Ajinomoto, tập đoàn Nhật Bản nổi tiếng với các sản phẩm gia vị, đang được chú ý trong ngành bán dẫn nhờ một loại vật liệu có tên Ajinomoto Build-up Film (ABF). Đây là lớp phim cách điện được sử dụng trong đế đóng gói của nhiều CPU, GPU và bộ xử lý hiệu năng cao.

Theo thông tin được Tom’s Hardware dẫn từ JW Insights, Ajinomoto được cho là đã thông báo với một số khách hàng tại Trung Quốc đại lục về khả năng giảm khoảng 30% nguồn cung ABF. Thông tin này xuất phát từ các nguồn trong chuỗi cung ứng và chưa được Ajinomoto xác nhận chính thức. Tuy nhiên, nếu chính xác, động thái trên có thể gây thêm áp lực cho các doanh nghiệp Trung Quốc đang phụ thuộc lớn vào nguồn vật liệu từ Nhật Bản.

Vật liệu chỉ dày khoảng 10 micromet

ABF không phải lớp màng nằm bên ngoài chip như cách gọi thông thường có thể khiến nhiều người hình dung. Đây là vật liệu cách điện được sử dụng bên trong đế đóng gói bán dẫn. Nó nằm giữa các lớp mạch siêu nhỏ, giúp ngăn các đường dẫn điện tiếp xúc với nhau và tạo bề mặt phù hợp cho quá trình gia công bằng laser, mạ đồng.

Một lớp ABF chỉ dày khoảng 10 micromet, tương đương một phần rất nhỏ đường kính sợi tóc. Tuy nhiên, vật liệu này phải đáp ứng những yêu cầu khắt khe về khả năng chịu nhiệt, độ ổn định và mức độ giãn nở. Đối với CPU hoặc GPU hiệu năng cao, phần silicon bên trong chip không kết nối trực tiếp với bo mạch chủ. Thay vào đó, tín hiệu từ hàng nghìn điểm kết nối trên chip được truyền qua một đế nhiều lớp trước khi đi tới bảng mạch.

ABF giữ vai trò cách điện giữa những lớp mạch này. Ajinomoto bắt đầu nghiên cứu việc ứng dụng hóa học axit amin vào nhựa epoxy từ những năm 1970. Đến năm 1999, ABF được đưa vào ứng dụng trong ngành bán dẫn và sau đó trở thành vật liệu quan trọng đối với nhiều loại đế đóng gói CPU, GPU, FPGA và ASIC hiệu năng cao.

Theo Ajinomoto, ABF hiện được sử dụng trong phần lớn máy tính trên thế giới và gần như toàn bộ CPU hiệu năng cao.

Ajinomoto được cho là chiếm khoảng 95% thị trường

Điểm khiến ABF trở nên đáng chú ý nằm ở mức độ tập trung của thị trường. Ajinomoto được cho là chiếm khoảng 95% thị trường ABF toàn cầu, trong khi khả năng tự cung cấp vật liệu tương đương của Trung Quốc vẫn ở mức dưới 5%. Nếu nguồn cung ABF cho Trung Quốc thực sự giảm 30%, những doanh nghiệp sản xuất đế chip như Shennan Circuits, Xingsen Technology và Shenghong Electronics có thể chịu tác động.

Theo các nguồn được JW Insights dẫn lại, Ajinomoto có thể đang ưu tiên khách hàng Nhật Bản và các đối tác quốc tế lớn trong bối cảnh nhu cầu đế FC-BGA cho chip AI và điện toán hiệu năng cao tăng mạnh. Các sản phẩm của Nvidia, AMD và Intel sử dụng những loại đế đóng gói phức tạp, trong đó vật liệu cách điện là một thành phần quan trọng. Tuy nhiên, hiện chưa thể khẳng định mức độ ảnh hưởng đối với từng doanh nghiệp Trung Quốc bởi Ajinomoto chưa chính thức xác nhận việc cắt giảm nguồn cung.

Nhu cầu AI khiến nguồn cung chịu áp lực

Áp lực đối với ABF xuất hiện trong bối cảnh nhu cầu chip AI tăng nhanh. Trong quý II/2026, các dây chuyền ABF của Ajinomoto được cho là đã phải hoạt động ở mức công suất cao để đáp ứng nhu cầu.

Tập đoàn Nhật Bản đã đầu tư khoảng 25 tỷ yen, tương đương 156 triệu USD, nhằm tăng khoảng 50% công suất vào năm 2030. Tuy nhiên, việc mở rộng sản xuất cần thời gian. Nhà máy thứ ba của Ajinomoto tại tỉnh Gifu dự kiến chỉ hoạt động vào khoảng năm 2032. Điều này khiến nguồn cung khó tăng nhanh trong ngắn hạn.

Đáng chú ý, ABF dành cho chip máy chủ và thiết bị mạng hiện chiếm khoảng 70% doanh số của sản phẩm này, tăng mạnh so với mức khoảng 40% trong năm tài chính 2017. Goldman Sachs dự báo mức thiếu hụt đế ABF có thể tăng từ khoảng 10% vào cuối năm 2026 lên 42% vào năm 2028 nếu tốc độ tăng công suất không theo kịp nhu cầu từ hạ tầng AI. Ajinomoto cũng đã xác nhận tăng giá ABF khoảng 30% từ quý hiện tại. Đây là thông tin riêng biệt với báo cáo về việc giảm 30% nguồn cung cho Trung Quốc.

Giá tăng chưa phải rủi ro lớn nhất

ABF được cho là chiếm khoảng 30% chi phí vật liệu của một đế đóng gói. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa giá CPU hay GPU sẽ tăng tương ứng. Rủi ro lớn hơn nằm ở khả năng thiếu vật liệu. Một lớp phim có giá trị tương đối nhỏ trong tổng chi phí sản xuất vẫn có thể khiến quá trình đóng gói chip bị đình trệ nếu không có sản phẩm thay thế đạt chuẩn.

Trong trường hợp đó, một bộ xử lý có giá trị hàng nghìn USD có thể chưa thể hoàn tất quá trình sản xuất chỉ vì thiếu một loại vật liệu. Ngành bán dẫn từng đối mặt tình trạng thiếu ABF trong giai đoạn 2021-2022, gây ảnh hưởng tới nguồn cung GPU và một số sản phẩm điện tử. Hiện nay, áp lực không chỉ nằm ở ABF. Một số vật liệu khác như nhựa BT và vải sợi thủy tinh T-glass cũng được cho là đang chịu sức ép nguồn cung do thị trường tập trung vào một số ít nhà sản xuất.

Trung Quốc tìm vật liệu thay thế

Trước mức độ phụ thuộc lớn vào nguồn cung từ Ajinomoto, các doanh nghiệp Trung Quốc đang phát triển những vật liệu thay thế ABF. Ba hướng đáng chú ý gồm CBF, NBF và GBF.

CBF do Huazheng New Material phát triển được xem là một trong những phương án có tiến độ nhanh. Vật liệu này sử dụng nhựa epoxy biến tính kết hợp với hạt silica hình cầu.

Theo truyền thông Trung Quốc, tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn trong quá trình sản xuất CBF đã vượt 85%. Vật liệu này được cho là đã hoàn thành một số thử nghiệm độ tin cậy trên hệ thống Huawei Ascend và đang được Xingsen Technology cùng Shennan Circuits đánh giá. Dây chuyền đầu tiên của Huazheng có công suất khoảng 3 triệu m² mỗi năm và được cho là đang hoạt động hết công suất. Dây chuyền thứ hai có quy mô tương đương dự kiến hoạt động vào cuối năm 2026.

Một hướng khác là NBF do Shenzhen Newface phát triển. Lotus Holdings đã chi khoảng 103 triệu nhân dân tệ để mua 51% Newface vào tháng 4. NBF được cho là đã vượt qua một số kiểm định đối với đế có dưới 9 lớp build-up. Trong khi đó, GBF của Hongchang Electronics được phát triển cùng Jinghua Technology tại Đài Loan. Vật liệu này đã bước vào giai đoạn sản xuất thử với số lượng nhỏ.

Vật liệu mới chưa thể thay thế ngay ABF

Việc phát triển vật liệu thay thế không đồng nghĩa các doanh nghiệp có thể nhanh chóng loại bỏ ABF. Các loại vật liệu mới phải trải qua nhiều thử nghiệm về chu kỳ nhiệt, độ bền trong môi trường nóng ẩm và độ ổn định điện trong thời gian dài. Quá trình kiểm định có thể kéo dài từ một đến 3 năm, thậm chí lâu hơn.

Đặc biệt, những đế chip nhiều lớp dành cho bộ xử lý AI cao cấp đòi hỏi tiêu chuẩn rất cao. Hiện chưa có vật liệu Trung Quốc nào được cho là có khả năng thay thế hoàn toàn ABF trong phân khúc này. Chuỗi cung ứng trong nước cũng chưa hoàn toàn độc lập. Một số nguyên liệu đầu vào như nhựa chuyên dụng và hạt silica hình cầu vẫn phụ thuộc một phần vào nguồn nhập khẩu.

Đế kính cũng chưa thể giải quyết bài toán

Trung Quốc đang đầu tư vào một hướng công nghệ khác là đế kính, với kỳ vọng phục vụ các thế hệ chip AI và trung tâm dữ liệu trong tương lai. BOE đã ký thỏa thuận hợp tác ba năm với Corning vào tháng 5 và đưa công nghệ đóng gói lõi kính vào nhóm lĩnh vực kinh doanh chiến lược. Lens Technology cũng công bố hợp tác với Intel về công nghệ lỗ xuyên kính.

Tuy nhiên, đế kính chưa thể loại bỏ hoàn toàn nhu cầu đối với ABF. Lõi kính chỉ thay thế phần trung tâm của đế chip. Nhà sản xuất vẫn cần các lớp phim cách điện phủ trên bề mặt, đồng nghĩa ABF hoặc một vật liệu có chức năng tương đương vẫn cần thiết. Các dự án đế kính tại Trung Quốc cũng chưa bước vào sản xuất hàng loạt.

Trong ngắn hạn, khả năng ứng phó với nguy cơ thiếu ABF sẽ phụ thuộc vào lượng hàng tồn kho, khả năng phân bổ nguồn cung và tốc độ kiểm định các vật liệu thay thế. Câu chuyện ABF cho thấy cuộc đua AI không chỉ phụ thuộc vào GPU, HBM hay năng lực sản xuất wafer. Đằng sau những bộ xử lý trị giá hàng nghìn USD còn có hàng loạt vật liệu nhỏ nhưng giữ vai trò không thể thiếu. Một lớp phim chỉ dày khoảng 10 micromet cũng có thể trở thành điểm nghẽn đối với cả chuỗi cung ứng chip nếu nguồn cung bị gián đoạn.

 - Trích nguồn: GenK