Chính thức vận hành 'siêu nhà máy' chip 165 tỷ USD giữa sa mạc: Apple đặt trước 100 triệu chip, Nvidia và AMD cũng 'xếp hàng'

Tổ hợp này có tổng vốn đầu tư lên tới 165 tỷ USD, trải rộng trên khu đất hơn 1.100 mẫu Anh ở vùng sa mạc phía bắc Phoenix, với tổng diện tích xây dựng khoảng 3,5 triệu ft².

Theo TSMC, giai đoạn 1 của nhà máy đã bắt đầu sản xuất hàng loạt từ quý IV/2025. Công suất hiện tại đạt khoảng 90.000-100.000 wafer mỗi tháng với tiến trình 4nm.

Đáng chú ý, Apple xác nhận sẽ mua hơn 100 triệu con chip được sản xuất tại Fab 21 ngay trong năm 2026, biến đây thành một trong những trung tâm sản xuất chip quan trọng nhất của hãng tại Mỹ.

Khoản đầu tư ban đầu của dự án chỉ ở mức 12 tỷ USD, nhưng đã liên tục được mở rộng trong 4 năm qua lên tới 165 tỷ USD. Theo kế hoạch tổng thể, khu tổ hợp Arizona sẽ bao gồm 6 nhà máy sản xuất wafer cùng 2 nhà máy đóng gói chip tiên tiến.

Nhà máy Fab 2 dự kiến bắt đầu lắp đặt thiết bị từ quý III/2026. Theo Reuters, dây chuyền sản xuất chip 3nm sẽ đi vào hoạt động hàng loạt trong năm 2027, sớm hơn kế hoạch ban đầu vài tháng. Trong khi đó, Fab 3 sẽ sản xuất chip tiến trình 2nm từ năm 2028.

Ba nhà máy tiếp theo gồm Fab 4, Fab 5 và Fab 6 sẽ lần lượt đi vào hoạt động trong giai đoạn 2030-2034. Khi toàn bộ tổ hợp hoàn thiện, TSMC Arizona dự kiến tạo ra khoảng 12.000 việc làm trực tiếp.

Bộ Thương mại Mỹ gọi dự án của TSMC là khoản đầu tư trực tiếp nước ngoài vào một dự án mới lớn nhất lịch sử nước này. Trước đó, kỷ lục thuộc về nhà máy của Honda tại Ohio với vốn đầu tư 1,3 tỷ USD vào năm 1982.

Thông qua đạo luật CHIPS and Science Act, chính phủ Mỹ đã hỗ trợ TSMC khoảng 6,6 tỷ USD trợ cấp liên bang, đồng thời cấp thêm khoảng 5 tỷ USD ưu đãi thuế nghiên cứu. Tổng mức hỗ trợ từ Washington lên tới 11,6 tỷ USD.

Trong giai đoạn xây dựng, dự án đã tạo ra hơn 12.000 việc làm trực tiếp, theo CNBC.

Ngoài Apple, hàng loạt “ông lớn” công nghệ cũng đã xác nhận đặt hàng chip từ nhà máy Arizona của TSMC. Nvidia cho biết một phần dòng chip Blackwell B100 hiện đã được sản xuất tại Fab 21. AMD cũng xác nhận thế hệ vi xử lý Ryzen tiếp theo sẽ được sản xuất tại đây.

Trong khi đó, Qualcomm đã chuyển một phần sản xuất chip Snapdragon 8 Gen 4 sang Arizona. Ngoài ra, Cisco, Marvell và Microsoft cũng đã đặt hàng các dòng chip mạng và chip AI sản xuất nội địa tại Mỹ.

Theo lộ trình hiện tại, TSMC Arizona sẽ phát triển từ tiến trình 4nm năm 2025 lên 3nm năm 2027 và đạt 2nm từ năm 2028.

Nhu cầu bùng nổ của trí tuệ nhân tạo được cho là động lực chính khiến TSMC đẩy nhanh tiến độ dự án Arizona. Theo Gartner, nhu cầu chip AI toàn cầu đã tăng tới 240% trong giai đoạn 2023-2025.

Nvidia cho biết mọi hệ thống AI dùng chip H100 hay Blackwell đều phụ thuộc vào năng lực sản xuất wafer của TSMC. Trong khi đó, Microsoft dự báo OpenAI và Anthropic có thể cần tới 10 triệu GPU trước năm 2030.

Điều này khiến năng lực sản xuất wafer trở thành “nút thắt cổ chai” mới của ngành AI toàn cầu, thay vì thuật toán như trước đây.

Theo Tom’s Hardware, các hệ thống quang khắc EUV của ASML hiện đã được vận chuyển tới Fab 2 để chuẩn bị cho giai đoạn sản xuất chip 3nm.

Khi hoàn thiện toàn bộ, tổ hợp TSMC Arizona dự kiến tiêu thụ khoảng 200 MW điện. Để đáp ứng nhu cầu này, công ty điện lực Arizona Public Service sẽ phải triển khai các trang trại điện mặt trời trên diện tích khoảng 1.500 mẫu Anh.

Dù một số chuyên gia cảnh báo nguy cơ dư thừa công suất nếu thị trường AI hạ nhiệt, lãnh đạo TSMC cho biết lịch đặt hàng của Fab 21 đã kín tới năm 2030.

Giới quan sát nhận định Fab 21 đang trở thành biểu tượng mới cho cuộc cạnh tranh địa chính trị ngành bán dẫn giữa Mỹ và Đài Loan (Trung Quốc).