Ngành bán dẫn đối mặt với thiếu hụt lao động tay nghề và trình độ cao

Nhưng có một vấn đề ít được đề cập hơn, nhưng quan trọng không kém, có thể ảnh hưởng trực tiếp tới quy trình sản xuất và kinh doanh của các tập đoàn công nghệ nói chung và những đơn vị gia công bán dẫn nói riêng. Đó chính là sự thiếu hụt trầm trọng các kỹ sư, tiến sỹ và chuyên gia trong ngành.

Tính đến thời điểm hiện tại, hầu hết đều tin tưởng rằng, tăng sản lượng wafer silicon gia công trong các fab chỉ cần có tiền đổ vào là xong. Tình trạng thiếu hụt chip bán dẫn toàn cầu xảy ra hồi đầu năm 2020 được giải quyết thông qua nguồn tiền hảng tỷ USD mà chính phủ các quốc gia đổ cho các công ty tư nhân trong ngành, để tăng sản lượng gia công. Rồi để giải quyết đứt gãy chuỗi cung ứng, những gói hỗ trợ được các chính phủ tung ra để khuyến khích các đơn vị xây dựng fab gia công bán dẫn tại quốc gia tương ứng. TSMC cũng không ngoại lệ, khi họ đang xây dựng những fab mới để mở rộng quy mô sản xuất tại Mỹ, Đức và Nhật Bản.

Với đạo luật CHIPS, Mỹ hiện giờ đang dẫn đầu cuộc chạy đua tự chủ công nghệ và sản lượng chip bán dẫn, trong vòng 5 năm chính quyền Mỹ sẽ rót hơn 250 tỷ USD cho các tập đoàn để xây dựng dây chuyền sản xuất chip trên lãnh thổ Mỹ. Tuy nhiên có tiền không thì là chưa đủ.

Vấn đề của việc xây dựng một fab gia công bán dẫn mới, không phải cứ đổ hàng tỷ USD vào, rồi huấn luyện nghiệp vụ cho đội ngũ lao động địa phương là xong, tức là hoàn toàn không dễ dàng như xây dựng một dây chuyền lắp ráp laptop smartphone ở một quốc gia khác như Ấn Độ hay Việt Nam. Để vận hành một fab gia công bán dẫn, cần tới những nhân sự tay nghề cao, có kiến thức, có khi phải có cả bằng master hay tiến sĩ khoa học và kỹ thuật để vận hành.

Thậm chí, vì những yêu cầu về địa chất, tòa nhà phải được thiết kế và thi công với khả năng chống rung lắc, để máy móc quang khắc thạch bản những wafer silicon với hàng tỷ transistor siêu nhỏ trên mỗi die chip, quá trình xây dựng một fab gia công bán dẫn cũng cần tới những chuyên gia xây dựng.

Theo phân tích của McKinsey, những fab sản xuất chip mới, đang được xây dựng trên đất Mỹ cần tới 160 nghìn việc làm với tay nghề và trình độ cao, từ kỹ sư đến hỗ trợ kỹ thuật, rồi cả những công việc xây dựng chuyên biệt nữa. Nhưng mỗi năm, ước tính chỉ có khoảng 1500 kỹ sư trẻ mới ra trường tham gia vào ngành bán dẫn, làm việc ở mọi mảng trong ngành. Con số này thậm chí còn ít hơn nếu xét tới những chuyên viên bán dẫn. Trong vòng 5 năm tới, ước tính sẽ cần 75 nghìn chuyên gia mới để phục vụ vận hành những fab gia công được xây dựng trong thời gian qua.

Con số hiện tại hoàn toàn không ủng hộ cho dự báo này. Kể từ năm 2000, lực lượng lao động ở Mỹ làm việc trong ngành bán dẫn đã giảm 43%. Với tốc độ như thế này, đến năm 2029, ước tính Mỹ có thể thiếu hụt tới 146 nghìn lao động tay nghề cao trong ngành bán dẫn.

Ở Hàn Quốc, câu chuyện tương tự cũng đang diễn ra. Ngành gia công bán dẫn ở đất nước này, dẫn đầu bởi Samsung Foundry và SK Hynix đang phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt nhân công kể từ năm 2022. Ước tính đến năm 2031, Hàn Quốc sẽ thiếu hụt khoảng 56 nghìn lao động tay nghề cao.

Xu hướng dân số cũng ảnh hưởng tiêu cực tới tình trạng kể trên. Ở cả Hàn Quốc lẫn Đài Loan, xu hướng già hóa dân số đang diễn ra. Kể từ năm 2012 tới nay, số lượng sinh viên học lên trình độ sau đại học đã giảm dần qua từng năm. Hàn Quốc và Đài Loan hiện tại đang chiếm tỷ trọng 80% tổng sản lượng gia công bán dẫn toàn cầu. Fab gia công bán dẫn của TSMC đang thi công tại Arizona phải dời ngày vận hành chính thức, tập đoàn này phải đưa khoảng 2200 nhân công từ Đài Loan sang Mỹ làm việc. Khác biệt văn hóa chắc chắn sẽ khiến quá trình vận hành của fab này bị ảnh hưởng.

Ước tính, mỗi fab gia công bán dẫn mới tiêu tốn 30 tỷ USD để xây dựng. Chúng phải vận hành liên tục 24 giờ đồng hồ mỗi ngày, 7 ngày mỗi tuần để đảm bảo sản lượng bù đắp cho chi phí đầu tư khổng lồ. Nhà sáng lập TSMC, Morris Chang từng mô tả khác biệt văn hóa giữa Đài Loan và Mỹ. Nếu một cỗ máy gia công bán dẫn ở Đài Loan hỏng lúc 1h sáng, nó sẽ được sửa vào lúc 2h sáng. Không bao giờ nhân công Mỹ chịu làm chuyện đó, phải chờ tới sáng họ mới bắt đầu làm việc.

Quay trở lại tuyên bố ở đầu bài viết. Đương nhiên ở thời điểm hiện tại, AI đã và đang giúp thiết kế, thử nghiệm và xác thực những kiến trúc chip bán dẫn mới, giúp giảm thời gian phát triển cho các hãng. Nhưng biến bản vẽ số hóa trở thành die silicon vật lý lại là vấn đề khác. AI phải còn rất lâu nữa mới có thể thay thế những chuyên viên và kỹ sư vận hành những cỗ máy quang khắc trị giá hàng trăm triệu USD.

Theo FT