Trên vùng đất hoang vu rải rác cây xương rồng, cách thành phố Phoenix (bang Arizona, Mỹ) khoảng 30 phút lái xe về phía bắc, hơn 30 cần cẩu đang vươn cao trên một công trường xây dựng có diện tích gấp 2,5 lần Công viên Trung tâm ở New York. Một nhà máy sản xuất chip khổng lồ đang dần hình thành, cùng với hy vọng của Mỹ trong việc hồi sinh ngành công nghiệp then chốt.
Khách hàng lớn nhất của nhà máy này là Apple, công ty đang tận dụng quy mô đặt hàng khổng lồ để góp phần thúc đẩy sản xuất chip tại Mỹ. Apple muốn đa dạng hóa chuỗi cung ứng, được miễn trừ thuế quan và đáp lại lời kêu gọi của hai đời tổng thống (Biden, Trump) nhằm giúp Mỹ giảm phụ thuộc vào các nhà cung cấp nước ngoài về công nghệ nền tảng của nền kinh tế hiện đại.
Tập đoàn TSMC (Đài Loan) đang xây dựng khu phức hợp này, với kế hoạch chi 165 tỉ USD để xây 6 nhà máy chip cùng các cơ sở liên quan. Qua đó, TSMC (hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 thế giới) biến nơi đây thành một trong những dự án xây dựng lớn nhất tại Mỹ.
Dưới áp lực từ chính quyền Trump, Apple năm ngoái đã cam kết sẽ đầu tư 600 tỉ USD vào Mỹ trong vòng 4 năm. Phần lớn khoản tiền này không liên quan trực tiếp đến sản xuất, mà gồm toàn bộ chi tiêu tại Mỹ, gồm cả tiền lương cho hàng chục nghìn nhân viên của Apple. Tuy nhiên, cam kết này cũng gồm cả hơn 100 triệu chip mà Apple dự kiến mua từ nhà máy của TSMC ở bang Arizona trong năm 2026.
“Chúng tôi mua nhiều nhất có thể từ sản lượng của nhà máy này”, David Tom (Giám đốc mua sắm toàn cầu của Apple) tuyên bố.
Các đơn đặt hàng từ nhà máy TSMC ở bang Arizona chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong tổng nhu cầu chip của Apple. Dù vậy, quy mô xây dựng tại TSMC và các nhà cung cấp khác cho thấy nỗ lực đưa chuỗi cung ứng chip trở lại Mỹ của Apple đang mang lại kết quả.
Phóng viên tờ Wall Street Journal đã tham quan khu vực sa mạc phía tây nam cùng lãnh đạo Apple để xem các cơ sở mà sức mua và các khoản đầu tư của gã khổng lồ công nghệ Mỹ đang góp phần hình thành.
News Corp, tập đoàn sở hữu Wall Street Journal, có thỏa thuận thương mại cung cấp tin tức thông qua các dịch vụ của Apple.
Địa điểm nhà máy của TSMC ở Arizona
Apple đang cam kết hàng tỉ USD cho các nhà cung cấp sản xuất kính cho thiết bị tại bang Kentucky, tái chế nam châm đất hiếm ở bang California và sản xuất linh kiện silicon tại bang Texas. Một cơ sở máy chủ AI do Foxconn (Đài Loan) vận hành cũng sẽ bắt đầu sản xuất Mac Mini, theo các lãnh đạo Apple trong các cuộc phỏng vấn độc quyền.
Foxconn là hãng lắp ráp iPhone lớn nhất cho Apple và là nhà sản xuất thiết bị điện tử theo hợp đồng hàng đầu thế giới.
Linh kiện silicon là các bộ phận điện tử được làm từ silicon, vật liệu bán dẫn quan trọng nhất dùng để tạo ra chip và các thành phần điện tử hiện đại.
Cuộc chạy đua tái cấu trúc chuỗi cung ứng chip của Mỹ bắt nguồn từ căng thẳng giữa Mỹ và Trung Quốc về Đài Loan, nơi sản xuất phần lớn các chip tiên tiến nhất thế giới.
Chip được sử dụng trong mọi thứ, từ tên lửa và máy bay chiến đấu đến smartphone, máy chủ AI (trí tuệ nhân tạo), thiết bị gia dụng và đồ chơi điện tử. Người Mỹ từng gặp khó khăn khi mua ô tô mới trong đại dịch COVID-19, một phần do gián đoạn nguồn cung chip.
Do đó, chính phủ Mỹ đã gây áp lực và đưa ra các ưu đãi tài chính để thúc đẩy sản xuất chip trong nước. Trong khi các công ty mua chip số lượng lớn thúc đẩy nguồn cung nội địa nhằm giảm phụ thuộc vào Đài Loan, nơi có thể đối mặt với thuế quan cao và hay xảy ra động đất.
GlobalWafers hưởng lợi
Một trong những bên hưởng lợi từ sức mạnh chuỗi cung ứng của Apple là GlobalWafers - công ty Đài Loan chuyên biến silicon thô thành các wafer mà TSMC sẽ khắc hàng nghìn tỉ bóng bán dẫn để tạo thành chip. Năm ngoái, GlobalWafers đã khai trương một nhà máy mới tại thành phố Sherman, bang Texas, Mỹ.
Wafer là tấm vật liệu bán dẫn rất mỏng, thường làm từ silicon, được dùng làm nền để chế tạo chip. Trong quá trình sản xuất, các mạch điện tử siêu nhỏ sẽ được khắc và tạo lớp trực tiếp lên bề mặt wafer. Sau đó, wafer được cắt thành nhiều chip riêng lẻ để lắp vào các sản phẩm như chip nhớ, chip xử lý hay chip AI. Một wafer có thể tạo ra hàng trăm hoặc hàng nghìn chip, tùy kích thước và độ phức tạp của từng loại.
Nhà máy dài khoảng 400 mét của GlobalWafers bắt đầu với một căn phòng chứa các cỗ máy cao hơn 10 mét, dùng để sản xuất các thỏi silicon hình ngư lôi nặng hàng trăm kg. Các thỏi này được cắt thành wafer, đánh bóng và đặt vào các thùng vận chuyển đặc biệt để bảo vệ các đặc tính tinh vi của chúng trong suốt chuỗi cung ứng chip.
Silicon được cắt tại nhà máy của GlobalWafers ở Sherman
Lò nung được sử dụng để làm tan chảy silicon tại nhà máy
Mark England, Chủ tịch chi nhánh GlobalWafers tại Mỹ, cho biết Apple đang giúp công ty bán các wafer bằng cách thúc đẩy TSMC và các nhà sản xuất chip khác sử dụng chúng. Mark England nói thêm rằng GlobalWafers hy vọng sự hỗ trợ của Apple sẽ cho phép họ mở rộng nhà máy nhanh hơn, một phần để tận dụng các khoản ưu đãi thuế.
Apple tự thiết kế chip của mình, còn TSMC sản xuất chúng. Apple đã góp phần đưa TSMC trở thành hãng sản xuất chip theo hợp đồng thống trị toàn cầu bằng cách cam kết sử dụng công nghệ tiên tiến nhất từ tập đoàn Đài Loan trong các thiết kế của mình. Điều này giúp TSMC tự tin đầu tư số tiền khổng lồ cần thiết cho mỗi tiến trình sản xuất chip mới.
“Vai trò của Apple với toàn ngành là bằng cách hợp tác cùng TSMC, chúng tôi có thể đẩy nhanh tiến độ sản xuất chip với số lượng lớn, năng suất cao. Các công ty khác sẽ làm theo khi chúng tôi chuyển sang tiến trình sản xuất chip mới”, ông David Tom lý giải.
Khu công nghiệp khổng lồ rộng hơn 809 hecta
Khu phức hợp của TSMC tại Arizona sẽ trở thành khu công nghiệp khổng lồ rộng hơn 809 hecta nếu hoàn thành toàn bộ kế hoạch. Hiện đã có một nhà máy của TSMC đi vào hoạt động và đang sản xuất chip. Nhà máy thứ hai dự kiến bắt đầu hoạt động vào năm 2027. Nhà máy thứ ba, hiện mới chỉ là khung thép, dự kiến hoàn thành năm 2030. Ba nhà máy nữa của TSMC cũng đang được lên kế hoạch. Bên cạnh đó sẽ có các tòa nhà chung cư và một siêu thị Costco.
Dù quy mô lớn, kế hoạch xây dựng nhà máy mới tại Arizona của TSMC vẫn thua kém hoạt động ở Đài Loan cả về sản lượng lẫn công nghệ. TSMC hiện có 4 nhà máy tại Đài Loan sản xuất hơn 100.000 wafer mỗi tháng, cùng 7 cơ sở nhỏ hơn. Công ty cho biết nhà máy ở Arizona sẽ không đạt được sản lượng tương tự cho đến khi cả 6 nhà máy được xây dựng xong.
Ngoài ra, các chip tiên tiến nhất của TSMC, với bóng bán dẫn nhỏ tới 2 nanomet, hiện vẫn được sản xuất ở Đài Loan. Bóng bán dẫn càng nhỏ, sức mạnh tính toán càng được tích hợp nhiều hơn trên một con chip.
Tại bang Arizona, TSMC sản xuất chip 4 và 5 nanomet. Chip 2 nanomet sẽ chưa được TSMC sản xuất ở đây cho đến năm 2030.
Khu phức hợp của TSMC tại Arizona sẽ trở thành khu công nghiệp khổng lồ nếu hoàn thành toàn bộ kế hoạch
Bộ xử lý chính trong iPhone và Mac mới nhất cần công nghệ tiên tiến hơn, dù các thiết bị Apple chứa hàng chục chip khác nhau, nhiều trong số đó sử dụng công nghệ cũ hơn. Ngay cả các chip AI tiên tiến cũng sử dụng công nghệ cũ hơn. Nhà máy TSMC ở Arizona còn sản xuất một số Blackwell, chip AI tiên tiến nhất hiện có của Nvidia.
Cách đó không xa là một công trường khác rộng hơn 40 ha, nơi Amkor Technology (Mỹ) đang lên kế hoạch xây dựng hai nhà máy đóng gói chip, với sự hỗ trợ đầu tư từ Apple. Khi hoàn thành vào năm 2027, cơ sở đầu tiên sẽ cắt wafer từ TSMC thành các chip riêng lẻ và thêm những kết nối để có thể tích hợp vào thiết bị. Amkor Technology cho biết đang chi 7 tỉ USD cho cơ sở này, nhưng không tiết lộ khoản đầu tư cụ thể từ Apple.
Công trường xây dựng của Amkor Technology tại Arizona
Chuỗi cung ứng kết thúc tại các nhà máy lắp ráp khổng lồ, nơi Apple và các đối tác sản xuất hàng trăm triệu thiết bị mỗi năm. Cùng với Foxconn, Apple đã xây dựng một dây chuyền lắp ráp nhỏ ở thành phố Houston (bang Texas), nơi sản xuất các máy chủ AI, sẽ được sử dụng để cung cấp sức mạnh cho nhiều tính năng AI hơn mà Apple bổ sung vào các thiết bị của mình. Nhà máy này sản xuất khoảng 10 máy chủ AI mỗi giờ.
Các công nhân lắp ráp và kiểm tra máy chủ của Apple tại Houston
Tập trung vào các mục tiêu khả thi hơn trước mắt
Apple từng thử nghiệm sản xuất dòng máy tính để bàn cao cấp Mac Pro tại thành phố Austin (bang Texas), nhưng hoạt động này đã thu hẹp kể từ khi mở cửa năm 2013. Những người quen thuộc với dự án cho biết nguyên nhân là do nhu cầu thấp và những thách thức liên quan đến lao động tại Mỹ.
Hiện Apple mở rộng hoạt động tại Houston với kế hoạch lắp ráp thêm một dòng máy tính để bàn khác là Mac Mini. Cùng với Foxconn, Apple đang chuyển đổi một nhà kho lớn tại địa điểm này thành hơn 1,86 hecta không gian sản xuất vào cuối năm 2026.
Sabih Khan, Giám đốc vận hành Apple, cho biết công ty tự tin hơn vào kế hoạch sản xuất Mac Mini tại Houston so với Mac Pro ở Austin, một phần do nhu cầu cao hơn và ổn định hơn.
Theo Consumer Intelligence Research Partners, Apple bán iPhone nhiều gấp hàng trăm lần so với Mac Mini và vẫn chưa có kế hoạch đưa hoạt động lắp ráp iPhone trở lại Mỹ. Sabih Khan cho biết Apple đang tập trung vào các mục tiêu đưa chuỗi cung ứng trở lại Mỹ khả thi hơn trước mắt.
“Apple tập trung rất nhiều vào những điều mà công ty tin là rất quan trọng với sự đổi mới trong tương lai và những điều sẽ tạo nên sự khác biệt cho sản phẩm của chúng tôi theo thời gian. Đó là các linh kiện, các cụm lắp ráp nhỏ và silicon tiên tiến”, ông nói.
Các công nhân lắp ráp bo mạch và di chuyển giá đựng máy chủ của Apple tại Houston
Consumer Intelligence Research Partners là công ty nghiên cứu thị trường của Mỹ chuyên phân tích hành vi người tiêu dùng, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ như Apple, Samsung, Amazon và các dịch vụ số.
Sơn Vân - Ảnh: WSJ