Khám phá dự án 60 tỉ USD của Texas Instruments, nơi sản xuất chip iPhone

Đến tháng 8, Apple cam kết sẽ làm điều đó.

Trong buổi họp báo tại Phòng Bầu dục, nơi Tổng thống Donald Trump công bố mức thuế 100% với chip từ các công ty không sản xuất tại Mỹ, Giám đốc điều hành Tim Cook của Apple đã nâng cam kết chi tiêu trong nước lên 600 tỉ USD 4 năm tới, tăng từ mức 500 tỉ USD công bố hồi tháng 2.

Tim Cook cho biết một phần trong số đó sẽ dành cho việc sản xuất “các chất bán dẫn nền tảng quan trọng” cho iPhone và các thiết bị Apple khác tại những nhà máy chế tạo chip mới của Texas Instruments ở bang Utah và Texas.

Vào tháng 7, CNBC là cơ quan báo chí đầu tiên được vào bên trong nhà máy mới nhất của Texas Instruments ở thành phố Sherman, bang Texas. Tại đây, dây chuyền sản xuất chip hàng loạt dự kiến sẽ bắt đầu cuối năm 2025. Đây là 1 trong 7 nhà máy mới mà Texas Instruments đang xây dựng tại Mỹ để cung cấp chip cho các khách hàng lớn như Apple, Nvidia, Ford Motor, Medtronic (hãng công nghệ chăm sóc sức khỏe) và SpaceX.

Dù Texas Instruments không sản xuất các loại chip tiên tiến nhất thế giới, nhưng những linh kiện thiết yếu của họ có mặt ở gần như mọi nơi, từ smartphone đến GPU (bộ xử lý đồ họa) phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) tạo sinh.

“Nếu bạn có bất kỳ thứ gì cắm điện, dùng pin hoặc có dây cáp, rất có thể trong đó có hơn một con chip Texas Instruments”, ông Mohammad Yunus, Phó chủ tịch cấp cao phụ trách công nghệ và sản xuất của công ty này, bình luận.

Chỉ một tháng sau khi Texas Instruments công bố dự án 60 tỉ USD, cổ phiếu công ty Mỹ giảm 13% sau khi đưa ra dự báo yếu kém và lo ngại về thuế quan trong buổi báo cáo kết quả tài chính quý 2/2025 hôm 23.7.

“Điều nhiều người lo là các khách hàng cuối. Trước sự bất định về thuế quan, họ không biết phải làm gì. Họ có nên tích trữ hàng không?”, Stacy Rasgon, nhà phân tích cấp cao tại hãng Bernstein Research, nhận định.

Vẫn chưa rõ nhu cầu chip có duy trì ở mức cao sau khi tình trạng bất ổn về thuế quan lắng xuống hay không. Dù vậy, cổ phiếu Texas Instruments đã hồi phục phần nào vào tháng 8.

“Tôi cho rằng Texas Instruments sẽ hưởng lợi nhiều hơn là bị thiệt hại từ thuế quan”, Timothy Arcuri, Giám đốc điều hành tại tập đoàn tài chính UBS, cho biết. Ông nói rằng nhà máy tại Mỹ của Texas Instruments sẽ giúp họ hạ giá thành so với các đối thủ sản xuất chip tại Đài Loan.

Tuy nhiên, thị trường chip của Texas Instruments không được đảm bảo. Sau khi gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu trong khủng hoảng thiếu chip năm 2020, thị phần chip analog của Texas Instruments lao dốc thảm hại, từ mức cao 19,8% năm 2020 xuống chỉ còn 14,7% vào 2024, theo UBS.

Dự án 60 tỉ USD của Texas Instruments gồm 4 nhà máy ở thành phố Sherman (bang Texas); 1 nhà máy tại thành phố Richardson (bang Texas); 2 nhà máy ở thành phố Lehi (bang Utah). Các nhà máy mới sẽ giúp Texas Instruments có năng lực sản xuất gấp 5 lần hiện tại, Mohammad Yunus chia sẻ với CNBC.

SM1 và SM2, hai trong số bốn nhà máy sản xuất chip mới đang được Texas Instruments xây dựng tại thành phố Sherman - Ảnh: Getty Images

“Họ đang đặt cược lớn rằng sẽ giành lại thị phần và nhu cầu sẽ bùng nổ trở lại. Nếu không lấy lại được thị phần đó, thật khó để biện minh cho việc xây dựng nhiều năng lực sản xuất như vậy”, Timothy Arcuri bình luận.

Mở nhà máy 300 mm đầu tiên trên thế giới cho chip analog

Nổi tiếng với chiếc máy tính bỏ túi có chức năng vẽ đồ thị nhưng Texas Instruments cũng đóng vai trò quan trọng trong việc cách mạng hóa ngành điện tử. Năm 1958, kỹ sư Jack Kilby của Texas Instruments đã nộp bằng sáng chế đầu tiên cho mạch tích hợp (IC). Điều này mở đường cho việc thu nhỏ chip bằng cách tích hợp tất cả linh kiện của mạch, không chỉ transistor (bóng bán dẫn), trên cùng một tấm silicon.

Hiện nay, phần lớn doanh thu của Texas Instruments đến từ khách hàng thuộc ngành ô tô và công nghiệp, vốn mua chip analog và chip nhúng của công ty.

Chip analog xử lý các tín hiệu như âm thanh, ánh sáng và áp suất, ví dụ nhiệt độ trên bộ điều nhiệt hoặc điện áp trên các chip quản lý năng lượng để bảo vệ thiết bị khi cắm điện. Chip nhúng thường là bộ vi điều khiển hoặc xử lý tín hiệu cho các thiết bị hàng ngày, như ra lệnh cho máy nướng bánh kêu “ting”, kết thúc chu trình rửa chén hay kích hoạt phanh ABS.

Không giống các chip tiên tiến 2 nanomet hay 3 nanomet cực đắt đỏ do TSMC (Đài Loan) sản xuất, chip của Texas Instruments được làm trên các tiến trình cũ hơn, từ 45 nanomet đến 130 nanomet.

TSMC là hãng sản xuất chip theo hợp đồng số 1 thế giới.

“Kích thước này là hoàn hảo cho chip analog và chip nhúng vì cung cấp hiệu suất, công suất và điện áp phù hợp với danh mục sản phẩm của chúng tôi”, Mohammad Yunus tiết lộ.

Mohammad Yunus trò chuyện với nữ phóng viên CNBC tại nhà máy chế tạo chip đầu tiên trong bốn nhà máy mới của Texas Instruments ở Sherman - Ảnh: CNBC

Mỗi chip Texas Instruments có giá khoảng 0,40 USD, nhưng đóng vai trò hỗ trợ quan trọng cho các công nghệ tiên tiến nhất thế giới, theo Timothy Arcuri. Chẳng hạn, trong quan hệ hợp tác mới với Nvidia, Texas Instruments đang phát triển chip để tăng hiệu suất cho các trung tâm dữ liệu tiêu tốn nhiều năng lượng.

Năm 2009, Texas Instruments đã thực hiện một bước đi táo bạo khác để giảm chi phí sản xuất chip hơn nữa. Công ty Mỹ mở nhà máy 300 mm đầu tiên trên thế giới cho chip analog, tận dụng lại một nhà máy bộ nhớ từ Qimonda sau khi công ty này phá sản trong khủng hoảng tài chính.

“Đó chính là chất xúc tác mang lại lợi thế chi phí cho Texas Instruments”, Timothy Arcuri nói.

Kích thước đĩa bán dẫn mới mang lại cho Texas Instruments “hiệu quả chi phí khổng lồ vì loại 300 mm chứa được nhiều hơn 2,3 lần số chip so với loại 200 mm”, Mohammad Yunus cho biết. Texas Instruments đang đóng cửa cũng như bán bớt một số nhà máy 200 mm. Toàn bộ 7 nhà máy mới của họ sẽ sản xuất trên đĩa bán dẫn 300 mm.

Hãng sản xuất chip analog và nhúng lớn nhất nước Mỹ

Texas Instruments nói với CNBC rằng họ là hãng sản xuất chip analog và nhúng lớn nhất nước Mỹ, bán hàng chục tỉ chip mỗi năm. Khoảng 60% doanh thu của công ty đến từ khách hàng ngoài Mỹ, trong đó Trung Quốc chiếm khoảng 20%.

Khoảng 75% chi phí đầu tư của Texas Instruments diễn ra ở Mỹ, nhưng công ty cũng sản xuất chip tại Đức, Nhật Bản và Trung Quốc, đồng thời lắp ráp và kiểm tra tại Mexico, Đài Loan, Philippines và Malaysia. Malaysia là nơi Texas Instruments đang chi 3 tỉ USD cho hai cơ sở mới, một trong số đó đã đi vào sản xuất.

Dấu ấn toàn cầu là lợi thế trong “tình hình thuế quan biến động” hiện nay, Mohammad Yunus tuyên bố.

“Việc sản xuất tại 15 địa điểm khác nhau giúp chúng tôi có vị thế hỗ trợ khách hàng ở bất kỳ đâu và trong mọi bối cảnh chính trị hay kinh tế”, ông nói.

Dù từng cân nhắc xây dựng các nhà máy mới ở nước ngoài như Singapore, Texas Instruments cuối cùng đã chọn Sherman. Đây là thành phố nhỏ cách thành phố Dallas (bang Texas) 65 dặm về phía bắc, chỉ có 50.000 dân và là nơi đặt nhà máy của GlobalWafers - công ty Đài Loan sản xuất đĩa bán dẫn silicon thô cho các chip, gồm cả chip Texas Instruments.

Ông Shawn Teamann, Thị trưởng Sherman, nói thành phố này giờ là “trung tâm của Silicon Prairie”.

Ông nội của Shawn Teamann từng làm việc cùng kỹ sư Jack Kilby tại Texas Instruments những năm 1950. Texas Instruments đến Sherman lần đầu năm 1966, nhưng khi công ty tuyên bố sẽ đóng cửa nhà máy 150 mm lỗi thời, thành phố này đã giữ chân họ bằng các ưu đãi như miễn giảm thuế và giảm giá nước.

Kế hoạch đó đã thành công và đến năm 2021, Texas Instruments tuyên bố sẽ ở lại Sherman với khuôn viên gồm các nhà máy 300 mm mới. Giờ đây, nhà máy 300 mm đầu tiên ở Sherman đã hoàn thành. Thị trưởng Shawn Teamann nói dự án này đã giúp tốc độ tăng dân số ở thành phố lên hơn gấp đôi kể từ khi được công bố.

Về hỗ trợ liên bang Mỹ, Texas Instruments nhận 1,6 tỉ USD từ Đạo luật Chips và Khoa học 2022 cùng mức ưu đãi thuế đầu tư khổng lồ 35% từ đạo luật To đẹp mà ông Trump ký hồi tháng 7.

Ở cấp bang, Thống đốc Greg Abbott từ lâu đã đưa ra ưu đãi cho các công ty chip sẵn sàng xây dựng ở Texas, từ thuế thấp đến Đạo luật Texas CHIPS trị giá 1,4 tỉ USD được thông qua năm 2023.

Samsung là gã khổng lồ chip khác ở bang Texas từ năm 1996. Công ty Hàn Quốc đang xây dựng nhà máy chip tiên tiến trị giá 17 tỉ USD gần thành phố Austin (Texas), nơi Apple, Amazon và AMD thiết kế nhiều loại chip của họ. Các công ty chip khác ở Texas còn có Infineon, NXP, X-Fab, Micron, GlobalFoundries và nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip Applied Materials.

Nước, năng lượng, lao động

Sản xuất chip cần lượng nước khổng lồ, trong khi khoảng 1/4 Texas đang bị hạn hán. May mắn là Sherman có quyền khai thác nước từ hồ Texoma gần đó.

“Chúng tôi đã mua thêm quyền khai thác, tăng sản lượng và có thể cung cấp lượng nước khổng lồ cần thiết để vận hành nhà máy bán dẫn”, Shawn Teamann nói và cho biết thêm rằng nhà máy gần như đã nhân đôi lượng nước mà Sherman sử dụng.

Texas Instruments sẽ dùng khoảng 1.700 gallon nước mỗi phút khi nhà máy mới ở Sherman hoàn thành, với kế hoạch tái chế ít nhất 50% lượng nước đó, Mohammad Yunus cho hay.

Sản xuất chip cũng ngốn rất nhiều điện, nên việc Sherman có nhà máy điện vừa tăng công suất là điều thuận lợi. Nhà máy mới của Texas Instruments ở Sherman sẽ chạy hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo, theo Mohammad Yunus. Ông nói thêm rằng sản xuất trên đĩa bán dẫn 300 mm cũng giúp tiết kiệm năng lượng.

“Bạn dùng gần như cùng lượng điện nhưng sản xuất nhiều hơn gấp 2,2 đến 2,3 lần số chip”, Mohammad Yunus cho hay.

Lưới điện độc lập của Texas khiến bang này gần như không thể vay điện từ các bang khác. Năm 2021, lưới điện này đã sụp đổ trong một cơn bão mùa đông khắc nghiệt, gây ra ít nhất 57 cái chết và khiến các nhà sản xuất chip như Samsung, NXP ngừng sản xuất. Lúc đó, Texas Instruments cho biết vẫn duy trì được “các hoạt động quan trọng”.

“Chúng tôi đã xây dựng khả năng dự phòng cho cơ sở này. Chúng tôi có nhiều đường dây truyền tải điện cấp nguồn cho nhà máy. Chúng tôi cũng có các bồn chứa diesel lớn và máy phát có thể cung cấp điện cho nhà máy trong vài ngày”, Mohammad Yunus thông báo.

Kỹ sư chip tay nghề cao cũng là nguồn lực khan hiếm. Nguồn nhân lực này đã bị cản trở bởi sự sụt giảm mạnh của Mỹ trong ngành sản xuất chất bán dẫn toàn cầu. Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn, Mỹ đã giảm thị phần từ 37% vào năm 1990 xuống chỉ còn 10% hồi 2022.

Tuy nhiên, Texas Instruments đã hợp tác với nhiều trường đại học, cao đẳng cộng đồng và quân đội để lấp đầy khoảng trống nhân lực cho nhà máy ở Sherman.

“Có rất nhiều người trẻ chuyển đến khu vực này. Tôi nghĩ bây giờ Texas Instruments sẽ dễ dàng tìm được nhân lực hơn nhiều so với 5-10 năm trước”, Timothy Arcuri nhận xét.

Với toàn bộ dự án 60 tỉ USD, Texas Instruments cho biết kỳ vọng tạo ra 60.000 việc làm tại Mỹ, nhưng không đưa ra thời điểm hoàn thành dự kiến khi được hỏi.

“Thật khó để dự đoán chính xác khi nào dự án đó sẽ hoàn thành. Chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục xây dựng với tốc độ khá nhanh, nhưng tất cả còn phụ thuộc vào thị trường”, Mohammad Yunus nói.

Sơn Vân