Nhà máy Arizona của TSMC bắt đầu sản xuất hàng loạt chip tiên tiến vào năm 2025
(spectrum.ieee.org)- Sau nhiều năm lên kế hoạch, xây dựng, điều phối địa chính trị và giải quyết vấn đề nhân lực, nhà máy tại Phoenix sẽ bước vào sản xuất hàng loạt với quy trình 4nm, trở thành phép thử cho năng lực sản xuất bán dẫn tiên tiến tại Mỹ
- Vào tháng 10/2024, đã có thông báo rằng tỷ lệ đạt chuẩn của nhà máy Arizona cao hơn 4% so với nhà máy ở Đài Loan, và nhà máy thứ hai dự kiến nhắm tới quy trình 2nm hoặc 3nm vào năm 2028
- Vì TSMC sản xuất 90% chip tiên tiến của thế giới và được Apple, Nvidia, Google, Amazon, Qualcomm cùng nhiều công ty khác phụ thuộc, nên sản xuất tại Mỹ gắn liền với nhu cầu của khách hàng muốn giảm rủi ro chuỗi cung ứng
- Đây là động thái khó có thể chỉ giải thích bằng nguồn vốn từ CHIPS Act; tình trạng thiếu chip đầu giai đoạn COVID và những phát ngôn cứng rắn của Trung Quốc quanh Đài Loan đã làm gia tăng nhu cầu về fab ngoài Đài Loan
- Nhà máy Arizona phải vượt qua xung đột văn hóa, quy định cấp phép và xây dựng của Mỹ, cùng tình trạng thiếu kỹ sư và kỹ thuật viên, qua đó đồng thời kiểm chứng mở rộng quốc tế của TSMC và sự phục hưng sản xuất bán dẫn tại Mỹ
Sản xuất hàng loạt tại fab Phoenix vào năm 2025
- TSMC dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt tại cơ sở sản xuất chip tiên tiến ở Phoenix trong năm 2025
- Đây là một trường hợp đưa năng lực sản xuất chip tiên tiến vào Mỹ, đồng thời đóng vai trò kiểm chứng liệu CHIPS and Science Act năm 2022 có thể góp phần ổn định chuỗi cung ứng bán dẫn của Mỹ và các nước đồng minh hay không
- Hiện fab ở Arizona có thể vận hành ở nút 4nm
- Quy trình này được dùng để sản xuất các GPU tiên tiến nhất của Nvidia
- Cuối tháng 10/2024, TSMC công bố rằng tỷ lệ đạt chuẩn của nhà máy Arizona cao hơn 4% so với nhà máy tại Đài Loan
- Tỷ lệ đạt chuẩn ban đầu được xem là tín hiệu tích cực để đánh giá hiệu quả của fab này
Lộ trình quy trình và mở rộng tại Mỹ
- Fab thứ hai tại Arizona đặt mục tiêu đi vào hoạt động năm 2028, với kế hoạch cung cấp quy trình nút 2nm hoặc 3nm
- Chip 4nm và 3nm đã được sản xuất hàng loạt tại các fab khác của TSMC từ năm 2022
- Nút 2nm dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt tại Đài Loan trong năm nay
- Trong tương lai, TSMC cũng có kế hoạch mở fab thứ ba tại Mỹ sử dụng công nghệ còn tiên tiến hơn
CHIPS Act và nhu cầu chuỗi cung ứng từ khách hàng
- TSMC dự kiến nhận 6,6 tỷ USD vốn từ CHIPS Act để xây dựng nhà máy Arizona đầu tiên
- Việc đưa sản xuất bán dẫn trở lại Mỹ không thể được giải thích chỉ bằng hỗ trợ của chính phủ
- TSMC sản xuất 90% chip tiên tiến của thế giới
- Các công ty có trụ sở tại Mỹ như Apple, Nvidia, Google, Amazon và Qualcomm phụ thuộc vào TSMC
- Tình trạng thiếu chip phát sinh từ cú sốc kinh tế ở giai đoạn đầu COVID và những phát ngôn cứng rắn của Chủ tịch Tập Cận Bình liên quan đến Đài Loan đã làm gia tăng lo ngại của khách hàng TSMC và giới hoạch định chính sách quốc tế
- TSMC công bố ý định đầu tư vào Arizona vào năm 2020
- Dan Hutcheson của TechInsights cho rằng CHIPS Act không tạo ra xu hướng này, mà phần lớn là các doanh nghiệp tự chủ động
- Những khách hàng lớn như Apple đã yêu cầu TSMC xây fab ở các khu vực khác để giảm thiểu rủi ro
Sản xuất ngoài Đài Loan và logic địa chính trị
- Hutcheson cho rằng việc TSMC có fab ở ngoài Đài Loan sẽ tốt hơn cho cả khách hàng lẫn Đài Loan
- Lá chắn silicon của Đài Loan có nghĩa là vị thế thống trị của TSMC trong sản xuất chip tiên tiến đã tạo ra lý do để Mỹ và các quốc gia khác ủng hộ Đài Loan
- Tuy vậy, vẫn còn lo ngại rằng lá chắn này có thể trở thành mục tiêu
- Mỹ và các đồng minh càng phụ thuộc vào các chip chỉ được sản xuất tại Đài Loan, Trung Quốc càng có thể nhắm vào Đài Loan để gây thiệt hại lớn cho kinh tế Mỹ
- Phân tích cho rằng đa dạng hóa địa lý của TSMC có thể làm giảm mức độ Đài Loan trở thành mục tiêu
- TSMC đã mở fab tại Nhật Bản và đang xây dựng một fab tại Đức
Nhân lực và xung đột văn hóa tại fab Arizona
- Phản ứng tại Đài Loan đối với fab Arizona là trái chiều
- Một khảo sát của Rest of World vào tháng 4/2024 đã nêu ra sự bất mãn từ cả lao động Mỹ lẫn lao động Đài Loan
- Những lao động Mỹ được đào tạo 1 năm tại Đài Loan phàn nàn về điều kiện làm việc kém và chương trình đào tạo không đầy đủ
- Lao động Đài Loan thì phàn nàn rằng người Mỹ kiêu ngạo và thiếu đạo đức nghề nghiệp cần thiết cho fab bán dẫn
- Giáo sư kinh tế Chang-Tai Hsieh của University of Chicago cho biết TSMC vận hành như một tổ chức kiểu quân đội, với cơ chế ra quyết định từ trên xuống và văn hóa không đặt câu hỏi
- Jason Hsu của Hudson Institute nhận định nhiều kỹ sư Mỹ mang thái độ kiểu Thung lũng Silicon là “move fast and break things”, nhưng quy trình bán dẫn có thể bị ảnh hưởng chỉ bởi một hạt bụi nên việc thích nghi không hề dễ dàng
- Hutcheson nói rằng những xung đột văn hóa như vậy là điều có thể dự đoán trước, và dường như TSMC đã vượt qua được
- Vấn đề có thể nằm ở chỗ công ty đặt ra mục tiêu và lịch trình phi thực tế
- TSMC xem việc xây fab tại Mỹ đơn thuần là vấn đề kỹ thuật, nhưng năng lực thực tế lại chịu ảnh hưởng lớn từ văn hóa và pháp luật
- Ở Mỹ, luật xây dựng và thủ tục cấp phép có thể khác nhau giữa từng thành phố, nên cách vận hành khác với Đài Loan
- Mỹ cũng đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt kỹ sư và kỹ thuật viên khi ngày càng có nhiều fab được mở
Kế hoạch fab tại Mỹ của Samsung và Intel
- TSMC không phải công ty duy nhất muốn mở fab tiên tiến tại Mỹ với hỗ trợ từ CHIPS Act
- Samsung dự kiến nhận 6,4 tỷ USD vốn tiềm năng để mở fab tại Taylor, Texas
- Thời điểm sản xuất đã bị lùi từ nửa cuối 2024 sang khả năng là năm 2026
- Hsieh cho rằng vấn đề lớn nhất của Samsung không phải là xung đột văn hóa
- Theo ông, Samsung thậm chí còn không có đủ khách hàng cho các chip sản xuất tại Hàn Quốc, và cũng sẽ không có nhu cầu cho những con chip có thể được sản xuất tại Texas với chi phí cao hơn
- Intel là một trong những công ty vận động hành lang mạnh cho CHIPS Act, và sau khi Pat Gelsinger lên làm CEO vào năm 2021, hãng đã thúc đẩy hồi sinh mảng foundry
- Công nghệ của Intel bị tụt lại phía sau và cũng gặp khó trong việc đảm bảo đủ khách hàng giống như Samsung
- Intel đang lên kế hoạch mở các địa điểm mới tại Mỹ
- Intel được dự kiến nhận 8,5 tỷ USD vốn trực tiếp từ CHIPS Act
- Xây dựng các fab tiên tiến tại Arizona và Ohio
- Chuyển đổi 2 fab ở New Mexico thành cơ sở đóng gói
- Mua thiết bị quang khắc EUV thế hệ tiếp theo cho cơ sở tại Oregon
Những biến số còn lại
- Tại thời điểm bài viết được công bố, vẫn chưa rõ chính quyền Trump sẽ thay đổi việc thực thi CHIPS Act như thế nào
- Nếu không có thay đổi lớn, việc khai trương fab Arizona của TSMC sẽ đồng thời kiểm chứng hai điều
- Liệu CHIPS Act có thể thúc đẩy sản xuất trong nước Mỹ hay không
- Liệu mở rộng quốc tế của TSMC có thể vận hành hiệu quả hay không
- Hutcheson đánh giá những gì đang diễn ra ở Phoenix là rất đáng kinh ngạc
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Trong quy trình foundry, từ ADVANCED nay đã chính thức có nghĩa là dưới 7nm, đặc biệt trong quy định xuất khẩu sang Trung Quốc còn có tiêu chí cụ thể đi kèm
Đây cũng là tiêu chí đã xuất hiện trong công bố gần đây của ASML
Thành tựu quan trọng ở đây là TSMC đã xây dựng và vận hành nhà máy nhanh đến mức nào ngay cả khi không có lợi thế sân nhà. Intel có lẽ cũng không thể tái hiện khoảng thời gian này, kể cả nếu đó là fab Intel 7nm
Ở Đài Loan, nếu đã có đủ kế hoạch và giấy phép từ trước, TSMC từng có kỷ lục xây xong và vận hành fab trong 18 tháng, nói đúng hơn là gần 12 tháng
Vì vậy, trừ khi có phép màu xảy ra hoặc chính phủ Mỹ can thiệp bất công ở một số khâu nhất định, tôi cho rằng khả năng Intel với đội ngũ, ban điều hành, hội đồng quản trị và nhóm nhà đầu tư hiện tại bắt kịp TSMC với tư cách một foundry về năng lực sản xuất, giá cả và lead time gần như bằng 0. Sau khi Pat Gelsinger ra đi, tôi đã mất hết niềm tin và hy vọng
Khi TSMC 2nm tăng tốc vào cuối năm nay, nhà máy TSMC ở Mỹ cũng sẽ bắt đầu làm 3nm nếu khi đó vẫn chưa khởi động
Intel không có động lực tương tự. Tất nhiên họ nhận tiền, rồi sau khi xây fab mới thì hy vọng nhu cầu bùng nổ
Nếu hoàn thành trước khi nhu cầu xuất hiện thì thậm chí có thể gây hại, nên mức độ cấp bách khác nhau
Nhưng cũng như Intel đã đánh mất vị trí dẫn đầu một cách nhanh chóng và bất ngờ, TSMC cũng có thể một lúc nào đó bị kẹt ở ngõ cụt nghiên cứu và bị ai đó vượt qua
Điều thật khó hiểu là giới lãnh đạo Đài Loan không nhìn ra mục đích cuối cùng của Mỹ quanh CHIPS Act và các lệnh trừng phạt Trung Quốc
Chính phủ Mỹ đang cố chiếm lấy TSMC bằng lừa dối, áp lực và ác ý, đồng thời chặn doanh thu mà TSMC có thể kiếm được từ việc bán chip tiên tiến cho Trung Quốc, khiến Đài Loan phải gánh chi phí đó
Ngay cả khi TSMC chuyển sang Mỹ thành công, họ cũng không nên cảm thấy an toàn
Thế giới Anglo-Mỹ có truyền thống cướp biển lâu đời, và như trường hợp TikTok cho thấy, Mỹ rao giảng cho người khác về tự do thương mại và trật tự pháp lý ổn định, nhưng bản thân lại không chút xấu hổ thực thi chủ nghĩa trọng thương một cách trắng trợn
Đây là tin tốt, và có thể nói không tranh cãi rằng đây là bán dẫn tiên tiến nhất đang được sản xuất tại Mỹ hiện nay
Intel đang sản xuất Xeon 6 bằng Intel 3 [2]
Vì vậy nếu xét kỹ thì cũng có thể xem Intel có quy trình tiên tiến hơn TSMC ngay trong nước Mỹ. TSMC sang năm mới làm 4nm ở Mỹ
Tuy nhiên sản lượng của Intel có lẽ không cao
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/3_nm_process#cite_note-74
[2] https://www.intel.com/content/www/us/en/products/details/pro...
Hy vọng nó thành công, nhưng nếu thất bại thì tôi xem như Intel chấm hết
“Các tổ chức môi trường và y tế công cộng, bao gồm Sierra Club, đang kêu gọi Tổng thống Joe Biden phủ quyết một dự luật gây tranh cãi, vốn cho phép phần lớn các công ty bán dẫn xin tài trợ liên bang theo CHIPS Act không phải hoàn tất các đánh giá môi trường cốt lõi theo yêu cầu của National Environmental Policy Act, tức NEPA”
“Việc miễn trừ ngành bán dẫn khỏi NEPA là hoàn toàn không thể biện minh, đặc biệt khi dự kiến việc sử dụng PFAS và các hóa chất độc hại khác trong ngành này sẽ tăng mạnh, và ngành này từng xả những hóa chất nguy hiểm đó vào không khí và nước quanh các cơ sở”, Tom Fox, cố vấn lập pháp cấp cao của Center for Environmental Health, nói
https://www.sierraclub.org/press-releases/2024/10/environmen...
Điều này cho thấy rằng với đủ áp lực chính trị, quân sự và khả năng rải tiền gần như không giới hạn, việc chuyển sản xuất sang Mỹ thật sự là khả thi
Bất kỳ thỏa thuận nào giữa Mỹ và Đài Loan cũng sẽ luôn có bối cảnh quân sự phía sau. Đài Loan gần đây cũng đã nhận được một số trang bị quân sự mới khá tốt
Những thứ mà ở Ukraine tuyệt đối không thể thấy
Nhưng quy trình 2nm (N2{,P,X}) sẽ chưa có cho đến khoảng năm 2028. Sự trì hoãn này vẫn thể hiện chủ nghĩa bảo hộ
Cho đến khi Mỹ có một, tốt nhất là nhiều công ty Mỹ có năng lực 2nm trong toàn bộ quy trình, bao gồm cả quy trình khuếch tán và packaging, thì khó có thể nói họ có năng lực chiến lược nội địa thật sự
IBM vẫn còn nghiên cứu liên quan, nhưng đã ngừng dùng nó cho hoạt động kinh doanh thực tế
Nếu tôi nhớ đúng, IBM đã cấp phép nghiên cứu công nghệ quy trình 2nm cho Rapidus của Nhật Bản
Tôi không nghĩ ra công ty nào khác sẵn sàng chấp nhận rủi ro mở dịch vụ foundry 2nm tại Mỹ
Nhìn chung có vẻ tương đương, và lịch trình năm sau dường như vẫn được giữ
Nhưng có vẻ nhà máy này sẽ không thể tự đứng một mình. Nếu có chuyện xấu xảy ra với TSMC ở Đài Loan, tôi không nghĩ họ có thể chuyển fab sang các quy trình mới hơn
Phá hủy ở đây không có nghĩa là phá hủy vật lý quy mô lớn. Đó là sự kết hợp của việc gỡ bỏ các khóa và một số linh kiện cốt lõi
Thông điệp là “các người có thể lấy hòn đảo, nhưng không thể lấy doanh nghiệp”
Theo tôi hiểu, họ tạo ra die, rồi để thành chip hoàn chỉnh thì phải xuất khẩu sang Trung Quốc hoặc Đài Loan
Đây là chiến thắng của quốc gia có chủ quyền Đài Loan, và là việc bảo vệ ngành công nghiệp họ đã gây dựng từ con số không
Chỉ là suy đoán, nhưng nếu Trung Quốc xâm lược Đài Loan, với Mỹ có lẽ sẽ rẻ hơn nếu ném bom các fab của Đài Loan để chúng không rơi vào tay Trung Quốc trong lúc bị xâm lược
Ngoài ra họ cũng có thể cấp quy chế tị nạn hào phóng cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư Đài Loan. Sau đó thì chuyện gì xảy ra với Đài Loan cũng có thể không còn quan trọng nữa
Để duy trì lá chắn silicon, Đài Loan tuyệt đối sẽ không đặt quy trình tiên tiến hơn bên ngoài Đài Loan
Fab này có ngang cấp với các fab TSMC ở Đài Loan không? Tôi không theo kịp tình hình các quy trình nên tò mò
https://www.taipeitimes.com/News/biz/archives/2024/11/08/200...
Bài viết nói Arizona đang chuẩn bị sản xuất hàng loạt 4nm, nên có lẽ đó là quy trình họ đang có
3nm đã được xuất xưởng hơn một năm rồi, và hiện tại cũng như trong vài năm tới sẽ chỉ được sản xuất ở Đài Loan