Nước Mỹ âm thầm bá chủ ngành chip nhờ Sa mạc Silicon: Loạt đại bàng TSMC, Intel đều đến làm tổ

Giữa sa mạc Sonora khô cằn của bang Arizona, một cuộc cách mạng công nghiệp đang âm thầm hình thành. Tiếng động cơ xây dựng vang lên suốt ngày đêm quanh thành phố Phoenix và nơi từng chỉ có cát và xương rồng giờ được các nhà quan sát công nghệ ví như “thung lũng Silicon của thế kỷ 21”.

Điểm khởi đầu đến từ TSMC – gã khổng lồ Đài Loan, biểu tượng của công nghệ chip toàn cầu. Khi Washington tung ra đạo luật CHIPS & Science Act, TSMC nhanh chóng nắm bắt thời cơ. Chỉ trong vòng bốn năm, họ đã nâng quy mô đầu tư tại Arizona từ 12 tỷ USD lên 65 tỷ USD và chuẩn bị khởi công nhà máy thứ ba vào năm 2026.

Nếu mọi thứ đúng kế hoạch, các dây chuyền tại đây sẽ sản xuất chip 2 nanomet – loại chip tiên tiến nhất thế giới – vào năm 2028. Điều đáng nói là giữa sa mạc khô hạn, TSMC vẫn cam kết tái chế tới 90% lượng nước siêu tinh khiết dùng trong sản xuất – một minh chứng cho tham vọng “xây dựng kỳ quan công nghệ trong lòng sa mạc”.

Nhưng Arizona không chỉ có TSMC . Ngay tại thành phố Chandler lân cận, Intel đang mở rộng tổ hợp nhằm giành lại vị thế sản xuất chip hàng đầu thế giới của tập đoàn Mỹ này. Bên trong cơ sở rộng gần 300 hecta mang tên Fab 52, 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.

Không chỉ các nhà sản xuất wafer, chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu đang đồng loạt đổ về vùng đất Arizona. Hãng Amkor – một trong những công ty đóng gói và kiểm định chip lớn nhất thế giới – vừa khởi công khu campus khổng lồ tại Peoria, với khách hàng chiến lược là Apple và Nvidia . Khi hoàn thành vào năm 2028, cơ sở này sẽ giúp hoàn thiện “tam giác vàng” của bán dẫn Mỹ: TSMC và Intel đảm trách phần wafer, Amkor đảm nhiệm đóng gói, và hàng trăm doanh nghiệp phụ trợ lo phần linh kiện, hóa chất và thiết bị.

Sức nóng của “cơn sốt chip Arizona” lan nhanh đến mức SEMICON West, triển lãm bán dẫn lớn nhất nước Mỹ, đã quyết định rời San Francisco – thủ phủ truyền thống của ngành – để tổ chức tại Phoenix năm 2025. Với hơn 20.000 người tham dự, đây là lần đầu tiên trong hơn 30 năm, trung tâm của ngành công nghiệp silicon không còn nằm ở California. Một kỷ nguyên mới của “Silicon Desert” đang được định hình .

Thế nhưng, cuộc cách mạng trong sa mạc không hề dễ dàng. Các chuyên gia cảnh báo rằng chi phí xây dựng và vận hành nhà máy tại Mỹ cao hơn 30–50% so với châu Á, trong khi lực lượng lao động lành nghề còn thiếu trầm trọng. Việc lắp đặt các thiết bị quang khắc EUV, kiểm định vật liệu và hoàn thiện dây chuyền sản xuất phải “vừa học vừa làm”. Không ít kỹ sư của TSMC từ Đài Loan đã phải bay sang Mỹ hàng tháng trời để huấn luyện đội ngũ địa phương.

Dù vậy, tín hiệu tích cực là chính phủ bang Arizona và các trường đại học đang nhanh chóng điều chỉnh: Đại học Bang Arizona (ASU) đã mở hàng loạt chương trình đào tạo kỹ thuật vi mạch, còn các trường cộng đồng lập hẳn “lộ trình nghề bán dẫn” để bổ sung hàng nghìn kỹ thuật viên mỗi năm.

Vấn đề môi trường cũng là thử thách lớn. Một nhà máy sản xuất chip cần hàng triệu gallon nước siêu tinh khiết mỗi ngày, trong khi Arizona vốn là bang có lượng mưa thấp nhất nước Mỹ. Dù các tập đoàn cam kết tái chế 80–90% nước và sử dụng năng lượng tái tạo, áp lực lên hạ tầng điện và nguồn nước vẫn hiện hữu, nhất là khi các trung tâm dữ liệu AI – vốn cũng tiêu tốn điện năng khổng lồ – đang mọc lên song song quanh Phoenix.

Dẫu vậy, giữa những thách thức ấy, Arizona đang từng bước biến sa mạc thành biểu tượng của một cuộc hồi sinh công nghiệp Mỹ. “Silicon Desert” đang trở thành biểu tượng của kỷ nguyên phần cứng AI – nơi vật chất, trí tuệ và chính sách cùng giao nhau để dựng nên nền móng công nghệ của tương lai.

Theo: Nikkei Asia, The NY Times