Deloitte: Chip AI tạo sinh có thể đạt doanh thu khoảng 400 tỷ USD

Ngành công nghiệp bán dẫn có tính chu kỳ nổi tiếng vượt qua một năm đầy thử thách vào năm 2023 qua đợt suy thoái lần thứ bảy kể từ năm 1990, với doanh thu dự kiến ​​​​sẽ giảm 9,4% xuống còn 520 tỷ USD trong năm qua.Tuy nhiên, điều đó không đến mức quá tệ như dự báo vào mùa xuân năm ngoái trước khi quý II và quý III tăng trưởng tương đối mạnh hơn được ghi nhận so với dự báo trước đó chỉ là 515 tỷ USD. Năm 2024 hiện được dự báo sẽ đạt doanh thu toàn cầu là 588 tỷ USD không chỉ cao hơn 13% so với năm 2023 mà còn cao hơn 2,5% so với doanh thu kỷ lục của ngành công nghiệp bán dẫn đạt chỉ có 574 tỷ USD (2022).

Thị trường chứng khoán thường đưa ra chỉ dấu hàng đầu về hiệu quả hoạt động của ngành công nghiệp bán dẫn: Tính đến giữa tháng 12/2023, tổng vốn hóa thị trường của 10 công ty chip hàng đầu toàn cầu là 3,4 nghìn tỷ USD, tăng 74% so với 1,9 nghìn tỷ USD (11/2022) và cao hơn 17% so với mức 1,9 nghìn tỷ USD (11/2022) và 2,9 nghìn tỷ USD (11/2021).

Như thường lệ, thị trường chip nhớ (mạch tích hợp) là yếu tố biến động lớn nhất với doanh số bán ra đạt gần 130 tỷ USD (2022) hoặc chỉ dưới mức 23% tổng thị trường chip nhớ song tương ứng với mức giảm 31% với trị giá khoảng 40 tỷ USD (2023) so với mức giảm 1% của bộ vi xử lý logic. Thị trường này dự báo ​​​​sẽ đạt gần như toàn bộ doanh thu đó ngay trong năm 2024 với doanh số bán ra dự báo ​​​​sẽ đạt mức như của năm 2022. Nếu loại trừ chip nhớ thì phần còn lại của ngành công nghiệp bán dẫn đã có chiều hướng suy giảm vào năm 2023 với mức giảm chỉ khoảng 3%.

Về mặt các thị trường cuối cùng, doanh số bán ra cả máy vi tính (PC) và điện thoại thông minh dự báo ​​sẽ tăng 4% (2024) sau khi có đà giảm lần lượt là 14% và 3,5% (2023). Việc quay trở lại tăng trưởng ở hai thị trường cuối cùng trên có thể rất quan trọng đối với ngành công nghiệp bán dẫn khi tính đến năm 2022, doanh số bán chip cho truyền thông (điện thoại thông minh) và máy vi tính (bao gồm chip trung tâm dữ liệu) chiếm tới 56% tổng doanh số chất bán dẫn (2022) so với sản xuất xe ô tô và công nghiệp chẳng hạn khi mà mỗi loại chỉ chiếm có 14% tổng doanh số bán hàng mà thôi.

Hiện có hai thước đo quan trọng khác về sức khỏe của ngành công nghiệp bán dẫn là hàng tồn kho và tối ưu hóa sản lượng sản xuất. Tính đến mùa thu năm 2023, hàng tồn kho chất bán dẫn vẫn ở mức cao trị giá hơn 60 tỷ USD là mức ngang bằng so với năm 2022. Việc bị cạn kiệt thông qua việc sử dụng hoặc tiêu thụ sản phẩm bán dẫn vẫn sẽ là một trở ngại đáng kể cho doanh số bán hàng trong nửa đầu năm 2024.

Ngoài ra, mức sử dụng cao trong thời gian thiếu hụt gần đây (trong khoảng giữa mức 90%) và dự kiến đã giảm xuống dưới mức 70% trong quý IV/2023. ​​Hiện ngành công nghiệp bán dẫn có thể cần mức sử dụng cao hơn nhiều so với mức tồn kho để có lãi, việc này có thể tiêu tốn thêm một thời gian. Trong khi đó, sản lượng sản xuất chất bán dẫn cũng đang tăng lên khi Hoa Kỳ và châu Âu tăng cường sản xuất chip ngay trong nước.

Những xu hướng này cùng với những xu hướng khác đều đang đóng vai trò quan trọng trong triển vọng ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu năm 2024, nơi báo cáo này sẽ đi sâu phân tích về 5 chủ đề lớn cho năm nay: (1) chip tăng tốc AI tạo sinh và phương cách mà các công ty bán dẫn đang sử dụng AI tạo sinh; (2) xu hướng xung quanh sản xuất thông minh; (3) nhu cầu tăng cường năng lực lắp ráp và thử nghiệm trên toàn thế giới; (4) sở hữu trí tuệ (intellectual property-IP) của ngành công nghiệp chip bán dẫn trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công mạng ở cấp độ đe dọa hoàn toàn mới ra sao; và (5) lĩnh vực địa chính trị cân nhắc các biện pháp kiểm soát xuất khẩu xung quanh công nghệ và thiết bị sản xuất node tiên tiến (công nghệ thiết bị điện tử/nút mạng) cũng như chất bán dẫn AI tạo sinh tiên tiến.

Ngành chip bán dẫn sẽ bùng nổ trong những năm tới.

Hiện có một số góc độ thú vị về sự bùng nổ chip AI tạo sinh ảnh hưởng đến toàn bộ ngành công nghiệp chip bán dẫn. Với doanh thu ròng được dự đoán sẽ đạt hơn 50 tỷ USD (2024), thị trường ngành công nghiệp chip bán dẫn là một cơ hội thuận lợi cho lĩnh vực chip AI tạo sinh với dự kiến ​​sẽ chiếm khoảng 8,5% tổng doanh thu toàn ngành. Một phần trong số đó sẽ đến từ các bộ vi xử lý logic được tạo ra trên các node tiên tiến, một số trong đó đến từ bộ nhớ băng thông cao tiên tiến (HBM3), một số khác lại từ mạch tích hợp công nghệ 2.5D là một kỹ thuật đóng gói chip tiên tiến cộng thêm một số chip kết nối tiên tiến khác.

Trong mỗi danh mục, những con chip điều khiển bằng AI tạo sinh này đều thuộc vào loại đắt tiền nhất. Năm 2022, đã có hơn một nghìn tỷ con chip đã được bán với giá bán trung bình là 0,57 USD mỗi con chip. Trong khi đó, một số chip AI tạo sinh lại được bán với giá 40.000 USD mỗi con chip (2023) hoặc có mức cao hơn tới 70.000 lần, do đó, số lượng chip được bán có trị giá 50 tỷ USD tương đương với số lượng 1,25 triệu con chip hoặc ít hơn mức 0,1% tổng số lượng con chip trong năm.

Tại sao đó lại là vấn đề? Mặc dù chip AI tạo sinh dự kiến ​​sẽ chiếm một phần lớn trong doanh thu bán chip vào năm 2024 (và có thể còn lớn hơn trong tương lai) nhưng thực tế chúng chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ trong khối lượng đơn vị vì do phụ thuộc vào năng lực sản xuất. Như đã đề cập ở trên, với mức sử dụng trong ngành công nghiệp chip bán dẫn dưới 70% thì việc chip AI tạo sinh này được bán ra thị trường là một tin tuyệt vời đối với một số công ty bán những con chip đó hoặc các bộ phận của những con chip đó song điều này có thể sẽ không hữu ích cho toàn ngành công nghiệp bán dẫn.

Để ngành công nghiệp bán dẫn nhận thấy được mức sử dụng tối ưu hóa trên tất cả các node tiến tiến thì các loại chip khác bổ sung AI tạo sinh có thể cần nhận thấy nhu cầu tăng trưởng mạnh mẽ hơn.

AI tạo sinh và làn sóng cung cấp chip tiếp theo

Thị trường sản xuất chip tăng tốc quá trình đào tạo và suy luận của các mô hình AI tạo sinh hiện là câu chuyện bán dẫn của năm 2023. Ở cấp độ cao, chip AI tạo sinh là các gói bộ xử lý đồ họa GPU đặc biệt, bộ xử lý trung tâm CPU đặc biệt, bộ nhớ HBM3 đặc biệt là thế hệ HBN thứ 4 trong mạch tích hợp 2.5D đóng gói chip tiên tiến, cùng với các chip đặc biệt khác cần thiết để kết nối trong trung tâm dữ liệu. Đối với một ngành công nghiệp bán dẫn đang phải đối mặt với những trở ngại do giá bộ nhớ yếu và nhu cầu yếu về chip điện thoại thông minh và máy tính thì chip AI tạo sinh này đã đem lại một lĩnh vực tăng trưởng, đặc biệt là tại các node sản xuất hàng đầu. Năm 2024, thị trường dành cho những con chip AI tạo sinh này có lẽ sẽ phát triển mạnh mẽ và được dự báo sẽ đạt doanh thu hơn 50 tỷ USD trong năm nay, tức tăng 8,5% giá trị của tất cả các con chip dự kiến ​​sẽ được bán ra trong năm.

Về mặt lâu dài, hiện có những dự báo cho thấy chip AI tạo sinh có thể đạt doanh thu khoảng 400 tỷ USD (2027). Câu hỏi đặt ra là điều gì sẽ xảy ra trong năm 2024? Một mặt, như báo cáo của hãng Deloitte đã đưa ra dự báo vào tháng 11/2023, doanh số bán chip AI tạo sinh sẽ đạt hơn 50 tỷ USD (2024). Mặt khác, hiện có nhiều lý do để tin rằng tốc độ tăng trưởng doanh số bán chip AI tạo sinh hàng quý có thể chững lại hoặc thậm chí sụt giảm ở một thời điểm nào đó, ít nhất là cùng một lúc. Mùa thu năm 2023 đã xuất hiện một cơn bão hoàn hảo: nhu cầu tăng trưởng mạnh mẽ, người mua háo hức đảm bảo nguồn cung và có tương đối ít sự lựa chọn. Tuy vậy, điều này có thể thay đổi vào một lúc nào đó trong năm nay.

1. Những người mới tham gia cuộc chơi: Các chip mới được kỳ vọng từ các nhà sản xuất chip AI tạo sinh hiện tại cũng như các nhà sản xuất chip AI tạo sinh mới nổi. Tuy nhiên, những con chip mới có thể sẽ đến từ các công ty mà cho đến nay vẫn được biết đến nhiều hơn với tư cách là những người mua chip song đã quyết định bắt đầu tự sản xuất chip. Vậy nên không một ai biết những loại chip trên sẽ có giá cả như thế nào vào thời điểm này.

2. Các thiết kế và mô hình mới: Hiện có nhiều mô hình và cách tiếp cận AI tạo sinh khác nhau và không có thiết kế chip đơn lẻ nào có thể tối ưu hóa cho mọi trường hợp sử dụng chúng, dẫn tới việc có thể sản xuất chip trung tâm dữ liệu, chip biên mạng, chip đào tạo và chip suy luận, và người ta dự kiến ​​sẽ chi hàng tỷ đô la để phát triển những “hương vị” này của chip AI tạo sinh.

3. Chip biên mạng: Hiện có thể xuất hiện trong năm 2024, nhiều quá trình xử lý hơn sẽ được thực hiện ở biên mạng trên các máy gia tốc hoặc mô hình AI tạo sinh nhỏ hơn, rẻ hơn hoặc khác so với các mô hình khác đã thống trị vào năm 2023.

4. Hiệu ứng “cái roi da” tức hiện tượng dự báo nhu cầu ảo diễn ra trong chuỗi cung ứng: Ngành công nghiệp chip bán dẫn có thể rất dễ bị đặt hàng mua quá mức cũng như lượng tồn kho cao quá mức trong thời điểm thiếu nguồn cung, sau đó cần phải giảm bớt khi nguồn cung bắt kịp nhu cầu, điều này thường dẫn đến doanh số bán hàng giảm và giá mỗi đơn vị hàng hóa cũng giảm theo. Hiệu ứng “cái roi da” này có thể được nhận thấy vào nửa cuối năm 2024.

5. Liệu mọi người có trả tiền cho AI tạo sinh không? Cuối cùng, phần lớn nhu cầu hiện tại về chip AI tạo sinh đến từ các công ty phần mềm doanh nghiệp hoặc trực tiếp cho những công ty phần mềm xây dựng quy trình xử lý tại chỗ hoặc gián tiếp thông qua các công ty điện toán đám mây cung cấp cho các công ty phần mềm dịch vụ xử lý AI tạo sinh mới. Các công ty này có thể lên kế hoạch đưa các tính năng và dịch vụ AI tạo sinh mới vào các dịch vụ phần mềm hiện có hoặc mới của họ và kỳ vọng sẽ tính chi phí cho các tính năng đó mà theo hãng Deloitte dự báo thì điều này sẽ đem lại doanh thu tăng tới 10 tỷ USD trong doanh thu phần mềm doanh nghiệp vào cuối năm 2024. Mặt khác, các công ty phần mềm có thể sẽ mua nâng cấp chip AI tạo sinh ngay bây giờ (trực tiếp hoặc qua điện toán đám mây) nhằm giúp đáp ứng nhu cầu xử lý dự kiến. Nếu người mua phần mềm không sẵn sàng trả phí cao hơn cho các AI tạo sinh hoặc thậm chí chậm trên việc thực hiện công việc đó thì các công ty phần mềm có thể cắt giảm đột ngột đơn đặt hàng mua AI tạo sinh.

Ngành công nghiệp chip bán dẫn đã sử dụng các công cụ AI để hỗ trợ thiết kế chip trong một vài năm song đó mới chỉ là sự khởi đầu. AI tạo sinh có thể giúp cải thiện hoạt động và phổ biến các phương pháp hay nhất trong toàn bộ chuỗi giá trị của ngành công nghiệp bán dẫn: Theo báo cáo của hãng Deloitte sắp ra mắt “AI tạo sinh trong nghiên cứu chất bán dẫn” (2024), có tới 72% số người trong ngành khi được hỏi tin rằng tác động của AI tạo sinh đối với ngành bán dẫn của họ sẽ “ở mức độ biến đổi cao”.

Số người đó khi trả lời còn đã thu hẹp mức độ đó hơn nữa khi mô tả các lĩnh vực sau đây mà AI tạo sinh có thể được sử dụng ngoài thiết kế chip và tạo mã nguồn: (1) Tạo lịch trình và dự báo chuỗi cung ứng chính xác hơn; (2) Tăng cường nghiên cứu và phát triển thông qua công tác tăng cường nghiên cứu khoa học; (3) Cải thiện khả năng phát hiện sự cố bất thường và các khuyết tật cũng như các giải pháp AI hiện tại đã được sử dụng trong ngành bán dẫn song AI tạo sinh mới đem lại tiềm năng tăng tốc quá trình này bằng cách tạo ra dữ liệu tổng hợp để đào tạo mô hình; (4) Các hoạt động có thể được hưởng lợi từ mô phỏng quy trình sản xuất và thế hệ song sinh kỹ thuật số hỗ trợ AI tạo sinh có thể mô phỏng việc phân loại, lắp ráp, thử nghiệm và các quy trình sản xuất phức tạp khác mà không cần petabyte (tức 1 triệu tỷ byte) dữ liệu lưu trữ; và (5) Tăng cường nỗ lực tiếp thị thị trường và bán hàng bằng cách sử dụng AI tạo sinh để tạo ra nội dung tốt hơn cũng như điều chỉnh nội dung tiếp thị sao cho phù hợp với từng đối tượng và mục đích sử dụng.

Bất chấp những lợi ích nêu trên, AI tạo sinh vẫn tồn tại những thách thức phải đối mặt. Việc xây dựng hoặc mua các mô hình tùy chỉnh để tạo ra thiết kế mạch, kế hoạch thử nghiệm và dữ liệu tổng hợp có thể sẽ rất tốn kém hơn so với thực hiện thủ công. Chi phí vận hành cho các mô hình cũng rất lớn mà có thể cũng lớn hơn lợi ích về tốc độ của tự động hóa. Như đã biết, AI tạo sinh có thể tạo ra các kết quả đầu ra không chính xác hoặc vô nghĩa, do đó, việc xác nhận của “con người trong vòng lặp” (humans-inthe-loop – HITL) hay còn được gọi là bán tự hành (semiautonomous) nhằm chỉ việc hệ thống máy móc thực hiện các hoạt động trong khoảng thời gian nhất định và dừng lại để đợi lệnh mới từ con người, đây được xem là khái niệm cơ bản về mối quan hệ giữa con người và máy thông minh, là điều hết sức cần thiết để cải thiện độ chính xác.

Cuối cùng, khi làm việc với các ứng dụng lấy con người làm trung tâm như bộ phận nhân sự (HR) hoặc bán hàng và tiếp thị thì việc đánh giá của con người có thể giúp đảm bảo tất cả dữ liệu đều được dọn dẹp một cách sạch sẽ, xóa bỏ thông tin nhận dạng cá nhân (personally identifiable information-PII), cài đặt các rào cản và thực hiện việc xác thực.

Các câu hỏi chiến lược cần xem xét:

(1) Khi công suất sản xuất chip AI tạo sinh tăng lên thì giá cả và khối lượng sẽ tiếp tục tăng hay giảm? Với mức doanh số bán dự kiến là khoảng 400 tỷ USD (2027), chip AI tạo sinh này sẽ chiếm gần một nửa ngành công nghiệp chip bán dẫn, vậy điều đó có nghĩa là gì? Những chỉ dấu ban đầu nào cần được chú ý đến trong toàn bộ chuỗi cung ứng chip, chẳng hạn như sự biến động trong các kênh tồn kho hàng hóa hoặc sự gia tăng đơn đặt hàng tại Trung tâm dữ liệu lớn là một trung tâm dữ liệu mang sức mạnh tính toán siêu cấp, dung lượng lưu trữ khổng lồ và kết cấu mạng rộng lớn, do vậy, người dùng có thể dễ dàng mở rộng quy mô không chỉ từ một máy chủ thành một vài máy chủ, mà từ vài trăm máy chủ hay đến hàng nghìn máy chủ ?

(2) Nhiều phân khúc chip bị thống trị bởi một người chơi duy nhất là người có vai trò ưu việt vừa là hiệu năng chuẩn mạnh mẽ vừa là một bộ công cụ, hệ thống hỗ trợ để chốt khóa người mua. Liệu các chip AI tạo sinh này có đi theo xu hướng đó hay chúng ta sẽ chứng kiến ​​một ngành sản xuất phân mảnh hơn? Để chuẩn bị cho các tình huống khác nhau, những thay đổi nào sẽ cần được thực hiện trong hợp đồng với nhà cung cấp và nhà bán hàng cũng như quy trình đặt hàng? Liệu sẽ có hoạt động M&A hay lãi suất cổ phần tư nhân mạnh mẽ ở các công ty sản xuất chip nhỏ hơn?

(3) Các công cụ AI tạo sinh có thể biến đổi ngành công nghiệp bán dẫn song có những tác động cụ thể như thế nào? Họ sẽ chỉ giảm chi phí hay chúng ta sẽ thực sự thấy doanh thu tăng trưởng?