Các dòng chip xử lý chuyên dụng TPU của Google đang trở thành tâm điểm chú ý trong giới công nghệ toàn cầu nhờ hiệu năng ấn tượng và khả năng tối ưu hóa chi phí, nhưng tham vọng mở rộng thị trường của gã khổng lồ này đang đứng trước một rào cản lớn chưa từng có về chuỗi cung ứng có thể kìm hãm sự phát triển ngay từ khi mới bắt đầu.
Sức hút của dòng chip Ironwood và thách thức sản xuất
Trong thế giới điện toán trí tuệ nhân tạo (AI) ngày nay, sự quan tâm dành cho các dòng chip chuyên dụng (ASIC) đang trở nên lớn hơn bao giờ hết. Nguyên nhân chính nằm ở niềm tin rằng trong tầng tiếp theo của các ứng dụng AI, cụ thể là giai đoạn suy luận (inferencing), những con chip như TPU của Google sẽ chiếm ưu thế vượt trội nhờ khả năng mang lại Tổng chi phí sở hữu (TCO) tốt hơn và hiệu năng xử lý mạnh mẽ hơn. Sau màn ra mắt đầy ấn tượng của dòng chip TPU thế hệ thứ 7 mang tên mã “Ironwood”, hàng loạt tên tuổi lớn trong làng công nghệ như Meta và Anthropic đã bày tỏ sự quan tâm sâu sắc đến việc tích hợp các dòng ASIC này vào khối lượng công việc của họ.
Câu chuyện về việc các bộ xử lý TPU được các đối tác bên ngoài chấp nhận và sử dụng đang ngày càng đạt được đà tăng trưởng mạnh mẽ. Tuy nhiên, một thực tế phũ phàng đang hiện ra: những hạn chế về chuỗi cung ứng đang đặt ra một thách thức không hề nhỏ cho Google nếu họ thực sự có ý định bước chân vào thị trường cung cấp cơ sở hạ tầng phần cứng rộng lớn.
Theo một báo cáo chi tiết từ tờ ChinaTimes, có những tiết lộ cho thấy sản lượng chip TPU của Google có thể sẽ không đáp ứng được kỳ vọng của thị trường về mặt số lượng. Nguyên nhân cốt lõi không nằm ở thiết kế của con chip, mà chủ yếu là do công ty đang gặp khó khăn trong việc đảm bảo nguồn cung cấp dịch vụ đóng gói tiên tiến từ các đối tác quan trọng như TSMC. Đây là yếu tố sống còn cần thiết để thực hiện một đợt tăng tốc sản xuất thành công nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao.
Công nghệ đóng gói tiên tiến trở thành rào cản
Các công nghệ đóng gói hiện đại, chẳng hạn như CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate), là một trong những phương thức chủ đạo mà các nhà sản xuất chip sử dụng để nâng cao hiệu suất xử lý lên một tầm cao mới so với các thế hệ trước. Đối với trường hợp của TPUv7 Ironwood, Google đã áp dụng một thiết kế mô-đun đa chip (MCM – Multi-Chip Module). Thiết kế này cho phép hãng tích hợp nhiều con chip nhỏ lại với nhau thành một gói thống nhất, thay vì sử dụng một khuôn silicon nguyên khối lớn như truyền thống.
Cụ thể, thay vì một tấm die đơn lớn, TPUv7 tích hợp nhiều tấm die silicon trên một lớp đệm silicon trung gian (silicon interposer), với các mảng vi cầu nối (microbump arrays) để kết nối các chiplet lại với nhau. Cấu trúc phức tạp này mang lại khả năng mở rộng tuyệt vời và tối ưu hóa thiết kế bên trong một cách cụ thể cho các bộ nhân ma trận và mạng lưới suy luận. Một điểm thú vị đáng chú ý là Ironwood cũng tích hợp trực tiếp các mạch vật lý mạng (PHYs) và logic định tuyến vào trong gói chip thông qua định tuyến lớp đệm, giúp tạo ra các kết nối giữa các khuôn (D2D) với độ trễ cực thấp.
Có thể thấy, quy trình đóng gói tiên tiến là một phần không thể thiếu và không thể tách rời trong ngăn xếp công nghệ TPU của Google. Chính vì vậy, công ty bắt buộc phải đảm bảo đủ năng lực sản xuất ở khâu này nếu muốn gia tăng việc bán chip cho các đối tác bên ngoài.
Triển vọng thị trường và giải pháp thay thế tiềm năng
Tuy nhiên, dự báo từ Fubon Research lại vẽ nên một bức tranh không mấy sáng sủa. Đơn vị này dự đoán rằng lượng xuất xưởng Google TPU trong năm 2026 sẽ thấp hơn so với các dự báo được đưa ra bởi các công ty phân tích dòng chính. Lý do chính là bởi nút thắt cổ chai về công nghệ đóng gói CoWoS là quá lớn và không thể bị phớt lờ. Chuỗi cung ứng hiện tại của TSMC đã cam kết toàn bộ công suất cho các sản phẩm của những khách hàng “VIP” lâu năm như Apple và NVIDIA.
Chính vì thế, việc tiếp nhận thêm các khách hàng lớn khác cho mảng đóng gói tiên tiến là một nước đi đầy khó khăn đối với TSMC, ngay cả khi họ đang chi tiêu quy mô lớn để mở rộng năng lực sản xuất. Do Google có thể được coi là một “tân binh” tương đối mới trong chuỗi cung ứng khi xét về khía cạnh sản xuất số lượng lớn (volume manufacturing), nên gần như chắc chắn họ sẽ phải đứng ở vị trí cuối hàng đợi.
Điều này chắc chắn không đồng nghĩa với việc các dòng chip TPU sẽ không được thị trường đón nhận. Nó chỉ phản ánh một thực tế rằng những nút thắt trong ngành công nghiệp đang khiến Google gặp khó khăn trong việc cung cấp dòng silicon tùy chỉnh của mình đến một phạm vi khách hàng rộng lớn hơn. Một trong những hướng đi mà Google có thể tính đến để giải quyết tình thế này là tận dụng năng lực của các công ty khác như Intel hoặc Amkor cho khâu đóng gói tiên tiến. Đã có những tin đồn cho rằng gã khổng lồ công nghệ này đang khám phá các giải pháp EMIB-T như một phương án thay thế. Chuỗi cung ứng AI vốn dĩ rất khó đoán định khi nói đến việc đáp ứng các đơn đặt hàng của khách hàng, do đó chúng ta chưa thể chắc chắn hoàn toàn về bước đi tiếp theo của Google sẽ là gì.
