Dự án có diện tích khoảng 2,7 triệu foot vuông, tương đương 250.000 mét vuông, dự kiến sản xuất các chip nền cho bộ nhớ băng thông cao (HBM), đánh dấu bước tiến quan trọng trong nỗ lực phục hồi hoạt động gia công bán dẫn tiên tiến của Samsung.

Theo Maeil Business Newspaper, dẫn nguồn tin trong ngành ngày 3/11, nhà máy Taylor Fab 2 của Samsung đã nhận được đơn hàng cho toàn bộ sản lượng dự kiến, trong đó phần lớn công suất được đặt trước bởi AMD. Nvidia cũng nằm trong nhóm khách hàng của cơ sở sản xuất mới này.

Nhà máy dự kiến sử dụng công nghệ sản xuất 2 nanomet, có diện tích khoảng 2,7 triệu foot vuông, lớn gấp khoảng 1,5 lần nhà máy Taylor Fab 1 hiện có. Samsung dự kiến chính thức khởi công trong tháng 11/2026, lắp đặt thiết bị từ tháng 2/2029 và bắt đầu sản xuất hàng loạt vào năm 2030.

Reuters dẫn lại thông tin từ Maeil Business cho biết Samsung chưa xác nhận các thỏa thuận khách hàng. Đại diện tập đoàn từ chối bình luận về thông tin liên quan đến đơn hàng.

Chip nền HBM trở thành trọng tâm của cuộc đua AI

Điểm đáng chú ý của dự án Taylor Fab 2 là nhà máy không chỉ sản xuất chip logic thông thường mà tập trung vào các chip nền (base die) dành cho bộ nhớ băng thông cao HBM.

HBM là công nghệ bộ nhớ xếp chồng nhiều lớp DRAM theo chiều dọc, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ rất cao giữa bộ nhớ và bộ xử lý. Đây là thành phần quan trọng trong các bộ tăng tốc AI, vốn cần xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ trong thời gian ngắn.

Trong cấu trúc HBM, chip nền nằm ở lớp dưới cùng, đóng vai trò kết nối và điều phối hoạt động của các lớp bộ nhớ xếp chồng. Công nghệ chế tạo chip nền ngày càng quan trọng vì có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ truyền dữ liệu, hiệu quả sử dụng năng lượng và khả năng tích hợp của toàn bộ cấu trúc HBM.

Theo Maeil Business, việc Samsung nhận được đơn hàng cho chip nền HBM từ AMD và Nvidia phản ánh xu hướng các nhà phát triển bộ xử lý AI ngày càng quan tâm đến khả năng tùy chỉnh cấu trúc bộ nhớ. Thay vì chỉ mua các sản phẩm HBM tiêu chuẩn, một số khách hàng có xu hướng đặt riêng chip nền để tối ưu hóa hiệu năng cho những thế hệ bộ xử lý mới.

Samsung dự kiến kết hợp chip nền sản xuất tại Texas với các lớp DRAM được sản xuất tại Hàn Quốc, sau đó cung cấp sản phẩm HBM hoàn chỉnh cho khách hàng. Mô hình này cho phép tập đoàn tận dụng mạng lưới sản xuất bộ nhớ hiện có tại quê nhà, đồng thời mở rộng năng lực gia công chip tiên tiến tại Mỹ.

Công nghệ 2 nanomet và tham vọng phục hồi mảng gia công bán dẫn

Taylor Fab 2 là dự án quan trọng đối với Samsung Foundry – bộ phận chuyên sản xuất chip theo hợp đồng của tập đoàn Hàn Quốc. Trong nhiều năm qua, bộ phận này phải cạnh tranh quyết liệt với TSMC, nhà sản xuất bán dẫn theo hợp đồng lớn nhất thế giới, đặc biệt trong các quy trình công nghệ tiên tiến.

Việc giành được đơn hàng lớn từ AMD và Nvidia trước khi nhà máy chính thức đi vào xây dựng là tín hiệu tích cực đối với Samsung. Trong lĩnh vực gia công bán dẫn, đơn hàng từ khách hàng đóng vai trò quyết định đối với kế hoạch đầu tư, lựa chọn quy trình công nghệ và bố trí công suất sản xuất.

Theo Maeil Business, nhà máy mới sẽ áp dụng quy trình 2 nanomet. Đây là thế hệ công nghệ tiên tiến được kỳ vọng cải thiện mật độ bóng bán dẫn, hiệu năng và mức tiêu thụ điện năng so với các thế hệ trước.

Tuy nhiên, từ khi khởi công đến khi sản xuất hàng loạt còn một khoảng thời gian dài. Samsung dự kiến chỉ bắt đầu lắp đặt thiết bị từ tháng 2/2029 và đưa nhà máy vào sản xuất hàng loạt năm 2030. Điều này đồng nghĩa với việc các đơn hàng hiện tại phản ánh nhu cầu đặt trước công suất trong tương lai, chưa tạo ra doanh thu sản xuất ngay lập tức.

Nhà máy Taylor Fab 1 trước đó đã có hợp đồng sản xuất chip cho Tesla. Việc Taylor Fab 2 tiếp tục thu hút AMD và Nvidia cho thấy Samsung đang từng bước xây dựng cơ sở khách hàng tại Mỹ, tập trung vào các doanh nghiệp có nhu cầu lớn về chip phục vụ AI và điện toán hiệu năng cao.

AMD chiếm phần lớn công suất, Nvidia có yêu cầu riêng về chuỗi cung ứng

Theo nguồn tin của Maeil Business, phần lớn công suất dự kiến của Taylor Fab 2 đã được AMD đặt trước. Điều này cho thấy nhu cầu về chip nền HBM gắn liền với kế hoạch mở rộng các bộ tăng tốc AI của AMD.

Tuy nhiên, mối quan hệ cung ứng với Nvidia có một điểm phức tạp hơn. Theo Maeil Business, Nvidia được cho là đang yêu cầu các nhà sản xuất bộ nhớ cung cấp chip nền cho dòng HBM tùy chỉnh thế hệ tiếp theo, gọi là NVHBM, thông qua quy trình gia công của TSMC.

Việc thống nhất sản xuất chip nền tại một nhà cung cấp có thể giúp Nvidia giảm chênh lệch hiệu năng giữa các nguồn cung bộ nhớ, đồng thời đơn giản hóa quá trình kiểm định và tích hợp sản phẩm. Nếu yêu cầu này được duy trì, khả năng Samsung nhận thêm đơn hàng chip nền NVHBM có thể bị giới hạn, dù tập đoàn đã xây dựng năng lực sản xuất tại Texas.

Maeil Business cho biết Samsung đang thử nghiệm khả năng sử dụng quy trình sản xuất của chính mình để chế tạo chip nền NVHBM, trong trường hợp năng lực của TSMC không đáp ứng đủ nhu cầu. Đây là một hướng đi có ý nghĩa chiến lược, nhưng kết quả cuối cùng còn phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và quyết định của khách hàng.

Texas trở thành điểm tựa cho chuỗi cung ứng bán dẫn AI tại Mỹ

Việc Samsung mở rộng nhà máy tại Taylor diễn ra trong bối cảnh Mỹ thúc đẩy xây dựng năng lực sản xuất bán dẫn trong nước, giảm phụ thuộc vào các trung tâm sản xuất ở châu Á và củng cố chuỗi cung ứng phục vụ AI.

Texas đang trở thành một địa điểm quan trọng trong chiến lược đầu tư bán dẫn của các tập đoàn công nghệ. Với sự hiện diện của Samsung và các dự án công nghiệp liên quan, khu vực này có cơ hội phát triển hệ sinh thái sản xuất, thiết bị, vật liệu và dịch vụ hỗ trợ ngành chip.

Đối với Samsung, nhà máy thứ hai tại Taylor không chỉ mở rộng công suất mà còn giúp tập đoàn tiếp cận gần hơn với các khách hàng công nghệ lớn của Mỹ. Việc AMD và Nvidia đặt hàng trước công suất dự kiến cũng cho thấy các nhà phát triển chip AI đang tìm cách bảo đảm nguồn cung linh kiện quan trọng trong bối cảnh nhu cầu điện toán tăng nhanh.

Dù vậy, dự án vẫn đối mặt với những thách thức về tiến độ xây dựng, hiệu suất sản xuất và khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe của khách hàng. Đặc biệt, công nghệ 2 nanomet đòi hỏi năng lực kiểm soát quy trình rất cao, trong khi các sản phẩm HBM thế hệ mới ngày càng phức tạp về thiết kế và tích hợp.

Nếu triển khai đúng kế hoạch, Taylor Fab 2 có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng chip AI tại Mỹ, đồng thời giúp Samsung củng cố vị thế trong lĩnh vực gia công bán dẫn tiên tiến. Tuy nhiên, khả năng chuyển hóa các đơn hàng đặt trước thành sản lượng thương mại và lợi nhuận thực tế sẽ chỉ được kiểm chứng khi nhà máy tiến gần thời điểm vận hành vào năm 2030.