Ngành sản xuất vi mạch bán dẫn, dù được Mỹ đầu tư mạnh mẽ, vẫn phụ thuộc vào chuỗi cung ứng toàn cầu phức tạp, trải rộng qua nhiều quốc gia.
Chất bán dẫn, hay còn gọi là vi mạch, có vai trò thiết yếu trong hoạt động của nhiều thiết bị, từ lò vi sóng cho đến vũ khí quân sự. Ngành công nghiệp chất bán dẫn hiện có giá trị vượt quá 580 tỷ USD, tuy nhiên, con số này vẫn chưa phản ánh đầy đủ tầm quan trọng của chúng đối với nền kinh tế toàn cầu. Đó cũng chính là lý do mà Tổng thống Biden đã ký ban hành đạo luật CHIPS và Khoa học, với tổng mức đầu tư lên tới 50 tỷ USD, nhằm thúc đẩy sản xuất chất bán dẫn trong nước.
Hành trình chu du khắp thế giới của một con chip
Theo New York Times, mặc dù các cơ sở sản xuất ở Mỹ đã được xây dựng, hoạt động chế tạo chip nhớ vẫn mang tính chất toàn cầu. Hành trình quốc tế của một loại vi xử lý, do công ty Onsemi của Mỹ sản xuất và dùng để cung cấp năng lượng cho xe điện, minh chứng cho sự khó khăn trong việc tách rời khỏi Đông Á và các khu vực khác.
Giai đoạn đầu tiên trong quá trình sản xuất loại chất bán dẫn đặc biệt này, gọi là chip silicon carbide, diễn ra tại một nhà máy ở New Hampshire.
Khi quá trình sản xuất hoàn tất, vi xử lý này sẽ được sử dụng trong các ôtô lưu thông trên đường phố Mỹ. Tuy nhiên, trong giai đoạn giữa, quốc gia này sẽ phải phụ thuộc vào nguyên liệu thô, thiết bị và quyền sở hữu trí tuệ từ nhiều nhà cung cấp và nhà máy nước ngoài. Cụ thể, tại cơ sở sản xuất của Onsemi ở New Hampshire, quy trình bắt đầu với bột silicon và carbon đen lấy từ Na Uy, Đức, và Đài Loan. Các vật liệu này sẽ được trộn với than chì cùng khí từ Mỹ, Đức và Nhật Bản. Tiếp theo, hỗn hợp này được nung nóng tới nhiệt độ gần như bề mặt của mặt trời, tạo ra các tinh thể hình thành nên xương sống cho hàng triệu con chip.
Loại tinh thể này, có độ cứng gần giống kim cương, được chuyển đến một nhà máy ở Cộng hòa Séc để được cắt thành những lát mỏng bằng loại máy móc đặc biệt do sự hợp tác giữa Mỹ, Đức, Italy và Nhật Bản chế tạo.
Sau khi trải qua hành trình khắp Tây Âu, các tấm wafer được gửi đến một nhà máy siêu sạch tại Hàn Quốc để xử lý bằng những thiết bị phức tạp được nhập khẩu từ Hà Lan, Mỹ và Nhật Bản. Những máy móc này sử dụng hóa chất, khí và các mẫu ánh sáng tinh vi để tạo ra các kênh dẫn chỉ rộng vài nguyên tử, đủ kích thước cho electron di chuyển khi chúng truyền tải dữ liệu.
Khi đã qua xử lý, các tấm wafer sẽ được cắt thành các chiplet nhỏ và được chuyển tới các cơ sở ở Trung Quốc, Malaysia và Việt Nam. Tại đây, các chip sẽ được hoàn thiện và kiểm tra trước khi được vận chuyển đến các trung tâm phân phối toàn cầu tại Trung Quốc và Singapore.
Cuối cùng, các con chip này được chuyển giao cho Hyundai, BMW và những nhà sản xuất ô tô khác tại Châu Á và Châu Âu để tích hợp vào hệ thống điện của xe. Song song, một số vi xử lý khác sẽ được cung cấp cho các nhà cung cấp phụ kiện ô tô ở Canada, Trung Quốc và Mỹ.
Cơn đau đầu của nước Mỹ
Các con chip máy tính đầu tiên được phát minh ở Mỹ, nhưng phải đến cuối thập niên 1960, một phần của chuỗi cung ứng mới bắt đầu được toàn cầu hóa khi doanh nghiệp tìm kiếm các cách tiết kiệm chi phí. Nhờ vào những khoản trợ cấp hào phóng, nhiều công ty châu Á đã khởi đầu sản xuất các vi xử lý với giá thành thấp hơn. Họ thậm chí còn phát triển những chip bán dẫn tiên tiến hơn so với các nước phương Tây.
Thị phần sản xuất chip của Mỹ đã giảm từ 37% vào năm 1990 xuống chỉ còn 12% hiện tại. Khi dầu mỏ trở thành nền tảng cho nền kinh tế công nghiệp vào đầu thế kỷ 20, nước Mỹ nhanh chóng nắm bắt cơ hội và trở thành một trong những nhà sản xuất hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, việc đảm bảo nguồn cung cho ngành bán dẫn lại phức tạp hơn nhiều. Khác với dầu mỏ, mọi loại chất bán dẫn đều khác nhau với nhiều mức giá và phụ thuộc vào chuỗi cung ứng đa lớp trải dài qua nhiều quốc gia.
Trên quy mô kinh tế, Mỹ gần như không thể tự sản xuất tất cả các sản phẩm trong ngành bán dẫn. Theo New York Times, Mỹ đang nỗ lực để tăng cường sản lượng chip nội địa nhằm phục hồi chuỗi cung ứng trong nước. Đây cũng là một biện pháp nhằm ngăn chặn tình trạng thiếu hụt chất bán dẫn, dẫn đến chi phí cao và thiệt hại kinh tế giống như trong thời kỳ đại dịch.
Tuy nhiên, do các quốc gia khác cũng đang đầu tư mạnh vào ngành công nghiệp chip, nên dù khoản đầu tư của Mỹ có lớn đến đâu cũng khó có thể làm thay đổi tình hình toàn cầu. Việc xây dựng các nhà máy bán dẫn mới cần nhiều năm. Hơn nữa, ngay cả khi các cơ sở này đi vào hoạt động, chúng cũng có khả năng không cung cấp công nghệ sản xuất tiên tiến nhất.
Nhiều doanh nghiệp có thể sẽ trì hoãn hoặc hủy bỏ dự án nếu không nhận được đủ hỗ trợ từ chính phủ. Thêm vào đó, các nhà máy phức hợp cần những kỹ sư tay nghề cao. Rất khó để Mỹ có thể tự mình giải quyết vấn đề chuỗi cung ứng chất bán dẫn. Một nghiên cứu năm 2020 của Boston Consulting Group và Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn cho thấy khoản đầu tư 50 tỷ USD có thể giúp tăng thị phần sản xuất của Mỹ lên khoảng 13 hoặc 14% vào năm 2030. Con số này không đáng kể, chỉ đủ để Mỹ giữ một phần thị trường toàn cầu. Đáng chú ý, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nếu thiếu nguồn tài trợ, tỷ lệ thị phần của Mỹ có thể giảm xuống chỉ còn 10%.
Theo ZNews