Cú đặt cược 20 tỷ USD của Intel: Xây nhà máy gần 300 hecta giữa sa mạc, sẽ sản xuất siêu chip mỏng hơn tờ giấy

Giữa vùng sa mạc khô cằn Arizona, một công trình khổng lồ đang dần định hình tương lai của Intel – tập đoàn từng là biểu tượng không thể thay thế của ngành bán dẫn toàn cầu. Nhà máy Fab 52, trị giá hàng chục tỷ USD, không chỉ là một cơ sở sản xuất chip mới, mà là canh bạc sống còn của “gã khổng lồ” nước Mỹ trong nỗ lực giành lại vị thế đã mất vào tay các đối thủ châu Á như TSMC và Samsung.

Trong hơn một thập kỷ, Intel đã đánh mất lợi thế công nghệ từng giúp họ thống trị thế giới vi xử lý. Những lần trì hoãn ra mắt quy trình mới, sự trỗi dậy của TSMC – nhà sản xuất chip hàng đầu cho Apple, Nvidia hay AMD – đã khiến Intel tụt lại trong cuộc đua khốc liệt về hiệu suất và năng lực sản xuất. Đỉnh cao của khủng hoảng là khi các công ty Mỹ phải thuê chính đối thủ nước ngoài gia công chip cho sản phẩm của mình.

Thế nhưng, Intel không định bỏ cuộc. Dưới thời CEO Lip-Bu Tan, tập đoàn này khởi động một cuộc tái sinh toàn diện: vừa tự thiết kế, vừa mở cửa dây chuyền sản xuất cho khách hàng bên ngoài, trở thành một “foundry” cạnh tranh trực tiếp với TSMC. Trọng tâm của kế hoạch ấy chính là Fab 52 tại Chandler, Arizona – nơi Intel rót vào 20 tỷ USD.

Bên trong cơ sở rộng gần 300 hecta ấy, hàng nghìn kỹ sư và robot hoạt động trong môi trường sạch tuyệt đối, nơi từng hạt bụi đều có thể khiến một con chip giá hàng trăm USD trở thành phế phẩm. Fab 52 sẽ là nơi Intel sản xuất các chip theo quy trình 18A – thế hệ tiên tiến nhất của hãng với hai công nghệ đột phá: RibbonFET, giúp gia tăng mật độ transistor, và PowerVia, cung cấp điện qua mặt sau của tấm wafer, nâng hiệu năng và tiết kiệm năng lượng vượt trội. Dòng chip đầu tiên sản xuất tại đây, Panther Lake, được kỳ vọng sẽ đánh dấu bước trở lại ngoạn mục của Intel trên thị trường PC, trong khi dòng Clearwater Forest hướng tới trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo.

Tham vọng của Intel không chỉ dừng ở việc bán chip. Họ muốn trở thành bến đỗ mới cho các công ty thiết kế chip lớn trên thế giới – từ Qualcomm đến Nvidia – những cái tên hiện đang phụ thuộc vào dây chuyền của TSMC. Nhưng để đạt được điều đó, Intel phải chứng minh Fab 52 đủ sức cạnh tranh về năng suất, chi phí và tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn.

Với Intel, Fab 52 là “nhà máy được cược cả tương lai”. Sự thành công hay thất bại của nó sẽ định đoạt vận mệnh của tập đoàn. Thị trường foundry toàn cầu hiện trị giá hơn 150 tỷ USD, trong đó TSMC chiếm gần 60%. Muốn giành lại thị phần, Intel phải thuyết phục khách hàng rằng họ có thể làm ra chip tiên tiến, ổn định và đúng tiến độ – điều mà trong nhiều năm qua, hãng đã không làm được.

Tuy nhiên, có những yếu tố đang đứng về phía Intel. Thứ nhất, xu hướng tái công nghiệp hóa nước Mỹ đang trở thành chiến lược quốc gia. Đạo luật CHIPS and Science Act của chính phủ Mỹ đã mở đường cho hàng loạt khoản trợ cấp và ưu đãi thuế khổng lồ dành cho các dự án bán dẫn nội địa. Intel được hưởng phần lớn trong số đó, cùng các khoản đầu tư từ quỹ đầu tư nhà nước, giúp họ giảm gánh nặng tài chính. Thứ hai, nỗi lo địa chính trị ngày càng tăng khiến các tập đoàn công nghệ muốn giảm phụ thuộc vào chuỗi cung ứng châu Á. Việc sản xuất chip ngay trên đất Mỹ, do một công ty Mỹ đảm nhiệm, trở thành lợi thế không nhỏ trong kỷ nguyên “an ninh công nghệ”.

Song, Intel hiểu rằng lòng yêu nước không đủ để giữ chân khách hàng. Điều họ cần là năng lực thực thi – điều mà TSMC đã chứng minh suốt hàng chục năm qua.

Thực tế, tình hình tài chính của Intel chưa thật sự vững vàng. Việc đầu tư mở rộng ở Arizona, Ohio, New Mexico và Oregon khiến chi phí tăng cao khổng lồ, trong khi doanh thu từ chip PC và server đang chững lại. Sự thành công của Fab 52 vì thế mang ý nghĩa không chỉ về công nghệ, mà còn là bước ngoặt sinh tồn. Nếu nhà máy vận hành ổn định, thu hút được những khách hàng đầu tiên, Intel hoàn toàn có thể xoay chuyển cục diện.

“Tất nhiên, chúng tôi đang đặt cược rất lớn vào đây”, CEO Intel nói. Ông cũng nói thêm rằng nỗ lực sản xuất này mang tính quyết định, không chỉ đối với Intel mà còn đối với đất nước chúng tôi.

Intel đã trở thành nhà sản xuất chip thống trị thế giới bằng cách áp dụng công nghệ mới một cách đáng kinh ngạc, theo Ben Bajarin, nhà phân tích chính tại Creative Strategies, một công ty nghiên cứu công nghệ. Công ty thường phát triển một quy trình sản xuất mới để khắc silicon với hàng tỷ bóng bán dẫn nhỏ hơn sợi tóc người; hoàn thiện quy trình đó trên thế hệ chip cũ trước khi sử dụng nó để sản xuất chip được thiết kế với các tính năng mới.

Hiện tại, Intel đang cố gắng tạo ra những bước nhảy vọt đồng thời trong sản xuất và thiết kế. Quy trình 18A sử dụng các công cụ của ASML để sản xuất chip xếp chồng bóng bán dẫn, giúp chúng chiếm ít không gian hơn và định tuyến nguồn điện qua mặt sau của chip thay vì mặt trên. Công ty cho biết kết quả là một con chip dày đặc hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, có khả năng xếp chồng 10.000 tấm silicon lên nhau thành một chồng mỏng hơn tờ giấy.

Intel có đủ niềm tin vào quy trình này đến mức đang chuyển việc sản xuất chip mới nhất về các nhà máy của mình thay vì dựa vào TSMC. Tuy nhiên, ông Bajarin cho biết những thay đổi này tạo ra nhiều nguy cơ sai sót hơn, đặc biệt là trong một quy trình mà chỉ một hạt bụi cũng có thể phá hủy chip và dẫn đến tổn thất tài chính.

“Sản phẩm phải tốt, và quy trình cũng phải tốt”, ông Bajarin nói. Nếu tất cả những điều đó xảy ra, ông nói, ngành công nghiệp sẽ “biết rằng Intel có thể hoạt động hết công suất”.

Theo: The NY Times, Reuters