:quality(85))
Chúng ta đang ở giữa thời kỳ mà một số chuyên gia gọi là “thập kỷ bán dẫn”.
Sau đại dịch COVID-19, cả người tiêu dùng lẫn doanh nghiệp đều ý thức rõ hơn bao giờ hết về tầm quan trọng của công nghệ. Từ ô tô và điện thoại thông minh đến máy tính và thiết bị gia dụng — công nghệ đóng vai trò thiết yếu trong mọi lĩnh vực của đời sống hiện đại, và vai trò đó vẫn không ngừng gia tăng.
Không có gì ngạc nhiên khi ngành công nghiệp bán dẫn được dự báo sẽ tăng trưởng mạnh trong thập kỷ tới. Sau khi đạt doanh thu kỷ lục 570 tỷ USD vào năm 2022, ngành bán dẫn được kỳ vọng sẽ ghi nhận tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) khoảng 8% trong phần còn lại của thập kỷ, đưa lĩnh vực này tiến tới vị trí đáng mơ ước là ngành công nghiệp nghìn tỷ đô vào năm 2030.
Làn sóng Tây phương: mở rộng bản đồ bán dẫn toàn cầu
Trong nhiều năm, phần lớn lĩnh vực này — bao gồm sản xuất, lắp ráp IC và đóng gói — tập trung ở Đông Á, nơi các quốc gia như Đài Loan, Hàn Quốc, Trung Quốc và Nhật Bản đóng vai trò lớn vượt trội trong sản xuất bán dẫn. Tuy nhiên, trong hai năm trở lại đây, các quốc gia phương Tây đã thực hiện các biện pháp quyết liệt để đẩy mạnh sự tham gia vào thị trường này, với sự hỗ trợ từ các gói luật tham vọng của chính phủ Mỹ và EU nhằm chi đậm trợ cấp để thu hút các nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới tới địa phương.
Đạo luật CHIPS and Science, canh bạc trị giá 54 tỷ USD của Mỹ nhằm mở rộng thị phần bán dẫn và đảm bảo thế hệ việc làm sản xuất hấp dẫn tiếp theo không rơi vào tay Trung Quốc, đã cho thấy những kết quả đầu tiên: tổng cộng 21 nhà máy sản xuất bán dẫn mới đang được xây dựng tại Mỹ, đồng thời 6 cơ sở khác cũng mở rộng quy mô một cách đáng kể. Tuy nhiên, chỉ có 3 trong số các nhà máy này xác nhận sản xuất bán dẫn ở kích thước node 10 nanomet trở xuống — thường được xem là ranh giới cho chip tiên tiến hay “dẫn đầu công nghệ”. (Một số dự án tại Mỹ chưa công bố kích thước node.)
Dù đang bước vào kỷ nguyên mới với các khoản trợ cấp khủng từ phương Tây, cán cân quyền lực về các nhà máy bán dẫn tiên tiến nhất vẫn nghiêng mạnh về Đông Á. Một số quốc gia có trình độ công nghệ vượt trội trong khu vực vẫn là nơi đặt trụ sở của các nhà máy cao cấp do Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), Samsung, Micron Technology và các nhà sản xuất chip hàng đầu khác vận hành. Trong khi đó, các đối thủ mới nổi ở bên kia bán cầu vẫn còn một quãng đường dài để bắt kịp tại các tầng cao nhất của sản xuất bán dẫn. Bản đồ các nhà máy bán dẫn “dẫn đầu công nghệ” đang được công bố hoặc xây dựng mới cho thấy trọng tâm địa lý chưa thực sự rời khỏi cụm quốc gia mà nó vốn ngự trị lâu nay.
Vậy các nhà máy bán dẫn tiên tiến nhất đang được xây dựng ở đâu? Sau đây là chi tiết:
Số lượng nhà máy bán dẫn tiên tiến tại Nhật Bản: 4
Hiroshima Fab
Chủ sở hữu: Micron Technology
Địa điểm: Tỉnh Hiroshima
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2022
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2025
Công nghệ node: 10nm
IIM-1 Fab
Chủ sở hữu: Rapidus Corporation
Địa điểm: Hokkaido
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2023
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2027
Công nghệ node: 2nm
IIM-2 Fab
Chủ sở hữu: Rapidus Corporation
Địa điểm: Hokkaido
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2025
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2027
Công nghệ node: 1nm
Fab-23 Phase 3
Chủ sở hữu: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC)
Địa điểm: Kumamoto (đề xuất)
Thời gian bắt đầu xây dựng: Chưa xác định
Thời gian bắt đầu sản xuất: Chưa xác định
Công nghệ node: 2nm
Dù truyền thông phương Tây tập trung nhiều vào nỗ lực kích thích chuỗi cung ứng bán dẫn trong nước, một số quốc gia Đông Á cũng thực hiện các sáng kiến riêng, không ồn ào nhưng không kém phần tham vọng. Nhật Bản là một trong số đó. Minh chứng rõ ràng nhất cho khát vọng của quốc đảo này chính là Rapidus Corporation — doanh nghiệp sản xuất bán dẫn được thành lập tại Tokyo từ tháng 8/2022.
Được sáng lập với khoảng 50 triệu USD vốn khởi nghiệp từ một nhóm công ty Nhật Bản, bao gồm Sony và Toyota, Rapidus Corporation đặt mục tiêu dẫn dắt sự phục hưng của ngành sản xuất bán dẫn Nhật Bản. Từng nắm giữ đến 50% thị phần chip toàn cầu vào những năm 1980, Nhật Bản cùng giới lãnh đạo chính phủ và doanh nghiệp quyết tâm đưa đất nước trở lại thời kỳ vàng son của ngành công nghiệp lừng lẫy.
Kế hoạch phát triển bán dẫn đầy tham vọng của Rapidus
Để đạt mục tiêu đó, Rapidus lên kế hoạch hoàn thành xây dựng nhà máy IIM-1 vào năm 2025, hướng đến sản xuất hàng loạt wafer 2nm tại cơ sở này vào năm 2027. Tiến độ thần tốc này khiến không ít chuyên gia bán dẫn hồ nghi, với Reuters đưa tin rằng kế hoạch của công ty “gặp phải sự hoài nghi từ các chuyên gia trong ngành, vốn đặt câu hỏi liệu doanh nghiệp có thể đạt sản xuất hàng loạt và xây dựng cơ sở khách hàng đủ lớn hay không”. CEO Atsuyoshi Koike đã phản bác các nghi ngờ trong tuyên bố vào mùa thu năm ngoái, khẳng định “Chúng tôi sẽ hoàn tất nhà máy với tốc độ chưa từng có tiền lệ, đúng như tên gọi Rapidus”.
Bên cạnh sự trỗi dậy nhanh chóng của doanh nghiệp nội địa này, Nhật Bản còn chi hàng tỷ USD hỗ trợ Micron Technology và TSMC xây dựng các nhà máy tại Hiroshima và Kumamoto. TSMC gần như đã hoàn thành giai đoạn 1 của Fab-23, dự kiến giai đoạn 2 sẽ bước vào sản xuất hàng loạt vào năm 2027, còn giai đoạn 3 hiện chưa có thông báo chính thức.
Số lượng nhà máy bán dẫn tiên tiến tại Đài Loan: 4
Fab 22
Chủ sở hữu: TSMC
Địa điểm: Cao Hùng
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2023
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2025
Công nghệ node: 2nm
Fab 20
Chủ sở hữu: TSMC
Địa điểm: Baoshan
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2022
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2025
Công nghệ node: 2nm
Taichung Fab
Chủ sở hữu: TSMC
Địa điểm: Đài Trung
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2024
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2027
Công nghệ node: 1,4nm
New Tapai Fab
Chủ sở hữu: Nanya Technology
Địa điểm: Tân Bắc
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2022
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2026
Công nghệ node: 10nm
Không mấy ngạc nhiên khi danh sách nhà máy bán dẫn tiên tiến sắp đi vào hoạt động tại Đài Loan chủ yếu thuộc về TSMC, doanh nghiệp đúc bán dẫn và sản xuất chip trong nước chiếm hơn một nửa tổng sản lượng bán dẫn toàn cầu. Hai dự án mới nhất sắp đi vào sản xuất, Fab 20 và Fab 22, sẽ sử dụng node công nghệ N2 của TSMC — giải pháp đột phá dựa trên công nghệ quang khắc cực tím (EUV) và transistor cổng bao quanh (GAAFET).
TSMC & cuộc đua công nghệ 2nm
Hai nhà máy này không chỉ mở rộng năng lực sản xuất và đáp ứng nhu cầu tăng mạnh, mà còn là trung tâm của cuộc đua nhằm trở thành doanh nghiệp sản xuất chip đầu tiên giới thiệu công nghệ 2nm then chốt. Đối thủ như Intel và Samsung dù vẫn duy trì thị phần đáng kể nhưng bị TSMC bỏ xa, coi bước nhảy thế hệ lên node 2nm như cơ hội hiếm có để bắt kịp đối phương và giành lại một phần khách hàng lớn, giá trị nhất.
Tuy nhiên, các dấu hiệu ban đầu cho thấy TSMC đang chiếm ưu thế. Các báo cáo gần đây cho biết hãng đã giới thiệu trước công nghệ N2 cho khách hàng lớn như Apple và Nvidia.
Số lượng nhà máy bán dẫn tiên tiến tại Hoa Kỳ: 3
Fab 52 và 62
Chủ sở hữu: Intel
Địa điểm: Arizona
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2022
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2024
Công nghệ node: 7nm
Ohio Fab
Chủ sở hữu: Intel
Địa điểm: Ohio
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2022
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2026
Công nghệ node: 10nm
Fab 21
Chủ sở hữu: TSMC
Địa điểm: Arizona (mở rộng nhà máy hiện hữu)
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2023
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2026
Công nghệ node: 3nm
Tại trung tâm “sa mạc Silicon” của Arizona, khuôn viên Ocotillo nổi tiếng ở thành phố Chandler, nhà sản xuất chip California Intel đang hoàn thiện dự án 20 tỷ USD xây dựng hai nhà máy mới sử dụng công nghệ node 7nm. Hãng cũng triển khai khu “megafab” mới tại Ohio từ năm 2022, dự kiến sẽ đi vào sản xuất sau khoảng hai năm nữa.
Nhiều diễn biến gần đây của Đạo luật CHIPS and Science cho thấy Intel đang định vị tích cực để trở thành đối tượng hưởng lợi lớn nhất từ chính sách này. Ngày 20/03, chính quyền Biden công bố thỏa thuận sơ bộ hỗ trợ trực tiếp 8,5 tỷ USD cho Intel cùng với 11 tỷ USD cho vay. Thông cáo Nhà Trắng nhấn mạnh các dự án xây dựng của Intel tại Arizona và Ohio, khẳng định khoản đầu tư “hỗ trợ xây dựng và mở rộng các cơ sở Intel” đồng thời tạo ra “gần 30.000 việc làm trực tiếp và hàng chục nghìn việc làm gián tiếp”. CEO Pat Gelsinger của Intel cũng đồng tình với tuyên bố của chính quyền, coi đây là “thời khắc định hình cho Hoa Kỳ và Intel trong hành trình thúc đẩy chương tiếp theo của đổi mới bán dẫn Mỹ”.
Số lượng nhà máy bán dẫn tiên tiến tại Hàn Quốc: 1
Pyeongtaek Fab
Chủ sở hữu: Samsung
Địa điểm: Pyeongtaek (mở rộng nhà máy hiện hữu)
Thời gian bắt đầu xây dựng: 2020
Thời gian bắt đầu sản xuất: 2024
Công nghệ node: 4/5nm
Samsung, tập đoàn sản xuất điện tử hàng đầu Hàn Quốc, vẫn duy trì vị trí nhà sản xuất chip nhớ lớn nhất thế giới. Doanh nghiệp chiếm gần 46% thị phần DRAM toàn cầu trong quý IV/2023, tiếp tục củng cố vị thế dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ bộ nhớ.
Tổ hợp “megafab” tại Pyeongtaek, trải rộng trên gần ba triệu mét vuông ở thành phố phát triển nhanh chỉ cách Seoul 40 dặm, có lẽ là tâm điểm trong tầm nhìn thập kỷ tiếp theo của Samsung. Tập đoàn đã không ngừng mở rộng dây chuyền sản xuất tại đây từ ít nhất năm 2020, khi khởi công nhà máy P3. Nhà máy này đã sản xuất hàng loạt bộ nhớ flash NAND từ năm 2022, giai đoạn tiếp theo tập trung vào DRAM và dịch vụ foundry. Tuy nhiên, các báo cáo cho biết dự án đã gặp trì hoãn và dự kiến hoàn thành vào cuối năm nay.
Ngoài các dự án mở rộng ở P3, Samsung cũng phát triển thêm nhà máy thứ tư (P4) với phòng sạch chuyên sản xuất bán dẫn hợp đồng. Dự án xây nhà máy thứ năm (P5) tại Pyeongtaek vừa bị dừng lại.
Cuộc đua công nghệ bán dẫn dẫn đầu ngày càng nóng lên
Việc theo dõi các nhà máy sản xuất tiên tiến nhất được xây dựng ở đâu, bởi ai, cung cấp những góc nhìn giá trị về các xu hướng nổi lên và mô hình dịch chuyển trong ngành công nghiệp đầy cạnh tranh và biến động này. Bức tranh nhà máy bán dẫn tiên tiến mới xây hoặc mở rộng hiện nay ẩn chứa nhiều câu chuyện thú vị, bao gồm các kết quả sơ khởi từ nỗ lực tái định hình chuỗi cung ứng bán dẫn của Mỹ và hoài bão lớn từ doanh nghiệp trẻ Rapidus Corporation tại Nhật Bản. Dù chỉ xét các nhà máy sản xuất bán dẫn ở node 10nm trở xuống chưa đủ để phản ánh toàn bộ hoạt động xây dựng toàn cầu — ví dụ Trung Quốc vẫn đang khởi công rất nhiều nhà máy ở cấp độ công nghệ thấp hơn — song đây thực sự là thước đo sát nhất cho “dẫn đầu công nghệ” ngành. Và nếu lượng vốn từ ngân sách các quốc gia đổ vào chưa từng có tiền lệ là dấu hiệu, đây chắc chắn là một nguồn lực quý giá và là đích ngắm cho mọi quốc gia trên toàn cầu.
