Tác giả gốc: Ada, TechFlow
Theo công ty nghiên cứu thị trường TrendForce, SK Hynix đã hoàn tất quá trình xác nhận thiết kế bộ nhớ flash NAND 375 lớp, dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt vào cuối năm 2026. Công ty sẽ chuyển đổi năng lực sản xuất hiện có để sản xuất hàng loạt. Việc hoàn tất xác nhận NAND 375 lớp của SK Hynix đã làm nổi bật một bước ngoặt được chờ đợi từ lâu trong ngành: vonfram, vật liệu được sử dụng trong chip gần một phần tư thế kỷ, đang được thay thế bằng molypden. Những người hưởng lợi thực sự từ sự thay thế vật liệu này không phải là các nhà sản xuất bộ nhớ, mà là các nhà cung cấp thiết bị và vật tư tiêu hao ở khâu thượng nguồn.
Vonfram đã được chứng minh là có độ bền gần 25 năm và việc thu nhỏ kích thước đang đẩy giới hạn vật lý của nó lên cao hơn.
Điều đáng chú ý là Samsung, chứ không phải SK Hynix, mới là công ty đầu tiên đưa molypden vào dây dẫn kim loại. Samsung đã sử dụng molypden trong bộ nhớ flash NAND thế hệ thứ 9 286 lớp, được sản xuất hàng loạt vào tháng 4 năm 2024, và hiện đang mở rộng việc sử dụng molypden sang nhiều bước quy trình hơn. Đây là lần đầu tiên SK Hynix sử dụng molypden trong dòng sản phẩm của mình, đặt họ vào vị thế bắt kịp chứ không phải tiên phong trong ngành.
Sản phẩm 375 lớp này có lịch sử điều chỉnh giảm nhiều lần. Theo TheElec, Hynix ban đầu đặt mục tiêu sản phẩm 400 lớp, nhưng do sự phức tạp trong sản xuất của việc xếp chồng nhiều lớp, cuối cùng nó đã được điều chỉnh xuống còn 375 lớp. Mặc dù vậy, đây vẫn là một bước tiến quan trọng trong lộ trình phát triển NAND của Hynix, vì các sản phẩm 480 lớp và 604 lớp tiên tiến hơn được cho rằng là phụ thuộc nhiều hơn vào molypden.
Mặc dù việc molypden thay thế vonfram không chỉ diễn ra trong lĩnh vực bộ nhớ, nhưng nó đã tạo ra một bước ngoặt trên toàn ngành. Vonfram được cho là đã được sử dụng làm kim loại kết nối trong NAND, DRAM và các quy trình trung gian logic/sản xuất chip trong gần 25 năm, nhưng các yêu cầu về thu nhỏ kích thước hiện đang đẩy giới hạn của vonfram, khiến molypden trở thành ứng cử viên thay thế triển vọng nhất.
Ưu điểm của molypden không chỉ dừng lại ở điện trở thấp. Không giống như vonfram và đồng, molypden có thể ngăn chặn sự khuếch tán mà không cần lớp chắn, loại bỏ các bước xử lý và cải thiện năng suất. Điểm nóng chảy cao và khả năng chống oxy hóa của nó hỗ trợ quá trình lắng đọng trực tiếp, làm cho nó phù hợp hơn cho các cấu trúc có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng cao như cấu trúc 3D NAND và GAA (gate all around) trong logic. Nói cách khác, số lớp càng nhiều và nút càng thấp, vonfram càng khó thâm nhập, trong khi molypden càng có tiềm năng thâm nhập lớn hơn. Đây là nền tảng của logic "người bán xẻng"; một khi các vật liệu thay thế được áp dụng rộng rãi, những người cung cấp công cụ và vật liệu sẽ được hưởng lợi.
Lam Research: Nhà cung cấp xẻng duy nhất sản xuất hàng loạt dụng cụ molypden bằng công nghệ ALD.
Câu chuyện trực tiếp và thuyết phục nhất trong lĩnh vực này thuộc về Lam Research (LRCX). Sản phẩm ALTUS Halo của hãng, ra mắt vào tháng 2 năm 2025, được công ty quảng bá là công cụ lắng đọng lớp nguyên tử (ALD) đầu tiên trong ngành sử dụng molypden trong sản xuất hàng loạt, mang lại khả năng chống ăn mòn tốt hơn hơn 50% so với phương pháp mạ vonfram truyền thống trong hầu hết các trường hợp. Lam tiết lộ rằng việc ứng dụng sớm đã bắt đầu tại các nhà máy sản xuất NAND 3D dung lượng cao và các nhà máy sản xuất chip logic tiên tiến ở Hàn Quốc và Singapore, với sự tham gia của Samsung và SK Hynix Hàn Quốc và Micron tại Singapore.
Tính linh hoạt trong kinh doanh nằm ở sự phức tạp ngày càng tăng của quy trình. Theo nghiên cứu của Zacks, Lam hiện là nhà cung cấp duy nhất có các công cụ ALD molypden được sản xuất hàng loạt, phục vụ cả khách hàng sản xuất chip và NAND. Mặc dù quá trình lắng đọng molypden chậm hơn và phức tạp hơn, nhưng nó cho phép Lam tăng gấp ba lần thị trường dịch vụ lắng đọng kim loại trên một tấm wafer (SAM) ở nút tiên tiến này. Sự phức tạp của quy trình tăng lên thực sự dẫn đến sự tăng trưởng cho các nhà sản xuất thiết bị.
Entegris bán các vật tư tiêu hao; Micron là công ty duy nhất chuyên về sản xuất bộ nhớ và niêm yết trên thị trường chứng khoán Mỹ.
Applied Materials (AMAT) đang áp dụng một phương pháp khác. Vào tháng Hai năm nay, họ đã cho ra mắt hệ thống Spectral ALD, thay thế vonfram trong các tiếp điểm transistor hiện tại bằng molypden để giảm điện trở tại điểm kết nối quan trọng này giữa transistor và mạng dây dẫn bằng đồng. Hệ thống này đã được một số nhà sản xuất chip logic hàng đầu áp dụng. Điều quan trọng cần phân biệt là câu chuyện về molypden của Lam tập trung vào các đường từ NAND/DRAM, trong khi của AMAT tập trung vào các tiếp điểm logic GAA 2nm. Các ứng dụng hạ nguồn của chúng khác nhau, và chúng không thể được coi là cùng một loại chip logic được hưởng lợi.
Về phía nhà cung cấp vật liệu, có công ty Entegris (ENTG). Công ty này cung cấp molypden diclorodioxit (MoO₂Cl₂), một tiền chất rắn cho molypden, được tùy chỉnh đặc biệt cho DRAM và 3D NAND, và được trang bị hệ thống phân phối ProE-Vap. Nguyên lý nằm ở hiệu ứng dây chuyền của việc chuyển đổi vật liệu. Theo Entegris, sự chuyển đổi từ đồng và vonfram sang molypden sẽ ảnh hưởng đến nhiều giai đoạn, bao gồm lựa chọn tiền chất, thiết kế tấm đánh bóng, công thức dung dịch đánh bóng, vật liệu khắc và lọc. Quá trình này diễn ra phân tán hơn, nhưng ảnh hưởng đến nhiều bước.
Về phía các nhà sản xuất bộ nhớ, cả Samsung và SK Hynix đều không niêm yết trên thị trường chứng khoán Mỹ. Micron (MU) là công ty duy nhất chuyên về bộ nhớ trên thị trường chứng khoán Mỹ và đã giành được vị trí dẫn đầu trong lĩnh vực molypden. Ông Lam dẫn lời ông Mark Kiehlbauch, Phó Chủ tịch Phát triển NAND của Micron, cho biết việc mạ molypden đã giúp Micron đạt được băng thông I/O và dung lượng lưu trữ hàng đầu trong ngành đối với thế hệ sản phẩm NAND mới nhất. Tuy nhiên, Micron là "người sử dụng molypden" chứ không phải "người hưởng lợi từ việc bán molypden". Giá cổ phiếu của công ty chủ yếu được thúc đẩy bởi chu kỳ bộ nhớ và HBM, trong đó molypden chỉ là một yếu tố tăng hiệu suất.
Các nhà khai thác molypden được lợi? Nhu cầu về chất bán dẫn chỉ là một giọt nước trong đại dương.
Về lý thuyết, các công ty khai thác molypden có thể được coi là những người hưởng lợi nhỏ từ câu chuyện này, với Freeport-McMoRan (FCX) trên thị trường chứng khoán Mỹ đại diện cho một công ty sử dụng molypden như một sản phẩm phụ của khai thác đồng. Tuy nhiên, quy mô tiêu thụ molypden trong ngành công nghiệp bán dẫn là cực kỳ nhỏ. Theo ước tính từ The Elec và các nguồn tin trong ngành, Samsung đã mua khoảng 4 tấn molypden vào năm ngoái và khoảng 10 tấn trong năm nay, trong khi SK Hynix bắt đầu với khoảng 4 tấn. Toàn bộ ngành công nghiệp dự kiến chỉ tiêu thụ khoảng 80 tấn vào năm 2030. So với thị trường molypden toàn cầu, chủ yếu được sử dụng trong hợp kim thép và tiêu thụ hàng trăm nghìn tấn mỗi năm, nhu cầu của ngành bán dẫn là không đáng kể. Việc liên kết giá cổ phiếu của các công ty khai thác với câu chuyện về NAND là một mối quan hệ nhân quả sai lầm.
Điều này cũng xác định phạm vi thực sự của câu chuyện "vonfram rút lui, molypden tiến lên". Công nghệ 375 lớp của Hynix chỉ là điểm khởi đầu; phạm vi thực sự trải rộng trên ba lĩnh vực chính: NAND, DRAM và vật liệu. Trong quá trình thay thế kim loại này, các mắt xích bán công cụ và vật tư tiêu hao trở nên chắc chắn hơn. Các nhà sản xuất bộ nhớ sử dụng molypden được hưởng lợi về hiệu năng hơn là giá trị, trong khi phía kim loại về cơ bản không được lợi.
Lưu ý: Bài viết này không phải là lời khuyên đầu tư.
