Việc TSMC đưa công nghệ đúc chip mới nhất sang Mỹ là một thành công của chính quyền Tổng thống Joe Biden nhằm đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng bán dẫn, song điều đó là chưa đủ để quốc gia này có thể tự chủ hoàn toàn sản xuất những con chip phức tạp nhất.
Những mảnh ghép
Kế hoạch đầu tư 65 tỷ USD của TSMC tại bang Arizona là một phần trong cuộc đua xây dựng những xưởng đúc bán dẫn ở Mỹ, gồm nhiều gã khổng lồ khác trong ngành như Samsung và Intel, để nhận khoản trợ cấp hàng tỷ USD từ Washington.
Song, việc sản xuất chip AI vẫn gần như ở lại khu vực châu Á, do sự phức tạp trong quy trình đóng gói bán dẫn. "Không hề đơn giản để đưa cả chuỗi cung ứng về một địa điểm. Việc có xưởng đúc chip logic tại Mỹ và một phần quy trình đóng gói tại đây là không đủ", Myron Xie, chuyên gia phân tích tại SemiAnalysis nói.
Quy trình đóng gói bao gồm việc lắp ráp và tích hợp nhiều thành phần logic và bộ nhớ khác nhau (thường sản xuất tại Hàn Quốc và Đài Loan (Trung Quốc).
Nhà sản xuất chip nhớ Hàn Quốc SK Hynix vừa tuyên bố sẽ xây dựng một cơ sở đóng gói tiên tiến ở bang Indiana để sản xuất chip "bộ nhớ băng thông cao - HBM", sử dụng trong các GPU mạnh nhất của Nvidia. Tuy nhiên, bản thân chip nhớ, được gọi là Dram, sẽ tiếp tục được sản xuất tại các cơ sở của SK Hynix ở Hàn Quốc.
CW Chung, chuyên gia phân tích tại Nomura cho biết: "Samsung và SK Hynix đang đầu tư với mức tối thiểu có thể ở Mỹ và chỉ vì áp lực địa chính trị, nên họ khó có thể xây dựng các nhà máy riêng biệt ở Mỹ để sản xuất chip nhớ tiên tiến".
Trong khi đó, công ty chip nhớ hàng đầu của Washington là Micron phải đến năm 2027 mới khai trương xưởng sản xuất hiện đại nhất tại Idaho. Dù vậy, ngay cả khi đó, các chip HBM cần được cài đặt trên mô-đun GPU do TSMC sản xuất. Đến nay, công ty đúc chip hợp đồng lớn nhất thế giới chưa có ý định xây dựng cơ sở đóng gói chip tiên tiến riêng tại Mỹ, một phần do công suất nhà máy của họ tại Arizona quá nhỏ.
Những lựa chọn thay thế đã được tính đến, chẳng hạn như Amkor, nhà cung cấp thử nghiệm và lắp ráp bán dẫn trụ sở Mỹ. Công ty này chỉ hoạt động sau TSMC một năm tại Mỹ, nhưng chưa có khả năng đúc những thành phần đóng gói chính dùng để tích hợp bộ phận logic và chip nhớ.
Samsung, gã khổng lồ bán dẫn sản xuất cả chip logic và bộ nhớ, dự định công bố kế hoạch xây dựng cơ sở đóng gói "all-in-one" tiên tiến trị giá hơn 20 tỷ USD tại Texas. Nhưng công ty này vẫn bị coi là "tụt hậu" khi nhắc tới HBM. "Khách hàng muốn có sản phẩm tốt nhất trong phân khúc hơn là cơ sở vật chất all-in-one", Xie cho hay.
Khoảng trống
TSMC dự kiến sẽ đưa vào hoạt động dây chuyền sản xuất chip 2nm tại Mỹ từ năm 2028. Đây được coi là "bước nâng cấp" lớn so với kế hoạch ban đầu, khi trước đó công ty không có dự định trang bị cho các nhà máy ở nước ngoài công nghệ mới nhất.
Đổi lại, Washington đã thông qua trợ cấp 6,6 tỷ USD cùng với khoản vay lên tới 5 tỷ USD cho TSMC. Với Đạo luật Chip và Khoa học thông qua hồi 2022, Mỹ đặt mục tiêu chiếm 20% số lượng vi xử lý tiên tiến toàn cầu vào cuối thập kỷ này.
Tuy nhiên, động cơ chuyển dịch chiến lược của TSMC thực tế đến từ Nvidia và các công ty AI trong lĩnh vực công nghệ bùng nổ nhất hiện nay.
Tờ FT dẫn nguồn tin cho biết, nhà sản xuất chip AMD của Mỹ, một trong những đối thủ lớn nhất của Nvidia trên thị trường chip AI, có kế hoạch trở thành một trong những khách hàng đầu tiên của nhà máy Arizona với các bộ xử lý đồ họa và bộ xử lý trung tâm cao cấp.
Việc trao cho khách hàng quyền lựa chọn nơi sản xuất chip là bước đi trái với thông lệ vốn có của TSMC, khi làm giảm tính linh hoạt của công ty trong việc phân bổ công suất - yếu tố giúp tạo ra tỷ suất lợi nhuận gộp lên tới hơn 50%.
Các nhà phân tích và giám đốc điều hành trong ngành bán dẫn Mỹ cho biết mặc dù dự án của TSMC mở ra thêm lựa chọn cho những nhà sản xuất chip AI, song khoản đầu tư của công ty này vẫn để lại những khoảng trống trong việc sản xuất hoàn toàn các sản phẩm nội địa.
Chẳng hạn, Nvidia sẽ bắt đầu áp dụng tiến trình 2nm vào năm 2026, nhưng TSMC cần tới năm 2028 mới có thể đưa nhà máy tại Arizona vào hoạt động.
Trong trường hợp họ đẩy nhanh tiến độ hơn nữa, thì một trong những lợi thế chính của TSMC với tư cách là nhà sản xuất chip: duy trì sản lượng cao và sản phẩm lỗi tối thiểu, sẽ bị ảnh hưởng. Đội ngũ kỹ sư nghiên cứu và phát triển của TSMC tại Đài Loan (Trung Quốc), cũng phụ trách quản lý giai đoạn đầu của chu kỳ sản xuất, được coi là rất quan trọng.
Nguồn tin của FT khẳng định, "bất cứ khi nào công ty phát triển một node mới, thì Đài Loan sẽ là nơi tăng tốc đầu tiên".