Công ty Nhật Bản theo đuổi giấc mơ sản xuất chip trên Mặt Trăng

Tuy nhiên, theo Wall Street Journal, trước khi chạm tới “giấc mơ không gian”, họ phải chứng minh được năng lực ngay trên Trái Đất.

CHẠY ĐUA CÔNG NGHỆ 2 NANOMET VÀ THAM VỌNG TRỞ LẠI CỦA NHẬT BẢN

Ông Atsuyoshi Koike, người đứng đầu Rapidus, không ngần ngại nói về tham vọng đưa sản xuất chip ra ngoài không gian. Nhưng với ông, ưu tiên trước mắt vẫn là bài toán thực tế: xây dựng năng lực sản xuất bán dẫn tiên tiến ngay tại Nhật Bản.

Rapidus được thành lập năm 2022 trong bối cảnh Tokyo quyết tâm giành lại vị thế trong ngành bán dẫn – lĩnh vực mà nước này từng dẫn đầu trước khi bị các đối thủ như Đài Loan và Hàn Quốc vượt qua. Công ty nhanh chóng trở thành biểu tượng cho nỗ lực phục hưng ngành công nghiệp chiến lược này.

Tháng 7 vừa qua, Rapidus đạt một cột mốc quan trọng khi sản xuất thành công nguyên mẫu chip 2 nanomet – công nghệ được đồng phát triển với IBM. Đây là thế hệ chip tiên tiến hàng đầu hiện nay, được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu AI, điện thoại thông minh và xe tự hành.

Song, tạo ra nguyên mẫu chỉ là bước khởi đầu. Thách thức lớn hơn nằm ở việc sản xuất hàng loạt với chi phí hợp lý – điều mà hiện nay chỉ một số “ông lớn” như TSMC của Đài Loan hay Samsung Electronics của Hàn Quốc làm được. Theo các chuyên gia, Rapidus vẫn còn một chặng đường dài để chứng minh năng lực cạnh tranh.

Hiện công ty đang hoàn thiện nhà máy đầu tiên tại Hokkaido, đồng thời lên kế hoạch cung cấp công cụ và thông tin cho khách hàng tiềm năng để họ bắt đầu thiết kế chip. Mục tiêu là tiến tới sản xuất thương mại trong năm tới nếu mọi việc diễn ra đúng kế hoạch.

Koike cho rằng lợi thế khác biệt của Rapidus sẽ nằm ở tốc độ. Thay vì xử lý hàng loạt wafer (tấm silicon) như quy trình truyền thống, công ty dự định xử lý từng wafer riêng lẻ ngay khi hoàn tất mỗi công đoạn. Cách tiếp cận này có thể rút ngắn thời gian sản xuất từ khoảng 50 ngày xuống còn 15 ngày.

Ông ví mô hình này giống như tàu cao tốc Shinkansen của Nhật Bản – nhanh hơn, nhưng đi kèm chi phí cao hơn. “Chúng tôi sẽ thu phí kiểu Shinkansen”, Koike nói, ám chỉ chiến lược cung cấp dịch vụ sản xuất nhanh với giá cao.

Để hiện thực hóa tham vọng, Rapidus đã huy động khoảng 1,7 tỷ USD trong vòng gọi vốn mới nhất, bao gồm hơn 600 triệu USD từ Chính phủ Nhật Bản. Các tập đoàn lớn như Sony, Toyota và NTT cũng tham gia đầu tư. Tuy nhiên, ông Koike thừa nhận công ty sẽ cần thêm hàng chục tỷ USD nữa để đạt quy mô sản xuất cạnh tranh toàn cầu – trong khi riêng TSMC dự kiến chi tới 56 tỷ USD chỉ trong năm nay.

TỪ NHÀ MÁY TRÊN TRÁI ĐẤT ĐẾN GIẤC MƠ SẢN XUẤT CHIP NGOÀI KHÔNG GIAN

Không dừng lại ở mục tiêu trên Trái Đất, ông Koike còn theo đuổi một ý tưởng táo bạo: xây dựng nhà máy bán dẫn trên Mặt Trăng.

Theo ông, môi trường không trọng lực và chân không tự nhiên ngoài không gian có thể giúp quá trình sản xuất chip trở nên hiệu quả hơn. Những điều kiện này có thể giảm thiểu bụi bẩn và tạp chất – yếu tố cực kỳ quan trọng trong sản xuất bán dẫn, nơi chỉ một sai lệch nhỏ cũng có thể khiến cả lô chip bị hỏng.

“Tôi đang suy nghĩ rất nghiêm túc về điều đó”, ông Koike chia sẻ. Tuy nhiên, ông cũng nhấn mạnh rằng những giấc mơ lớn cần được xây dựng trên nền tảng dữ liệu và kết quả thực tế. “Chúng tôi phải chứng minh được năng lực trước. Đó là chìa khóa.”

Tham vọng của Rapidus diễn ra trong bối cảnh cuộc cạnh tranh toàn cầu về công nghệ bán dẫn ngày càng gay gắt, đặc biệt trong kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo. Mỹ đang thúc đẩy các hãng chip như TSMC mở rộng sản xuất trong nước, trong khi Trung Quốc đổ mạnh đầu tư để phát triển ngành công nghiệp nội địa.

Tại Nhật Bản, chính phủ dưới thời Thủ tướng Sanae Takaichi đã tăng cường hỗ trợ ngành bán dẫn, coi đây là trụ cột chiến lược. Ông Koike cho rằng một trong những sai lầm lớn trước đây của các công ty Nhật là quá khép kín, không hợp tác đủ với các đối tác quốc tế.

Lần này, Rapidus chọn cách tiếp cận khác. Công ty hợp tác chặt chẽ với IBM để phát triển công nghệ 2 nanomet, đồng thời cử kỹ sư sang Mỹ đào tạo. Đây được xem là bước đi nhằm tránh lặp lại những hạn chế trong quá khứ.

Trong dài hạn, ông Koike hình dung một hệ sinh thái sản xuất mới, nơi con người và robot cùng phối hợp để tạo ra thế hệ chip tiếp theo. Sau nhà máy đầu tiên tại Hokkaido, công ty dự kiến sẽ tiếp tục xây dựng thêm các fab khi có đủ đơn hàng.

Còn với “giấc mơ Mặt Trăng”, ông Koike tin rằng nó có thể trở thành hiện thực vào những năm 2040 – cùng thời điểm các chương trình không gian như Artemis của NASA hướng tới việc xây dựng căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng.