Dự án khổng lồ trị giá 165 tỷ đô la của TSMC tại Phoenix, thủ phủ bang Arizona cho thấy những trở ngại lớn mà Hoa Kỳ phải đối mặt trong việc tái thiết ngành sản xuất chip tiên tiến, bao gồm sự chậm trễ trong xây dựng, thiếu hụt nhân công và chi phí tăng cao.
Mỹ muốn sản xuất nhiều chip hơn trong nước, Washington hứa hẹn trợ cấp, các công ty cam kết đầu tư hàng tỷ đô la. Nhưng tại Phoenix, Công ty Sản xuất Bán dẫn Đài Loan (TSMC) cho thấy việc này thực sự khó khăn. Gã khổng lồ bán dẫn (TSMC) đang xây dựng một trong những khu phức hợp nhà máy sản xuất chip lớn nhất và tốn kém nhất thế giới – và mỗi bước đi đều cho thấy lý do hoạt động sản xuất tại Hoa Kỳ lại gặp nhiều khó khăn.
Thục tế, dự án sa mạc trị giá 165 tỷ đô la này cho thấy những thách thức về xây dựng, nhân lực và quy định của Hoa Kỳ.
Giấc mơ Mỹ về độc lập chip
Giấc mơ này rất đơn giản là Mỹ muốn giảm sự phụ thuộc nguồn cung cấp từ các nhà máy ở châu Á, đặc biệt là khi căng thẳng Mỹ – Trung gia tăng bằng chiến lược đưa hoạt động sản xuất chip tiên tiến trở về nước.
Nhà máy tại Phoenix của TSMC đóng vai trò trung tâm trong sứ mệnh đó. Trải rộng trên diện tích 1.149 mẫu Anh của sa mạc Sonoran, nhà máy được xây dựng để sản xuất chip tiên tiến nhất thế giới, được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu AI và thiết bị điện tử thế hệ mới.
Cựu Tổng thống Joe Biden và Tổng thống Donald Trump đều coi địa điểm này là bằng chứng cho thấy nước Mỹ vẫn có thể xây dựng những công trình vĩ đại. Nhưng thực tế lại phức tạp hơn rất nhiều.
Vụ cá cược 165 tỷ đô la – Một trong những dự án tốn kém nhất thế giới
Khu phức hợp Phoenix của TSMC tiêu tốn 165 tỷ đô la đầu tư vào nhiều giai đoạn: phòng sạch, nhà máy, nhà máy nước, hệ thống năng lượng và các nút chuỗi cung ứng. Ít có dự án công nghiệp nào trên thế giới đạt được quy mô hoặc chi phí tương đương.
Nhưng vụ cá cược khổng lồ này ngay lập tức vấp phải thực tế của nước Mỹ: chi phí xây dựng cao, thời gian dự án chậm, thiếu hụt lao động chuyên môn, phức tạp về quy định, khác biệt văn hóa trong kỹ thuật và kiểm soát quy trình.
Người sáng lập TSMC, Morris Chang, từng nói rằng Hoa Kỳ “chưa sẵn sàng cho việc sản xuất chip cao cấp”. Sau đó, công ty đã làm rõ chi tiết về những nhận định của mình, nhưng thông điệp cốt lõi của ông vẫn là một lời cảnh báo.
18.000 công nhân là chưa đủ
Xây dựng một nhà máy sản xuất chất bán dẫn tiên tiến không giống như xây dựng một trung tâm thương mại hay sân vận động. Nó đòi hỏi: môi trường siêu sạch, kỹ thuật chính xác, hệ thống hóa học tiên tiến và hàng ngàn kỹ thuật viên chuyên ngành.
TSMC được cho là cần 18.000 công nhân xây dựng để đạt được cột mốc quan trọng đầu tiên. Nhưng Mỹ lại không có đủ chuyên gia xây dựng bán dẫn có tay nghề cao.
Và kết quả là việc lắp đặt thiết bị trì hoãn, mâu thuẫn giữa tình hình thực tế lao động tại Mỹ và kỳ vọng của TSMC, chi phí cao hơn do hợp đồng phụ phát sinh, nhu cầu lao động nhập cư còn thiếu và các chương trình đào tạo mất nhiều năm để hoàn thiện.
Ngay cả khi Đại học Bang Arizona mở rộng các chương trình kỹ thuật, khoảng cách giữa kết quả đào tạo nhân tài và nhu cầu thực tế vẫn còn rất lớn.
Những trở lực mà Hoa Kỳ phải giáp mặt trong việc xây dựng chip tự chủ
Nhiều nghiên cứu cho thấy việc xây dựng một nhà máy ở Hoa Kỳ tốn kém từ 30% đến 50% so với ở Đài Loan hoặc Hàn Quốc. Những trở lực không thể tránh khỏi, cụ thể là:
- Chi phí lao động cao: Hoa Kỳ trả lương cao hơn cho mỗi công nhân nhưng thường có tốc độ chậm hơn và mức độ chuyên môn hóa khác nhau so với hệ sinh thái bán dẫn của Châu Á.
- Quy định và tuân thủ: Các đánh giá về môi trường, phê duyệt an toàn và quy định phân vùng làm tăng thời gian thực hiện lên đến hàng tháng, đôi khi đến hàng năm.
- Khoảng cách trong chuỗi cung ứng: Nhiều nhà cung cấp vật tư cho sản xuất chip (hóa chất, dụng cụ, linh kiện) vẫn đặt trụ sở tại Châu Á. Việc vận chuyển và lắp đặt mất nhiều thời gian hơn và do đó chi phí cao hơn.
- Về R&D và sáng chế: Mỹ đã đánh mất phần lớn bí quyết xây dựng nhà máy chip tiên tiến trong 20 năm qua.
- Sự phối hợp rời rạc: TSMC đã vững vàng với một hệ sinh thái đồng bộ chặt chẽ, trong khi đó, quy trình tại Hoa Kỳ lại liên quan đến nhiều công đoàn, nhà thầu và các cơ quan độc lập.
Phoenix chuyển mình thành Sa mạc Silicon của Mỹ
Bất chấp những thách thức, Phoenix đang nhanh chóng trở thành một cụm bán dẫn. Khu vực này hiện thu hút: các nhà cung cấp của TSMC, các công ty vật liệu, nhà thầu phòng sạch, chuyên gia đóng gói chip và nhà đầu tư vào trung tâm dữ liệu AI.
Trong khi đó, Intel hiện đang vận hành các nhà máy sản xuất lớn tại Chandler, Arizona; Đại học Bang Arizona đang mở rộng các chương trình đào tạo về chất bán dẫn. Do đó, tiểu bang này đang tự quảng bá mình là “Sa mạc Silicon”.
Nhưng sự chuyển đổi này đi kèm với những khó khăn ngay từ lúc ban đầu: giá nhà tăng cao, áp lực cao lên nguồn cung cấp nước, nhu cầu vận tải gia tang, sự thiếu hụt lao động lan sang nhiều ngành công nghiệp khác, …
Vì vậy, Phoenix hiện là phòng thí nghiệm cho tương lai công nghiệp chip của Mỹ.
Năng lực cạnh tranh của công nghiệp chip mang nhãn hiệu Mỹ
Hoa Kỳ muốn thách thức sự thống trị của ngành chip châu Á trong tương lai. Nhưng sản xuất chất bán dẫn là một hệ sinh thái, không phải một nhà máy đơn lẻ. Tiến trình này đòi hỏi: đội ngũ công nhân lành nghề, mạng lưới nhà cung cấp đa dạng, chi phí xây dựng thấp, phê duyệt dự án nhanh chóng, quan hệ đối tác giữa ngành chip và trường đại học chặc chẽ. Do đó, những khó khăn của TSMC cho thấy hệ thống vẫn cần được nâng cấp đáng kể.
Tuy nhiên, nỗ lực này vẫn đang tiếp tục. Nguồn tài trợ từ Đạo luật CHIPS của Washington đang thúc đẩy đầu tư, chính quyền địa phương đang điều chỉnh các ưu đãi, các trường đại học đang định hình lại chương trình giảng dạy. Và nhất là, các công ty như TSMC, Intel và Samsung đều cam kết duy trì và tăng cường đầu tư.
Những rủi ro: Trí tuệ nhân tạo, An ninh Quốc gia và Sức mạnh Kinh tế
Những con chip tiên tiến quyết định vị thế dẫn đầu trong: trí tuệ nhân tạo,công nghệ quân sự, điện toán lượng tử, hệ thống vũ trụ và cơ sở hạ tầng đám mây. Cho nên, bất kỳ quốc gia nào kiểm soát những con chip này đều nắm giữ thế hệ quyền lực toàn cầu tiếp theo. Đó là lý do tại sao Hoa Kỳ đang thúc đẩy mạnh mẽ chiến lược chip nội địa và tại sao dự án TSMC Phoenix vô cùng quan trọng.
Thế là, nỗi đau của TSMC tại Arizona cho thấy chỉ riêng tiền bạc không thể khôi phục lại lợi thế bán dẫn của Mỹ. Hoa Kỳ phải cải thiện nguồn nhân lực, đẩy nhanh quy trình xây dựng và xây dựng một hệ sinh thái nhà cung cấp mạnh mẽ hơn, nếu không, sẽ giáp mặt nguy cơ tụt hậu trong cuộc đua AI và chip toàn cầu.
Nhà máy Phoenix của TSMC không chỉ là một siêu dự án. Nó là một bài kiểm tra khả năng tái thiết cơ sở sản xuất của Mỹ. 18.000 công nhân, quá trình xây dựng trên sa mạc, sự chậm trễ, xung đột văn hóa. Tất cả đều cho thấy nỗ lực to lớn là cần thiết. Nếu thành công, nước Mỹ có thể định hình lại cuộc đua bán dẫn toàn cầu. Nếu thất bại, điều này càng củng cố lời cảnh báo của Morris Chang: việc khôi phục ngành sản xuất chip tiên tiến tại Mỹ có thể khó khăn hơn những gì quốc gia này từng tưởng tượng.
Bảo Nam