhiên, việc ghi nhớ và vận dụng nội dung đào tạo lại là một phạm trù khác. Hiện tại, lượng bộ nhớ mà các hệ thống AI sử dụng để xử lý dữ liệu vẫn chưa đủ. Nghẽn cổ chai làm giảm tốc độ và hiệu suất tính toán là thách thức bắt buộc phải vượt qua để kỷ nguyên AI thực sự bùng nổ. Bộ nhớ băng thông cao (HBM) được coi là công nghệ then chốt để giải quyết vấn đề này. Đó là lý do tại sao thị trường bán dẫn bộ nhớ, với sự dẫn dắt của các doanh nghiệp nội địa như SK Hynix000660 và Samsung Electronics005930, được đánh giá là đã bước vào giai đoạn "thế mạnh thuộc về nhà cung cấp". Trong bối cảnh kỳ vọng về việc tái lập siêu chu kỳ (thời kỳ hoàng kim kéo dài) của ngành bán dẫn bộ nhớ ngày càng lớn, năng lực của các ngành công nghiệp trước và sau, bao gồm chuỗi cung ứng, điện năng và đóng gói (packaging), cũng đang thu hút sự chú ý.
Siêu chu kỳ AI, Hàn Quốc giữ vị thế "thế mạnh thuộc về nhà cung cấp"
Cuộc đua toàn cầu nhằm nâng cấp các trung tâm dữ liệu để đáp ứng nhu cầu điện toán AI đang lan rộng sang mặt trận đảm bảo nguồn cung chip nhớ. Gần đây, các doanh nghiệp chủ chốt trong ngành đã chính thức thông báo "cháy hàng" nguồn cung HBM cho năm tới. Trong cuộc họp công bố kết quả kinh doanh quý 3 vào ngày 29 tháng trước, SK Hynix cho biết: "Chúng tôi đã chốt xong kế hoạch cung ứng HBM cho năm tới với các khách hàng lớn". Với thị phần HBM toàn cầu đạt 64% trong năm nay, SK Hynix dự kiến sẽ tiếp tục duy trì vị thế dẫn đầu. Các sản phẩm HBM của SK Hynix đã liên tục cháy hàng mỗi năm kể từ sau năm 2023.
Trong báo cáo kết quả kinh doanh quý 3 vào ngày 30 tháng trước, Samsung Electronics đã gián tiếp đề cập đến việc đang cung cấp HBM3E cho Nvidia. Tại buổi họp, đại diện công ty giải thích: "Chúng tôi đã lập kế hoạch sản xuất HBM cho năm tới với quy mô mở rộng đáng kể so với năm nay. Nhu cầu của khách hàng đối với lượng cung ứng đó đã được đảm bảo. Do đang tiếp tục nhận được thêm yêu cầu, chúng tôi đang xem xét nội bộ khả năng gia tăng sản lượng".
Micron của Mỹ, một trong ba "ông lớn" của thị trường HBM, cũng là nhà cung cấp chính các sản phẩm bộ nhớ then chốt cho Nvidia. Với thị phần 21% trong năm nay, hãng này đang vượt trước Samsung Electronics (15%). Vào tháng 9, Micron cho biết đang thảo luận cung ứng khối lượng HBM4 cho khách hàng và dự kiến hàng sẽ sớm được tiêu thụ hết. Cơ sở khách hàng của hãng đã tăng từ 4 doanh nghiệp trong quý 3 lên 6 doanh nghiệp trong quý 4.
Theo báo cáo chẩn đoán ngành công nghiệp hạ nguồn bán dẫn của Hiệp hội Thương mại Quốc tế Hàn Quốc (KITA) vào ngày 7, xuất khẩu bán dẫn năm nay đang ghi nhận mức tăng trưởng khoảng 30% kể từ nửa cuối năm. Nếu xu hướng này tiếp tục, thị trường bán dẫn toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng 17,8%, đạt 909 tỷ USD (1.332,7 nghìn tỷ KRW) vào năm tới. Yếu tố dẫn dắt sự tăng trưởng của thị trường chính là bán dẫn bộ nhớ (33,8%). Ryu Young-ho, chuyên viên nghiên cứu tại NH Investment & Securities, nhận định: "Khi AI bước vào giai đoạn 'scale-out' (mở rộng theo chiều ngang), tình trạng nghẽn cổ chai bộ nhớ đang trở nên trầm trọng hơn. Đây là thời điểm mà tầm quan trọng của các tổ hợp bộ nhớ đa dạng đang được làm nổi bật, thay vì chỉ tập trung vào HBM như trước".
Hiện tượng đổ dồn vào AI và bộ nhớ hiệu năng cao đang gây ra lo ngại rằng sự thiếu hụt chip nhớ có thể trở nên nghiêm trọng hơn ở các sản phẩm IT phổ thông như điện thoại thông minh và thiết bị gia dụng. Jeon Bo-hee, chuyên viên tại Viện Nghiên cứu Thương mại Quốc tế KITA, cho biết: "Từ năm ngoái, thị trường trung tâm dữ liệu AI đã trỗi dậy mạnh mẽ và làm thay đổi mô hình nhu cầu. Sau năm tới, sự tăng trưởng bền vững của các trung tâm dữ liệu AI sẽ đẩy nhanh việc tái cơ cấu nhu cầu, và đến năm 2030, lĩnh vực này sẽ vươn lên vị trí dẫn đầu áp đảo, chiếm 36% tổng nhu cầu".
Từ trọng tâm bộ nhớ AI đến vị thế lãnh đạo hạ tầng AI
Máy chủ AI sử dụng nhiều DRAM và NAND Flash hơn so với máy chủ thông thường, đồng thời có sự phụ thuộc cao vào HBM trong quá trình đào tạo và suy luận. Đây cũng là lý do Nvidia đang tăng cường hợp tác với các doanh nghiệp Hàn Quốc. Nvidia hiện chiếm khoảng 90% thị trường bán dẫn AI, và việc đảm bảo nguồn cung ổn định các dòng HBM hiệu năng cao là điều kiện tiên quyết để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Giới chuyên gia đánh giá rằng sự bùng nổ của bán dẫn AI giờ đây sẽ lan rộng ra hệ sinh thái rộng lớn, từ các ngành công nghiệp phụ trợ như điện năng, đóng gói cho đến xử lý dữ liệu trước và lưu trữ. Để khai thác triệt để hiệu suất của chip nhớ, cần có sự hỗ trợ của các công nghệ như cơ sở hạ tầng cung cấp điện hiệu suất cao, hệ thống làm mát và kỹ thuật đóng gói. Xu hướng này mang lại kỳ vọng sẽ tạo ra cơ hội mở rộng cho ngành bán dẫn Hàn Quốc vốn đang lấy bộ nhớ làm trọng tâm.
Thị trường bán dẫn toàn cầu năm 2025 dự kiến tăng trưởng 17,8% so với năm trước và tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ đạt 909,8 tỷ USD vào năm 2026. Một đại diện trong ngành cho biết: "Năng lực cạnh tranh của bán dẫn AI sẽ không chỉ dừng lại ở bản thân con chip, mà còn phụ thuộc vào hiệu quả truyền tải dữ liệu, khả năng quản lý nhiệt và điện năng. Các kỹ thuật đóng gói và tối ưu hóa năng lượng đang trở thành những lĩnh vực quan trọng".
Giới tài chính cũng nhận định rằng dòng vốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng sẽ dẫn đến nhu cầu về vật liệu, linh kiện và thiết bị (so-bu-jang) bán dẫn. Hana Securities dự báo: "Khi việc tái khởi động đầu tư thiết bị của Samsung Electronics và SK Hynix trở nên rõ ràng, các công ty sản xuất vật liệu, linh kiện và thiết bị vốn gặp khó khăn do khoảng trống đơn hàng trong năm nay sẽ bắt đầu cải thiện kết quả kinh doanh từ năm tới".
Đại diện ngành kể trên giải thích thêm: "Trong cấu trúc mà GPU đảm nhận việc tính toán còn HBM nâng cao hiệu suất tính toán, chúng ta cần tận dụng vị thế dẫn đầu về công nghệ và đầu tư vào bộ nhớ AI để mở rộng hệ sinh thái sang cả lĩnh vực điện năng, đóng gói và hạ tầng dữ liệu".
Nhiều ý kiến cũng cho rằng cần có một bức tranh tổng thể từ phía chính phủ để hiện thực hóa mục tiêu này. Han Sung-soo, Viện trưởng Viện Chiến lược ICT, chỉ ra: "Bán dẫn bộ nhớ AI không chỉ là linh kiện lưu trữ dữ liệu mà còn là yếu tố cốt lõi quyết định hiệu suất hệ thống. Để vượt qua giới hạn của tư nhân, cần xây dựng một mô hình hợp tác chặt chẽ giữa Chính phủ, doanh nghiệp, trường đại học và viện nghiên cứu thông qua sự hỗ trợ R&D chiến lược".