Ảnh hưởng và Nhu cầu của Công nghệ Mới đối với Ngành Công nghiệp Linh kiện Điện tử

Khi thế giới tiếp tục phát triển thành một hệ sinh thái toàn cầu, liên kết với nhau bởi các công nghệ khác nhau, ngành công nghiệp linh kiện điện tử thấy mình trong tình trạng biến đổi nhanh chóng. Sự chuyển dịch hướng tới kết nối tốc độ cao, hiệu quả năng lượng, trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT), và công nghệ tự động đang tạo ra nhu cầu về các bộ phận tiên tiến. Những tiến bộ đột phá đang cách mạng hóa cách chúng ta sống và làm việc và ảnh hưởng đáng kể đến ngành công nghiệp linh kiện điện tử—đôi khi là tốt và đôi khi là xấu.

Ảnh hưởng tích cực đến Ngành Công nghiệp Linh Kiện Điện Tử

Giống như ánh sáng bình minh theo sau bóng tối của đêm, làn sóng của các tiến bộ công nghệ đang chiếu rọi một ánh sáng hứa hẹn lên ngành công nghiệp linh kiện điện tử. Nó đang khơi dậy một kỷ nguyên của sự đổi mới và hiệu suất, mặc dù không thiếu những phức tạp và bài toán khó giải.

Hiệu Suất và Hiệu Quả Cải Thiện

Công nghệ mới đang thúc đẩy việc tạo ra các linh kiện điện tử có hiệu suất tốt hơn, độ bền cao hơn và hiệu quả năng lượng tốt hơn. Ví dụ, những đổi mới như bán dẫn GaN (Gallium Nitride) và SiC (Silicon Carbide) đã cho thấy tiềm năng to lớn trong điện tử công suất, cung cấp hiệu quả năng lượng tốt hơn so với các đối tác dựa trên silicon truyền thống. Chúng góp phần vào việc tiết kiệm năng lượng đáng kể, quan trọng cho các thiết bị từ xe điện đến trung tâm dữ liệu.

Cơ Hội Thị Trường Lớn Hơn

Nhu cầu tăng lên đối với công nghệ mới nổi như AI, 5G, và IoT đã kích thích sự tăng vọt trong nhu cầu về linh kiện điện tử. Sự phổ biến của các thiết bị thông minh đang thúc đẩy nhu cầu về bộ xử lý tiên tiến, cảm biến, thiết bị lưu trữ, và thành phần quản lý năng lượng. Đáng chú ý, việc triển khai 5G đã kích thích nhu cầu về thành phần RF (Tần số Radio), tăng tốc độ kết nối và mở đường cho các phát triển trong các lĩnh vực như lái xe tự động và thành phố thông minh.

Một lợi ích bổ sung cho các nhà sản xuất là các kiểu dáng và ứng dụng khác nhau của các thành phần mới; không có giải pháp phù hợp với tất cả mọi công nghệ mới. Thực tế, nhu cầu khác nhau của điện tử tiêu dùng và ứng dụng công nghiệp có thể rất lớn. Điện tử tiêu dùng thường đòi hỏi các thành phần nhỏ hơn, hiệu quả hơn và rẻ hơn, trong khi ứng dụng công nghiệp thường yêu cầu các thành phần bền bỉ hơn, bền lâu hơn và hiệu suất cao hơn, mở ra hai thị trường riêng biệt cho sự đổi mới và, cuối cùng, độc quyền.

Đổi Mới và Đa Dạng Hóa

Ngành công nghiệp linh kiện điện tử được buộc phải đổi mới, đa dạng hóa và cải thiện chất lượng để đáp ứng yêu cầu của các công nghệ mới. Ví dụ, AI và các thuật toán học máy đòi hỏi các bộ xử lý mạnh mẽ có thể xử lý lượng dữ liệu lớn với tốc độ và độ chính xác. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASICs), đơn vị xử lý đồ họa (GPUs), và đơn vị xử lý tensor (TPUs), đang cách mạng hóa các ứng dụng AI.

Sự Hợp Tác Ngành Công Nghiệp Đang Phát Triển

Nhu cầu phức tạp của các công nghệ mới nổi thường vượt quá khả năng của một công ty đơn lẻ, khuyến khích các doanh nghiệp hợp tác và chia sẻ chuyên môn. Sự hợp tác tăng lên này có thể - và thường xuyên - dẫn đến việc thiết lập tiêu chuẩn tốt hơn, cải thiện khả năng tương thích sản phẩm và một chuỗi cung ứng mạnh mẽ hơn.

Ảnh hưởng Tiêu Cực đến Ngành Linh Kiện Điện Tử

Giống như sự tiến bộ của động cơ hơi nước, dù mạnh mẽ đến đâu, luôn đi kèm với khói bốc ra, sự phát triển và tiến bộ nhanh chóng của công nghệ mang theo một loạt vấn đề phức tạp. Ngành linh kiện điện tử thấy mình đang đi trong mê cung của các thách thức, mỗi thách thức là một sản phẩm phụ của cuộc tiến triển công nghệ không ngừng này.

Phức Tạp của Chuỗi Cung Ứng

Sự tăng cầu đối với linh kiện điện tử tiên tiến đã làm căng thẳng chuỗi cung ứng toàn cầu. Vấn đề này đặc biệt rõ ràng trong tình trạng thiếu hụt bán dẫn đang diễn ra do đại dịch COVID-19, khi các nhà sản xuất không thể đáp ứng nhu cầu cao đối với linh kiện điện tử, dẫn đến việc dừng sản xuất ở nhiều lĩnh vực. Thật không may, sự phức tạp trong việc sản xuất các thành phần tiên tiến, cùng với căng thẳng địa chính trị và bản chất không ngừng của chủ nghĩa tiêu dùng - sự khao khát liên tục về công nghệ mới, tốt hơn mỗi năm - đã làm cho động lực chuỗi cung ứng càng trở nên phức tạp hơn.

Một vấn đề đặc biệt phổ biến trong chuỗi cung ứng - tại thời điểm viết - là việc mua sắm các kim loại hiếm và các vật liệu quan trọng khác mà sản xuất linh kiện điện tử phụ thuộc vào. Việc tiếp cận neon, niken, palladium và vanadi, ví dụ, bị hạn chế do xung đột Đông Âu đang diễn ra giữa Nga và Ukraine.

Ví dụ minh họa tầm quan trọng của các yếu tố được liệt kê, một phần được cung cấp bởi Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế:

• Việc sản xuất laser được sử dụng trong tạo ra bán dẫn, quan trọng cho việc sản xuất các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, xe hơi, và máy tính, phụ thuộc nặng nề vào neon.
• Nickel có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như thép không gỉ, nam châm, hợp kim xây dựng, vận tải, thiết bị y tế, thiết bị điện tử, và sản xuất năng lượng. Nó đóng một vai trò không thể thiếu trong việc tạo ra vật liệu cathode cho pin xe điện.
• Palladium là yếu tố quan trọng trong các ngành như trang sức, nha khoa, và tụ điện cho lưu trữ năng lượng. Đáng chú ý là vai trò của nó trong bộ chuyển đổi xúc tác, nơi nó giúp giảm phát thải.
• Vanadium tăng cường độ bền và khả năng chống ăn mòn của hợp kim thép, được sử dụng trong sản xuất phương tiện vũ trụ, lò phản ứng hạt nhân, và máy bay. Nó là một yếu tố chính trong pin dòng chảy vanadium redox cho lưu trữ năng lượng tái tạo và đang được xem xét cho việc sử dụng tiềm năng trong pin xe điện.

Danh sách tài nguyên được đưa ra chỉ là một trong nhiều ví dụ cho thấy rủi ro đáng kể đối với ngành công nghiệp mà sự nhạy cảm về chính trị địa lý mang lại. Để giảm thiểu những thách thức về chuỗi cung ứng và đảm bảo dòng sản phẩm ổn định, các nhà sản xuất cần phải đầu tư mạnh mẽ vào quản lý chuỗi cung ứng và chiến lược đa dạng hóa.

Tăng Cường Đầu Tư

Sự chuyển dịch về phía các thành phần tiên tiến đòi hỏi đầu tư vốn lớn cho nghiên cứu và phát triển (R&D), nâng cấp dây chuyền sản xuất, và đào tạo nhân viên. Tự động hóa, robot và các công nghệ Công nghiệp 4.0 khác có khả năng ảnh hưởng lớn và, ở một mức độ nào đó, cách mạng hóa sản xuất các thành phần điện tử. Các nhà sản xuất thành công trong việc tích hợp những công nghệ này vào quy trình của mình có thể giành được lợi thế cạnh tranh về năng suất, độ chính xác, và hiệu quả chi phí.

Bên cạnh sản phẩm vật lý, tốc độ phát triển công nghệ nhanh chóng cũng đòi hỏi một lực lượng lao động có kỹ năng cao, linh hoạt, có khả năng thiết kế và sản xuất các thành phần tiên tiến. Đầu tư vào giáo dục, đào tạo, và giữ chân tài năng có thể rất quan trọng cho các công ty muốn giữ vững vị thế dẫn đầu - và điều đó hiếm khi là rẻ.

Thật không may, các công ty nhỏ và nhà sản xuất có thể gặp khó khăn trong việc cạnh tranh với các công ty lớn hơn có nguồn lực tài chính dồi dào hơn để đầu tư vào công nghệ mới và kỹ năng, có thể dẫn đến sự tập trung thị trường.

Sự Lỗi Thời Công Nghệ Nhanh Chóng

Công nghệ mới phát triển với tốc độ nhanh chóng, khiến cho việc theo kịp của các nhà sản xuất thành phần điện tử trở nên khó khăn. Các thành phần tiên tiến ngày nay có thể nhanh chóng trở nên lỗi thời, buộc các nhà sản xuất phải liên tục đổi mới và điều chỉnh dây chuyền sản xuất để phục vụ công nghệ mới. Nhu cầu về sự tiến hóa sản phẩm liên tục, kết hợp với những khó khăn về chuỗi cung ứng, không gì khác ngoài một công thức cho thảm họa.

Chi Phí Sản Xuất Cao Hơn

Nhu cầu ngày càng tăng và chi phí của các thành phần hiệu suất cao không tránh khỏi làm tăng chi phí sản xuất. Các nhà sản xuất cần phải đầu tư vào máy móc hiện đại, phần mềm thiết kế tinh vi, và kỹ sư có kỹ năng cao. Việc cân bằng những chi phí này với tính nhạy cảm về giá của thị trường là một thách thức đáng kể cho các bên tham gia ngành.

Mối quan tâm về môi trường

Sản xuất linh kiện điện tử có thể tiêu tốn nhiều tài nguyên và gây ra những thách thức môi trường đáng kể. Việc sử dụng các chất liệu nguy hại trong linh kiện, rác thải điện tử, và mức tiêu thụ năng lượng cao trong quá trình sản xuất là những vấn đề cần được giải quyết. Ngành công nghiệp đang chịu áp lực ngày càng tăng để áp dụng các quy trình xanh hơn và tích hợp các xem xét vòng đời vào thiết kế linh kiện.

Một ví dụ điển hình và phổ biến về vấn đề bền vững đang làm ảnh hưởng đến ngành công nghiệp linh kiện điện tử là bán dẫn. Có thể nói, đây là một trong những phát minh quan trọng nhất trong lịch sử hiện đại, quy trình sản xuất bán dẫn yêu cầu sử dụng một lượng lớn nước và tạo ra chất thải hóa học nguy hại. Khi nhu cầu tăng lên, tác động môi trường cũng tăng theo, điều này nhấn mạnh nhu cầu cho các nhà sản xuất chính trong ngành (TSMC, Intel, Qualcomm, v.v.) phải tạo ra các quy trình sản xuất bền vững hơn.

Yêu cầu đối với Ngành Công nghiệp Linh Kiện Điện Tử

Giống như một nghệ sĩ violin chuyên nghiệp đặt ra những yêu cầu cao đối với nhạc cụ của mình để tạo ra những giai điệu quyến rũ, các công nghệ mới nổi đang đặt ra những kỳ vọng sâu sắc đối với ngành công nghiệp linh kiện điện tử. Dàn nhạc phức tạp ngày càng tăng của các đổi mới công nghệ vừa là một thách thức vừa là một cơ hội, đòi hỏi một mức độ hiệu suất và khả năng thích ứng xuất sắc từ các bên trong ngành. Danh sách sau đây nêu bật một số yêu cầu cấp bách nhất của ngành công nghiệp linh kiện điện tử hiện nay: 

1. Thích ứng với Sản xuất Tiên tiến: Các công nghệ mới nổi đòi hỏi các linh kiện có hiệu suất cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn, buộc phải áp dụng các kỹ thuật sản xuất tiên tiến như kỹ thuật in ảnh cực tím cực đoan (EUV). Các nhà sản xuất phải thích nghi với những quy trình mới này để giữ vững vị thế cạnh tranh.
2. Thu nhỏ Linh kiện: Khi các thiết bị trở nên thông minh và nhỏ gọn hơn, các linh kiện cung cấp năng lượng cho chúng cũng cần phải thu nhỏ mà không làm giảm hiệu suất. Nhu cầu này đặt ra gánh nặng đáng kể cho các nhà sản xuất để liên tục đẩy mạnh giới hạn của việc thu nhỏ.
3. Kết nối: Với sự áp dụng mạnh mẽ của các thiết bị tăng cường IoT cả trong nhà và doanh nghiệp (IIoT trong trường hợp sau), kết nối đáng tin cậy trở nên hoàn toàn cần thiết cho việc vận hành hàng ngày của thế giới xung quanh. Internet vạn vật phụ thuộc nhiều vào các kết nối liền mạch, nhanh chóng và an toàn, do đó có nhu cầu cấp bách đối với các linh kiện có thể hỗ trợ các giao thức kết nối đa dạng (như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, v.v.) và cung cấp bảo mật dữ liệu vững chắc.
4. Quyền riêng tư và Bảo mật Dữ liệu: Khi ngày càng nhiều thiết bị được kết nối với nhau, bảo mật dữ liệu trở thành mối quan tâm ngày càng tăng của người tiêu dùng và các cơ quan quản lý. Các nhà sản xuất linh kiện điện tử phải xem xét cách sản phẩm của họ góp phần vào bảo mật tổng thể của các thiết bị, đặc biệt khi chúng ngày càng được tích hợp nhiều vào cơ sở hạ tầng quan trọng và các ứng dụng nhạy cảm.
5. Tập trung vào Bền vững: Khi mối quan tâm về môi trường tăng lên, có áp lực ngày càng tăng đối với các nhà sản xuất để áp dụng các thực hành bền vững. Điều này bao gồm việc cải thiện hiệu quả năng lượng, giảm sử dụng nước và giảm thiểu chất thải nguy hại.
6. Cạnh tranh Toàn cầu và Quy định: Với sự phát triển của các trung tâm công nghệ trên toàn thế giới, cạnh tranh không còn giới hạn trong thị trường địa phương. Các nhà sản xuất linh kiện giờ đây phải đối mặt với các đối thủ cạnh tranh quốc tế có thể có quyền truy cập vào nhiều nguồn lực hơn, lao động rẻ hơn hoặc ít ràng buộc quy định hơn. Đồng thời, các quy định toàn cầu về tiêu chuẩn an toàn, tác động môi trường và thực hành thương mại công bằng cũng ảnh hưởng đến môi trường hoạt động của các nhà sản xuất này.
7. Đầu tư vào Nghiên cứu và Phát triển: Các nhà sản xuất phải đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển để phát triển các linh kiện tiên tiến và giữ vững vị thế dẫn đầu về công nghệ. Điều này bao gồm việc khám phá các vật liệu mới, tối ưu hóa thiết kế và tích hợp các linh kiện ở cấp độ hệ thống.

Trong khi các công nghệ mới mang lại cơ hội lợi nhuận lớn cho ngành công nghiệp linh kiện điện tử, chúng cũng đặt ra những thách thức đáng kể. Lấy ví dụ, xe điện (EVs) và Internet vạn vật; hai công nghệ đổi mới này đang mang lại sự biến đổi sâu sắc trong cuộc sống hàng ngày và, theo đó, ngành công nghiệp linh kiện điện tử. Cả hai công nghệ đều thúc đẩy tăng trưởng và đổi mới và có giá trị kinh tế đáng kinh ngạc, nhưng chúng cũng đặt ra những thách thức và yêu cầu mới đối với các nhà sản xuất linh kiện điện tử.

Để thành công trong môi trường mới, động lực mà chúng ta đang đối mặt, các bên trong ngành cần phải chủ động thích nghi với những thay đổi thường xuyên, đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển, và phát triển các quan hệ đối tác chiến lược giúp giảm thiểu sự phức tạp của chuỗi cung ứng và đảm bảo nguồn cung sản phẩm liên tục. Các nhà sản xuất cần phải thích nghi với bối cảnh công nghệ đang phát triển bằng cách đổi mới, đầu tư vào sản xuất tiên tiến, và tập trung vào tính bền vững để duy trì sự cạnh tranh và liên quan trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng. Ngành linh kiện điện tử đang ở một bước ngoặt quan trọng, và phản ứng của nó đối với các công nghệ mới sẽ hình thành quỹ đạo của nó trong những năm tới; khả năng đáp ứng nhu cầu của xã hội sẽ là một yếu tố quyết định sự thành công của nó trong tương lai—và, dựa trên sự phát triển gần đây của công nghệ và sự phụ thuộc của chúng ta vào nó, thất bại sẽ không phải là một lựa chọn.