Tỷ phú Elon Musk muốn làm điều “không tưởng” trong nhà máy sản xuất chip

Tỷ phú Elon Musk, người đứng đầu Tesla và SpaceX, mới đây khi tham gia một chương trình podcast của Moonshots đã cho rằng ngành công nghiệp sản xuất bán dẫn đang xây dựng các phòng sạch theo cách “sai lầm”.

Thậm chí, vị tỷ phú này còn nói đùa rằng nếu Tesla xây dựng được nhà máy sản xuất chip công nghệ 2nm, ông có thể… ăn bánh mì kẹp phô mai và hút xì gà ngay trong nhà máy đó.

“Tôi cho rằng họ đang làm sai cách với các phòng sạch trong những fab hiện đại. Tôi sẵn sàng đặt cược rằng Tesla sẽ có một fab 2nm, và tôi có thể ăn một chiếc bánh mì kẹp phô mai và hút một điếu xì gà ngay trong fab”, Elon Musk nói.

Khi được hỏi liệu đây có phải hình dung của ông về một nhà máy “lý tưởng”, và liệu ông đã nghĩ ra giải pháp để bảo vệ wafer khỏi các tạp chất, Elon Musk trả lời rằng các wafer nên được đặt trong trạng thái cách ly tuyệt đối mọi lúc. “Chỉ cần luôn luôn cô lập wafer”, ông nói.

Một nhà máy sản xuất bán dẫn là một tổ hợp công nghiệp quy mô lớn, tích hợp chặt chẽ nhiều không gian và hệ thống phức tạp. Trong đó, trung tâm là các phòng sạch siêu sạch – nơi các tấm wafer silicon được xử lý.  

Bao quanh và bên dưới là hệ thống bơm chân không, xử lý khí, đường ống xả; các hành lang kỹ thuật phục vụ bảo trì thiết bị, hạ tầng phân phối hóa chất và xử lý chất thải tập trung, cùng các khu vực văn phòng và trung tâm điều khiển dành cho công việc quản lý, kỹ thuật và giám sát.

Về bản chất, phòng sạch là những “không gian khép kín trong lòng nhà máy”, được tách biệt hoàn toàn khỏi các khu vực khác. Mức độ sạch của phòng sạch được xác định theo các tiêu chuẩn ISO, quy định số lượng hạt bụi cho phép trong mỗi mét khối không khí, dựa trên kích thước hạt.

Chẳng hạn, phòng sạch ISO Class 1 chỉ cho phép tối đa 10 hạt có kích thước từ 0,1 micromet trở lên trong mỗi mét khối không khí; ISO Class 2 cho phép tối đa 100 hạt cùng kích thước. Những công đoạn quan trọng nhất như in thạch bản bằng tia cực tím EUV hoặc DUV, hay hình thành cổng transistor tiên tiến đều phải được thực hiện trong môi trường đạt chuẩn ISO Class 1 hoặc 2.

Trong khi đó, phòng sạch ISO Class 3 cho phép số lượng hạt cao hơn, lên tới 1.000 hạt trên mỗi mét khối không khí. Dù vậy, tiêu chuẩn này vẫn đòi hỏi điều kiện không gian phải sạch hơn rất nhiều so với các nhà máy thông thường. 

Với những tiêu chuẩn khắt khe như vậy, việc ăn uống hay hút thuốc trong phòng sạch là điều tuyệt đối không thể chấp nhận. Những hành động này có thể phát sinh hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ hạt ô nhiễm. Trên thực tế, chỉ một hơi thở của con người cũng đã tạo ra hàng triệu hạt bụi li ti kèm theo độ ẩm, chưa kể nguy cơ ô nhiễm sinh học từ vi khuẩn hoặc virus. 

Ngay cả trong kịch bản lý tưởng, khi wafer và thiết bị được cách ly hoàn hảo, hơi thở của con người, chứ chưa nói đến khói thuốc hay mảnh vụn thức ăn vẫn có thể làm biến đổi môi trường, ảnh hưởng đến các gương EUV cực kỳ nhạy cảm và các phản ứng hóa học tinh vi bên trong nhà máy.

Không chỉ trong phòng sạch, việc ăn uống và hút thuốc cũng bị hạn chế nghiêm ngặt ở các khu vực khác của nhà máy nhằm bảo đảm an toàn và kiểm soát ô nhiễm. Về lý thuyết, tỷ phú Elon Musk hoàn toàn có thể thưởng thức bánh mì kẹp phô mai hay hút xì gà trong khu vực văn phòng. Dù vậy, ngay cả những văn phòng bình thường gần như cũng đang cấm hút thuốc. 

Đây không phải lần đầu tiên Elon Musk công khai chỉ trích ngành công nghiệp đúc chip. Dù không ít lần đưa ra lời khen cho các đối tác sản xuất chip như TSMC hay Samsung Foundry, vị tỷ phú này cũng không ngại phàn nàn các nhà máy sản xuất chip đang xây dựng quá chậm và chưa mở rộng đủ công suất.

Đây cũng không phải lần đầu tiên Elon Musk công khai tính toán việc Tesla có thể tự xây dựng cơ sở sản xuất bán dẫn của riêng mình. 

Tuy nhiên, không ít ý kiến cho rằng kế hoạch này khó khả thi. Thậm chí, trước những chia sẻ mới đây của Elon Musk, nhiều người cho rằng ông dường như chưa thực sự hiểu đầy đủ cách vận hành của các nhà máy bán dẫn tiên tiến hiện nay – nơi mà “sự sạch sẽ” không chỉ là một quy tắc kỹ thuật, mà là nền tảng sống còn của toàn bộ ngành công nghiệp, theo Tom’s Hardware.