Ngày nay, chất bán dẫn hiện diện ở mọi lĩnh vực: trí tuệ nhân tạo, ô tô, điện thoại, IoT, quốc phòng, hàng không vũ trụ cho đến điện tử tiêu dùng. Sự bùng nổ nhu cầu chip tiên tiến ở các tiến trình 3nm hay 2nm khiến nhà máy bán dẫn trở thành tài sản chiến lược của mọi nền kinh tế.
Theo phân tích của ông Hossain Mohd Alomgir - chuyên gia trong ngành có hơn 30 năm kinh nghiệm vận hành và quản lý nhà máy bán dẫn tại Singapore, từng làm việc tại các nhà máy bán dẫn lớn như Chartered Semiconductor (GlobalFoundries) và Siltronic Samsung Wafer: “Vận hành một nhà máy bán dẫn là hành trình 24/7 theo đuổi sự hoàn hảo ở quy mô nguyên tử. Nó đòi hỏi mức độ tự động hóa, kiểm soát và chuyên môn chưa từng có, đồng thời phải quản lý chi phí khổng lồ và chuỗi cung ứng toàn cầu phức tạp.”
Không phải ngẫu nhiên mà Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn Quốc hay Trung Quốc đều tung ra các đạo luật và gói hỗ trợ khổng lồ, như US CHIPS Act hay EU Chips Act, nhằm thu hút đầu tư, giảm rủi ro phụ thuộc và thúc đẩy tự chủ công nghệ.
"Với thời gian xây dựng kéo dài từ 3 – 5 năm, chi phí từ 10 – 20 tỷ USD cho một FAB tiên tiến, cuộc đua này không dành cho những nền kinh tế thiếu tầm nhìn dài hạn và năng lực huy động nguồn lực", ông nói.
Một nhà máy bán dẫn hiện đại được ví như “một thành phố siêu chuyên biệt” với đầy đủ hệ thống năng lượng, nước, khí, hóa chất, giao thông nội bộ và thậm chí là các cơ chế bảo vệ môi trường như một đô thị thu nhỏ.
Về cấu trúc và thiết kế, trung tâm của FAB là hệ thống phòng sạch đạt chuẩn ISO Class 10 hoặc 100, kiểm soát số hạt bụi nhỏ hơn 0,5 micron ở mức gần như tuyệt đối. Để bảo vệ các công đoạn khắc cực tím (EUV) siêu nhạy, nền móng phải có hệ thống chống rung, sàn nổi hoặc kết cấu tách biệt. Thiết kế mô-đun cho phép mở rộng và nâng cấp, đồng thời đảm bảo ổn định địa chấn ở những khu vực có nguy cơ động đất.
Về năng lượng và hạ tầng, một FAB tiêu thụ khoảng 100 – 200 MW điện – tương đương lượng điện của 50.000 hộ gia đình. Hệ thống phải có nguồn cấp kép, UPS, máy phát dự phòng, và cơ chế ổn định điện áp tuyệt đối, bởi chỉ một dao động nhỏ cũng có thể phá hỏng cả lô sản phẩm trị giá hàng triệu USD.
Mỗi con chip đi qua hàng trăm công đoạn làm sạch bằng nước siêu tinh khiết tới mức ppt (phần nghìn tỷ tạp chất). Do đó, hệ thống xử lý gồm lọc nhiều tầng, thẩm thấu ngược, khử ion, diệt khuẩn UV. Cùng với đó, các quy trình xử lý nước thải độc hại, axit, kim loại, dung môi phải đạt chuẩn môi trường quốc tế.
Hàng trăm loại hóa chất và khí đặc thù như silane, amoniac, clo được quản lý trong hệ thống đường ống riêng, tích hợp cảm biến rò rỉ, tủ an toàn, van khóa khẩn cấp. Khí thải phải qua hệ thống scrubber, đốt hoặc trung hòa trước khi xả.
Nhiệt độ được duy trì ở mức 22±2°C, độ ẩm ở 30–50% RH, kiểm soát bằng hàng loạt bộ lọc HEPA/ULPA và hệ thống dòng khí tầng (laminar flow). Không gian sản xuất phải thay đổi không khí hàng trăm lần mỗi giờ để đảm bảo vô trùng gần như tuyệt đối.
Yêu cầu tự động hóa và logistics nội bộ, hệ thống AMHS (Overhead Hoist Transport) vận chuyển wafer 24/7 trong các hộp kín theo lộ trình định sẵn, kết nối với phần mềm quản lý sản xuất để theo dõi thời gian thực. Đây là “mạch máu” vận hành FAB, giúp tối ưu hóa năng suất và hạn chế rủi ro con người.
Nếu hạ tầng là “xương sống”, thì con người chính là “trái tim” của FAB. Một dây chuyền bán dẫn cần đội ngũ kỹ sư chuyên sâu về quy trình, thiết bị, tích hợp, cơ điện, cùng lực lượng kỹ thuật viên được đào tạo liên tục để theo kịp tốc độ tiến bộ. Công tác an toàn, từ xử lý hóa chất đến ứng phó khẩn cấp, cũng phải đạt chuẩn quốc tế.
Theo ông Hossain, thành công của một dự án FAB phụ thuộc vào sự hỗ trợ mạnh mẽ từ chính phủ, nguồn nhân lực tay nghề cao, chuỗi cung ứng ổn định và cơ sở hạ tầng linh hoạt, mở rộng được. Điều này lý giải vì sao Singapore, Hàn Quốc hay Đài Loan đã xây dựng hệ sinh thái công nghiệp – học thuật – nghiên cứu khép kín, trở thành trung tâm sản xuất chip toàn cầu.
Ngoài yếu tố kinh tế, các FAB hiện đại còn được thiết kế gắn với mục tiêu phát triển bền vững: tái chế và tuần hoàn nước, sử dụng năng lượng tái tạo, giảm phát thải carbon, tiến tới Zero Liquid Discharge (ZLD). Đây là yêu cầu không thể thiếu trong kỷ nguyên ESG.
Trong tương lai, các nhà máy bán dẫn sẽ ngày càng thông minh hơn nhờ trí tuệ nhân tạo (AI). Công nghệ in thạch bản EUV thế hệ mới cho phép sản xuất chip nhỏ và mạnh mẽ hơn. Bên cạnh đó, các kỹ thuật đóng gói tiên tiến như CoWoS hay Foveros sẽ giúp kết nối nhiều lớp chip lại với nhau, tạo ra cấu trúc 3D nhỏ gọn nhưng hiệu năng vượt trội.
Mô hình “Smart FAB” – tức nhà máy thông minh với bản sao số (digital twin) và hệ thống bảo trì dự đoán – sẽ trở thành chuẩn mực, giúp tiết kiệm chi phí, tăng hiệu quả sản xuất và linh hoạt ứng phó khi thị trường thay đổi.
Với cơ sở hạ tầng chính xác hơn cả phòng phẫu thuật, chi phí hàng chục tỷ USD và quy mô tựa một thành phố thu nhỏ, nhà máy bán dẫn là minh chứng cho năng lực công nghệ đỉnh cao của nhân loại. "Đó không chỉ là nơi sản xuất chip, mà còn là “cột trụ” định hình tương lai của nền kinh tế số toàn cầu. Trong cuộc đua khốc liệt này, quốc gia nào xây dựng được hệ sinh thái FAB hoàn chỉnh sẽ nắm trong tay lợi thế chiến lược vượt trội", ông Hossain khẳng định.
Tags:
(VNF) - Từ 1/7/2026, người bán hàng online và livestream tại Việt Nam phải thực hiện định danh, xác thực điện tử theo Luật Thương mại điện tử mới, nhằm kiểm soát hàng giả, bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và tăng cường trách nhiệm trong bán hàng trực tuyến.
(VNF) - Theo nhiều báo cáo quốc tế gần đây, SpaceX - công ty hàng không vũ trụ của tỷ phú Elon Musk - đang xem xét một đợt chào bán cổ phần thứ cấp, với mục tiêu định giá công ty lên tới 800 tỷ USD. Nếu thành công, SpaceX sẽ vượt mặt OpenAI để trở thành công ty tư nhân giá trị nhất nước Mỹ.
(VNF) - ChatGPT bản miễn phí đã liên tục được nâng cấp trong những năm gần đây, nhưng một thay đổi sắp tới có thể khiến nhiều người dùng cảm thấy không mấy chịu.
(VNF) - iPhone gập sẽ nằm trong phân khúc giá không dành cho số đông và nó có thể sẽ trở thành tâm điểm công nghệ của năm tới.
(VNF) - Đồ chơi AI đang tạo ra những người bạn “thông minh” cho trẻ. Nhưng nó cũng kéo theo rủi ro về nội dung độc hại và xâm phạm quyền riêng tư.
(VNF) - Apple được dự báo sẽ lập kỷ lục mới về số lượng iPhone xuất xưởng trong năm 2025, nhờ sức hút từ dòng iPhone 17.
(VNF) - Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Bùi Thế Duy cho biết, Việt Nam xem AI không chỉ là một công nghệ hỗ trợ, mà là nền hạ tầng trí tuệ thiết yếu trong tương lai tương đương với điện, Internet hay viễn thông. Với tư duy đó, Việt Nam đang xây dựng trung tâm siêu tính toán AI quốc gia và triển khai chính sách “AI hóa toàn diện”, đưa AI trở thành công cụ trí tuệ của toàn dân.
(VNF) - Meta thông báo sẽ ngừng hỗ trợ phiên bản ứng dụng Messenger dành cho máy tính Windows và macOS vào ngày 15/12 tới.
(VNF) - Samsung vừa chính thức công bố Galaxy Z TriFold - mẫu smartphone gập nhiều người mong chờ với hai bản lề thay vì chỉ một.
(VNF) - Chi phí dịch vụ cloud toàn cầu được dự báo gần chạm 723,4 tỷ USD trong năm 2025, thúc đẩy nhu cầu kiểm soát chi tiêu chặt chẽ hơn. Đáp lại xu hướng này, ManageEngine ra mắt kiến trúc đa portal trên CloudSpend nhằm giúp doanh nghiệp theo dõi và tối ưu hóa chi phí hiệu quả hơn.
(VNF) - Trong bối cảnh thị trường cạnh tranh bằng tốc độ và dữ liệu, doanh nghiệp cần những công cụ tự động hóa để thu thập, phân tích và phản hồi khách hàng nhanh nhất. Nền tảng hợp nhất C.Product giúp đội ngũ bán hàng không chỉ nắm bắt thông tin kịp thời mà còn biến dữ liệu thành lợi thế cạnh tranh thực sự.
(VNF) - Liệu Apple có đủ mạnh để giữ giá iPhone 18 Pro và iPhone 18 Pro Max trước bão tăng chi phí do thiếu hụt nguồn cung chip nhớ.
(VNF) - Khó có khả năng bất kỳ ai tái lập được mức độ thống trị như Nvidia hiện nay, nhưng Google đang khiến thị trường đổi chiều.
(VNF) - Một loạt cáo buộc mới cho rằng Facebook, YouTube, TikTok và Snapchat từ lâu đã biết chính xác mức độ gây hại của nền tảng đối với thanh thiếu niên, nhưng phớt lờ.
(VNF) - Trong làn sóng dịch chuyển chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu, các quốc gia không chỉ cạnh tranh bằng ưu đãi đầu tư mà bằng chính năng lực vận hành công nghệ, trong đó nhân lực là yếu tố quyết định.
(VNF) - Khẳng định sở hữu công nghệ chip “đi trước một thế hệ”, Nvidia tự tin rằng hệ sinh thái GPU của họ là lựa chọn số 1 cho các mô hình AI lớn.
(VNF) - Apple dự kiến sẽ xuất xưởng nhiều smartphone hơn Samsung trong năm 2025 - lần đầu tiên trong 14 năm qua, theo báo cáo mới từ Counterpoint Research công bố hôm thứ Tư.
(VNF) - Ít ai biết rằng tại Việt Nam, có một doanh nghiệp chọn đi từ “gốc rễ” bằng việc đầu tư bài bản vào khoa học cơ bản và đổi mới sáng tạo, xây nền tảng để phát triển bền vững nhiều công nghệ lõi mới trong một hệ sinh thái có tính cộng hưởng.
(VNF) - Làn sóng quyên góp dồn dập từ các tập đoàn công nghệ hàng đầu Trung Quốc sau vụ cháy chung cư kinh hoàng ở Hong Kong, khiến ít nhất 94 người thiệt mạng.
(VNF) - Bộ trưởng Bộ KH&CN Nguyễn Mạnh Hùng cho biết các nhiệm vụ khoa học sẽ phải tạo doanh thu gấp 5 – 10 lần vốn đầu tư sau 3–5 năm, trong đó tối thiểu 30% lợi nhuận thương mại hóa thuộc về nhóm nghiên cứu trực tiếp.
(VNF) - Không có chiếc iPhone hoàn hảo cho tất cả, mà chỉ có chiếc iPhone phù hợp nhất với bạn. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết để chọn mua iPhone năm 2025.
(VNF) - Cuộc tái định hình quan hệ với Mỹ cho thấy tham vọng của Saudi Arabia: đưa vương quốc trở thành trung tâm AI hàng đầu thế giới.
(VNF) - Nền kinh tế số Việt Nam được dự báo đạt 39 tỷ USD tổng giá trị hàng hóa vào cuối năm 2025, tăng trưởng 17% so với cùng kỳ năm trước.
(VNF) - Việc chuyển đổi hạ tầng dịch vụ chứng thực điện tử quốc gia (Root CA) giúp chuẩn hóa và nâng tầm dịch vụ tin cậy về chữ ký số.
(VNF) - OpenAI có thể đang chuẩn bị cho các sản phẩm phần cứng quy mô lớn, mang đến “trải nghiệm bình yên” - hoàn toàn đối lập với smartphone.
(VNF) - Từ 1/7/2026, người bán hàng online và livestream tại Việt Nam phải thực hiện định danh, xác thực điện tử theo Luật Thương mại điện tử mới, nhằm kiểm soát hàng giả, bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và tăng cường trách nhiệm trong bán hàng trực tuyến.
(VNF) - Dù từng được giao hàng loạt khu “đất vàng” để làm đô thị và thương mại nhưng nhiều năm nay BMC liên tục bị nhắc tên nợ thuế, buộc Cục Thuế TP. Hồ Chí Minh phải áp dụng biện pháp mạnh: ngừng sử dụng hóa đơn. Trong khi đó, loạt dự án lớn của doanh nghiệp tại miền Trung tiếp tục rơi vào tình trạng đình trệ, bỏ hoang kéo dài…
