Nhưng Cook đã phớt lờ một sự thật khó chịu: Nhà máy ở Arizona sẽ không làm được gì nhiều để giúp nước Mỹ tự chủ về chip. Nhà máy này là trọng tâm trong kế hoạch của Biden và sẽ tiêu tốn 40 tỷ USD để xây dựng. Đó là bởi vì nhiều chip tiên tiến được sản xuất tại Arizona cho Apple hoặc các khách hàng khác như Nvidia, AMD và Tesla vẫn sẽ cần được lắp ráp tại Đài Loan, một quy trình được gọi là đóng gói, theo các cuộc phỏng vấn với nhiều kỹ sư TSMC và cựu nhân viên Apple.
TSMC không có kế hoạch xây dựng nhà máy đóng gói ở Arizona hoặc bất kỳ nơi nào khác ở Hoa Kỳ, chủ yếu là do chi phí cao của các dự án như vậy, các nhân viên cho biết.
Tiết lộ cho thấy nhà máy ở Arizona của TSMC có thể ghi điểm chính trị nhưng sẽ không làm giảm sự phụ thuộc của Hoa Kỳ vào Đài Loan. Nhà máy sẽ bắt đầu sản xuất quy mô lớn vào năm 2025 và sẽ tuyển dụng 4.500 người ở hai nhà máy.
TSMC không có khả năng lắp ráp hoàn chỉnh chip cho Apple và các công ty khác ở Hoa Kỳ cho thấy Biden sẽ gặp khó khăn như thế nào khi đưa hoạt động sản xuất chip sang Hoa Kỳ mà không định hình lại hoàn toàn toàn bộ chuỗi cung ứng bán dẫn. Chuỗi cung ứng chất bán dẫn chủ yếu tập trung ở châu Á. Đài Loan chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong lĩnh vực này.
Cook đã nói rằng Apple sẽ là khách hàng lớn nhất của TSMC tại nhà máy ở Arizona, nhưng không nêu rõ loại chip nào sẽ được sản xuất ở đó hoặc số lượng sẽ được sản xuất. Việc đóng gói các chip ít quan trọng hơn của công ty, bao gồm cả chip dành cho iPad và MacBook, có thể được xử lý bên ngoài Đài Loan.
Nvidia, AMD và Tesla cũng có kế hoạch sử dụng nhà máy ở Arizona để sản xuất chip, nhưng họ không nêu rõ nhà máy nào. Nhưng nhân viên TSMC cho biết những chip trí tuệ nhân tạo tiên tiến nhất, bao gồm cả chip H100 đáng thèm muốn của Nvidia, vẫn dựa vào công nghệ đóng gói mà TSMC chỉ sử dụng ở Đài Loan. TSMC đang chi hàng tỷ USD để mở rộng khả năng đóng gói các con chip này tại Đài Loan nhằm đáp ứng sự bùng nổ nhu cầu về điện toán trí tuệ nhân tạo.
'Chi tiêu lớn'
Khi nào hoặc liệu TSMC có đưa bao bì chip tiên tiến đến Hoa Kỳ hay không tùy thuộc vào chi phí. Paul Triolo, phó chủ tịch cấp cao phụ trách hoạt động tại Trung Quốc tại công ty tư vấn DGA-Albright Stonebridge Group, cho biết nhà máy ở Arizona của TSMC không sản xuất đủ chip để bù đắp cho chi phí xây dựng các cơ sở đóng gói tiên tiến ở đó.
Anh ấy nói:
“Việc xây dựng loại cơ sở này tiêu tốn rất nhiều (vốn, thời gian và công sức, và có vẻ như TSMC sẽ không sớm thực hiện được việc đó ở sa mạc Arizona, đặc biệt là khi công ty đang gặp phải tất cả các vấn đề mà họ gặp phải cho đến nay về xây dựng, chi phí và nhân sự ”
Những vấn đề này đã khiến TSMC phải trì hoãn việc khởi công xây dựng từ một năm đến năm 2025, sau khi công ty này cho biết vào tháng 7 rằng họ đang gặp khó khăn trong việc tìm đủ công nhân lành nghề để xây dựng nhà máy.
Các nhà phân tích chip như Triolo và các nhóm ngành như Viện Mạch in cho biết Washington chưa làm đủ để khuyến khích các công ty liên quan đến lĩnh vực đóng gói chuyển hoạt động sang Hoa Kỳ, nơi chỉ chiếm 3% sản lượng bao bì tiên tiến toàn cầu.
Chính phủ Hoa Kỳ nhận ra khoảng trống trong bao bì tiên tiến. Hoa Kỳ đã thông qua Đạo luật CHIPS vào năm ngoái, cung cấp khoảng 52 tỷ USD trợ cấp cho các công ty sản xuất chip xây dựng nhà máy ở Hoa Kỳ. Dự luật kêu gọi thành lập chương trình sản xuất bao bì tiên tiến cấp quốc gia. Chương trình này sẽ nhận được ít nhất 2,5 tỷ USD tài trợ trong năm nay từ Đạo luật CHIP, mà IPC cho biết cho thấy việc đóng gói "không được ưu tiên rõ ràng".
Bộ Thương mại Hoa Kỳ đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng Đạo luật CHIP. Người phát ngôn của Bộ Thương mại sẽ không bình luận về những người nộp đơn tiềm năng đang tìm kiếm nguồn tài trợ cho các cơ sở đóng gói tiên tiến, nhưng chỉ ra bài phát biểu hồi tháng 2 của Bộ trưởng Thương mại Hoa Kỳ Gina Raimondo, trong đó bà cho biết Hoa Kỳ sẽ phát triển nhiều cơ sở đóng gói tiên tiến với khối lượng lớn và trở thành nước dẫn đầu toàn cầu trong lĩnh vực này.
Nhưng nếu không có thêm trợ cấp, không rõ làm thế nào các công ty đóng gói tiên tiến có thể biện minh cho chi phí xây dựng cơ sở cao ở Mỹ so với châu Á, Triolo nói.
Đóng gói chip bao gồm việc bọc chip trong vật liệu bảo vệ và đặt các thành phần chip càng gần nhau càng tốt để giảm khoảng cách mà tín hiệu phải truyền giữa chúng. Khi ngành công nghiệp phải đối mặt với những hạn chế về mặt vật lý về số lượng bóng bán dẫn có thể được khắc trên các tấm chip, thì việc đóng gói tiên tiến đã trở nên quan trọng để cải thiện hiệu suất của chip. TSMC và một công ty Đài Loan khác, ASEGroup, xử lý nhiều loại bao bì tiên tiến nhất thế giới tại Đài Loan, Samsung Electronics có cơ sở quan trọng ở Hàn Quốc và Intel, công ty tiên phong trong lĩnh vực này, đang xây dựng một cơ sở đóng gói tiên tiến lớn ở Malaysia.
Nhưng ở lĩnh vực này, các công ty khác không thể so sánh được với TSMC. Theo các nhân viên hiện tại và trước đây của TSMC, công ty ban đầu phát triển bao bì tiên tiến được sử dụng trong iPhone cho một khách hàng khác là Qualcomm, nhưng cuối cùng Qualcomm đã không sử dụng công nghệ này. Thay vào đó, Apple bắt đầu sử dụng nó cho chip chính của iPhone từ đầu năm 2016.
Ngày nay, chip chính của iPhone vẫn sử dụng phương pháp đóng gói tiên tiến do TSMC phát triển, được gọi là đóng gói dạng quạt tích hợp, hay còn gọi là InFO_PoP. Cách tiếp cận này đặt bộ nhớ của iPhone vào bộ xử lý, làm cho tổng thể chip nhỏ hơn và mỏng hơn để cải thiện hiệu suất và hiệu suất sử dụng năng lượng.
Mức giảm giá mà Apple nhận được
Cựu nhân viên của Apple và TSMC cho biết Apple đã trả rất nhiều tiền để sử dụng bao bì tiên tiến của TSMC và Apple là khách hàng duy nhất sử dụng các phương pháp của TSMC với số lượng lớn.
Tuy nhiên, thông tin được đưa tin trước đó cho thấy Apple được giảm giá lớn cho bao bì của TSMC vì hãng này bị ràng buộc với hợp đồng thương mại với TSMC để sản xuất chip xử lý, điều này mang lại cho Apple những lợi thế độc tôn. Apple cũng sử dụng bao bì tiên tiến của TSMC cho Apple Watch và các máy tính để bàn Mac tiên tiến nhất của hãng.
Patel của SemiAnalysis cho biết khi việc đóng gói chip trở nên tiên tiến hơn, các khách hàng của TSMC như Apple và Nvidia sẽ khó tách mình ra khỏi các nhà máy ở Đài Loan, Trung Quốc. Điều này là do TSMC luôn phát triển các quy trình sản xuất và đóng gói mới nhất tại địa phương, nơi có chi phí thấp hơn và dễ tìm kiếm nhân tài hơn.
Điều này có nghĩa là các phương pháp đóng gói tiên tiến trong tương lai của TSMC mà Apple đang cân nhắc sử dụng gần như chắc chắn sẽ chỉ có ở Đài Loan, Trung Quốc. Theo một nhân viên TSMC có kiến thức trực tiếp về vấn đề này, Apple đang đánh giá rằng máy tính Macbook và Mac trong tương lai có thể sử dụng Mạch tích hợp phác thảo nhỏ (Small Outline Integrated Circuits), chia bộ xử lý thành các phần nhỏ hơn và xếp chúng lại với nhau để làm cho tổng thể chip nhỏ hơn đồng thời cải thiện hiệu suất.