TSMC mở rộng công suất 3nm tại 3 cơ sở để đáp ứng nhu cầu AI tăng vọt

TSMC đang chạy đua xây dựng 18 nhà máy chip mới trên toàn cầu khi nhu cầu AI tiêu thụ mọi tấm bán dẫn wafer có sẵn.

Việc TSMC mở rộng công suất 3nm tại Đài Loan, Arizona và Nhật Bản diễn ra khi nhu cầu chip AI đã đốt cháy mọi tấm bán dẫn wafer có sẵn, trong khi nguồn cung đóng gói tiên tiến tụt lại phía sau.

"Chúng tôi đang chứng kiến nhu cầu chưa từng có đối với công nghệ 3nm, được thúc đẩy bởi các bộ tăng tốc AI," ông C.C. Wei, Giám đốc điều hành của TSMC, cho biết. "Sự thiếu hụt không chỉ dừng lại ở tấm bán dẫn wafer mà còn lan sang cả đóng gói tiên tiến, vốn vẫn là điểm nghẽn lớn nhất của chúng tôi."

Công ty đang xây dựng 18 cơ sở chế tạo mới trên toàn cầu, đợt mở rộng công suất lớn nhất trong lịch sử. Nút 3nm của TSMC — mang lại tốc độ logic nhanh hơn khoảng 15% và mức tiêu thụ điện năng thấp hơn 30% so với thế hệ 5nm tiền nhiệm — đóng vai trò là quy trình chính cho các bộ tăng tốc AI Blackwell của Nvidia và dòng MI300 của AMD. Việc mở rộng trải dài trên ba châu lục: các nhà máy mới tại Arizona và Kumamoto, Nhật Bản, bổ sung cho công suất hiện có tại trụ sở chính của công ty ở Đài Loan.

Việc mở rộng công suất đặt TSMC vào vị thế chiếm lĩnh thị phần ngày càng tăng trong thị trường chip AI, mặc dù rủi ro thực thi trên ba khu vực địa lý và tiến độ gấp rút mở rộng đóng gói CoWoS (chip-on-wafer-on-substrate) vẫn là những thách thức chính. Thời gian giao hàng đóng gói tiên tiến đã kéo dài hơn 12 tháng khi nhu cầu tích hợp HBM (bộ nhớ băng thông cao) vượt quá nguồn cung.

Điểm nghẽn 3nm và Khoảng trống đóng gói

Công suất 3nm của TSMC không thể mở rộng đủ nhanh để đáp ứng nhu cầu từ Nvidia, AMD và một danh sách ngày càng nhiều các nhà thiết kế chip AI tùy chỉnh bao gồm Annapurna Labs của Amazon và nhóm Tensor của Google. Công suất đóng gói tiên tiến CoWoS của công ty — vốn xếp chồng các die logic cùng với bộ nhớ băng thông cao — đã được bán hết trong nhiều quý liên tiếp.

Samsung Foundry đã gặp khó khăn trong việc giành được các đơn đặt hàng chip AI lớn ở nút 3nm, trong khi mảng kinh doanh xưởng đúc của Intel đã trì hoãn lộ trình nút 18A, khiến TSMC trở thành nhà cung cấp khối lượng lớn duy nhất cho chip AI tiên tiến. Vị thế gần như độc quyền đó đã thúc đẩy đầu tư đáng kể, với việc công ty chi hàng chục tỷ đô la mỗi năm cho việc mở rộng công suất.

Đa dạng hóa địa lý và Rủi ro thực thi

Nhà máy Arizona của TSMC, ban đầu bị chậm trễ do thiếu hụt lao động và vấn đề cấp phép, dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất 4nm vào năm 2026, với 3nm tiếp theo vào năm 2028. Cơ sở Kumamoto tại Nhật Bản, một liên doanh với Sony, tập trung vào các nút cũ hơn cho ô tô và cảm biến hình ảnh, giải phóng công suất tại Đài Loan cho các chip AI tiên tiến. Công ty cũng đang đánh giá một nhà máy tiềm năng tại Dresden, Đức, để phục vụ nhu cầu châu Âu.

Mỗi nhà máy mới có chi phí từ 10 tỷ đến 20 tỷ đô la và mất từ ba đến năm năm để đạt sản lượng hàng loạt. Khả năng tái tạo hiệu quả sản xuất tại Đài Loan của TSMC trên nhiều khu vực địa lý sẽ quyết định liệu việc mở rộng công suất có mang lại lợi nhuận như các nhà đầu tư kỳ vọng hay không.

Vị thế thống lĩnh của TSMC trong sản xuất chip AI mang lại cho công ty sức mạnh định giá và khả năng hiển thị doanh thu dài hạn, nhưng khoản đầu tư vốn không lồ cần thiết cho việc mở rộng địa lý đặt ra rủi ro thực thi. Nếu nhu cầu AI chậm lại nhanh hơn dự kiến, việc xây dựng công suất của công ty có thể gây áp lực lên tỷ lệ sử dụng và biên lợi nhuận.

Bài viết này chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và không cấu thành lời khuyên đầu tư.