Một trong những lý do giá xe tăng vọt chưa từng thấy là việc thiếu hụt các vi mạch bán dẫn điện tử, hay ngắn gọn hơn là chip điện tử. Không chỉ với hàng chục loại chip điện tử cần thiết cho xe hơi, chúng là cơ phận hiện diện trong hầu hết các vật dụng điện tử như điện thoại, hàng gia dụng cho đến các hệ thống vận hành và dây chuyền sản xuất. Nói khác hơn, một thế giới hiện đại và điện tử hóa không thể thiếu vắng các vi mạch này. Chip điện tử là gì và tại sao lại thiếu hụt để dẫn đến tình trạng gia tăng giá cả và gây nên tình trạng đình trệ sản xuất.
nguồn forberg Năm 1958, Kỹ sư Jack Kilby của hãng Texas Instrument (TI) đã sáng chế ra microchip – vi mạch bán dẫn đầu tiên. Dẫu đơn giản và được nhà vật lý học Robert Noyce hoàn chỉnh bằng vật liệu silicon chỉ vài tháng sau, sáng chế này xem như một cuộc cách mạng kỹ thuật to lớn trong kỹ nghệ điện tử và là một trong những phát minh quan trọng của thế kỷ 20.
Ðể ghi công, Jack Kilby nhận được giải thưởng Nobel Vật Lý năm 2000 và thung lũng điện tử đã được đặt tên là Silicon Valley theo phát minh của Robert Noyce, người đã đồng sáng lập hãng Intel sau này. Qua nhiều thế hệ nghiên cứu và cải đổi, chip đã trở thành một phụ tùng điện tử căn bản không thể thiếu vắng trong thế giới phát triển và điện toán hóa hiện nay.
Không như các loại hàng hóa khác, microchip được chế tạo trong các cơ xưởng (fab) có điều kiện nghiêm ngặt. Những công nhân có tay nghề cao được huấn luyện cẩn thận để làm việc trong các xưởng “fab” này. Họ phải mang đồ kín bít, che mặt mũi trùm đầu như các bác sĩ giải phẫu nhằm tránh bụi bặm, tránh sự thay đổi nhiệt độ cho đến các điện từ gây ra, những điều có thể ảnh hưởng đến các vi mạch được chế tạo. Ðó là lý do những nhà máy này phải mất vài năm trời với chi phí nhiều tỉ đô la để xây dựng, không đơn giản như lắp ráp thêm dây chuyền và thuê thêm nhân công nếu muốn gia tăng sản lượng tức thời.
Jack Kilby của hãng Texas Instrument (TI) đã sáng chế ra microchip – vi mạch bán dẫn đầu tiên – nguồn earthsky
Khi cơn đại dịch xảy ra, hầu như nhu cầu tiêu thụ bị tụt giảm tức thời. Nhiều xưởng chuyên cung cấp các chip điện tử đã giảm sản lượng và đến khi chính họ cũng phải đóng cửa các xưởng chế tạo khi dịch bịnh leo thang, chip chế tạo không còn nhiều trong các nhà kho như những lúc guồng máy vận hành thông thường. Và một khi các dây chuyền đã ngừng hoạt động, việc tái vận hành không đơn giản như việc chỉ bật cái cầu dao điện.
Phương thức chế tạo nghiêm ngặt, phụ thuộc vào nhiều nguồn cung cấp nguyên vật liệu, nguồn nhân công sau đại dịch thiếu sự ổn định, hệ thống vận chuyển bị ảnh hưởng, nguồn cung đã gặp nhiều khó khăn. Trong khi đó, thế giới đã bắt đầu tái vận hành trở lại, nhu cầu sử dụng tăng cao, thậm chí tăng cao hơn trước kia.
Việc làm việc tại nhà đã tạo ra nhu cầu tiêu thụ, thay đổi máy điện toán, hệ thống internet, các ứng dụng giao tiếp từ xa… vốn đòi hỏi không chỉ nhu liệu mà tiêu thụ lượng chip điện tử rất lớn vào các hệ thống thiết bị và dữ liệu. Kỹ thuật điện thoại 5G phát triển mạnh cũng đòi hỏi số chip điện tử nhiều và mạnh hơn các thế hệ trước. Nhu cầu chơi video game của trẻ em hay xem phim của người lớn tại nhà cũng gia tăng, những điều mà các hệ thống của nó cũng cần nhiều chip điện tử. Phong trào “đào tiền” và giao dịch tiền ảo cần nhiều hệ thống cực mạnh, đồng nghĩa với việc cần gia tăng chip điện tử. Tất cả những điều này bất chợt trở thành một cơn khủng hoảng, thiếu hụt chip điện tử không riêng chỉ tại Mỹ.
Xe hơi thế hệ mới hiện nay cần trung bình khoảng 1,500 chip điện tử – nguồn popular mechanic
Bên cạnh đó, các hãng xe hơi hay xe điện nhận ra rằng nhu cầu tiêu thụ xe sau đại dịch vẫn rất lớn, nhưng đã quá trễ vì không đủ chip điện tử cho hàng loạt những xe hơi chưa hoàn chỉnh đang nằm trên dây chuyền sản xuất và chờ những phụ tùng lắp ráp. Theo báo cáo từ Autocar, một xe hơi thế hệ mới hiện nay cần trung bình khoảng 1,500 chip điện tử, trong đó một số loại xe tân tiến có thể cần gấp đôi số này, đến 3,000 chip. Chỉ cần thiếu hụt một số nhỏ trong số lượng chip cần thiết, một chiếc xe đã không thể xuất xưởng. Các tường trình cho biết hàng triệu xe hơi được xem hầu như đã hoàn tất nhưng không thể đưa ra thị trường vì thiếu các chip điện tử.
Một sự thật hiện nay là Hoa Lục, Ðài Loan, Nam Hàn cùng một số quốc gia Á Châu là những quốc gia hay đặt hãng chế tạo chip điện tử lớn nhất cho thế giới. Cuộc thương chiến giữa Mỹ với Trung Cộng đã đưa giá chip tăng cao và Mỹ nhắm vào các nhà cung cấp từ Ðài Loan, Nam Hàn và các nước khác. Năm 2021 vừa qua, Ðài Loan đối diện với cơn hạn hán lớn nhất trong gần nửa thế kỷ qua, trong khi các fab chế tạo chip cần một khối lượng nước khổng lồ trong việc chế tạo cũng gây ảnh hưởng lớn đến việc sản xuất của Ðài Loan.
Kỹ thuật viên trong phòng sạch tại Globalfoundries. Nhiếp ảnh gia: Lauryn Ishak / Bloomberg
Tại sao Mỹ không tự chế tạo chip điện tử mà cần phụ thuộc vào các hãng nước ngoài? Câu trả lời không dễ dàng như nhiều người muốn có hay mong đợi. Mỹ hiện nay chỉ chiếm khoảng 12 % tổng sản lượng chip toàn cầu, bao gồm từ các tập đoàn của Ðài Loan và Nam Hàn sản xuất trên đất Mỹ chứ không riêng của các hãng Mỹ. Như nhiều mặt hàng hay kỹ nghệ khác, Mỹ không thể đầu tư và chế tạo hết hàng chục ngàn loại chip khác nhau mà chỉ tập trung vào một số loại chính yếu và phổ thông trong các kỹ nghệ qua một vài hãng quen thuộc như Intel, Nvidia, Texas Instrument, Micron, AMD… còn thì việc nhập cảng từ các hãng nhỏ nước ngoài sẽ hiệu quả và giảm giá thành nhiều hơn.
Các kế hoạch xây thêm các xưởng chế tạo chip tại Mỹ vẫn đang được một số hãng công bố và thực hiện, tuy nhiên như đã nói trên, những yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt, chi phí đầu tư rất cao, những việc này sẽ không hoàn tất trong vài năm tới. Các tường trình và dự đoán từ các cấp quản trị trong kỹ nghệ bán dẫn tại Mỹ cho rằng việc thiếu hụt chip điện tử sẽ kéo dài đến hết năm 2022 này, một hy vọng và sự cố gắng sớm nhất có thể trước khi nạn thiếu hụt chip điện tử không còn.
Ðồng nghĩa với điều này là, dù muốn hay không, người tiêu thụ phải trả tiền nhiều hơn cho bất cứ xe hơi hay món hàng điện tử nào đó và đây là một thực tế nằm ngoài tầm tay của họ trước khi Mỹ tránh lệ thuộc quá nhiều vào nguồn cung cấp chip từ nước khác.
Intel có kế hoạch chi 3.5 tỷ USD để nâng cấp nhà máy sản xuất chip của mình ở Rio Rancho, New Mexico. nguồn Intel
Đinh Yên Thảo
