Chip, chất bán dẫn và bài toán nguồn nhân lực

Lúc đầu, Kai Ze Ee không có ý định làm việc trong lĩnh vực chất bán dẫn. Trên thực tế, cậu dành phần lớn thời niên thiếu tại một trường nội trú ở Mỹ để chơi golf với khát vọng trở thành tay golf chuyên nghiệp. Nhưng khi đại dịch bùng phát, Ee quyết định quay về Singapore để tham gia nghĩa vụ quân sự bắt buộc trong 2 năm và bắt đầu tìm hiểu về các lựa chọn nghề nghiệp khác.

Một trong những chủ đề thu hút sự quan tâm của Ee là năng lượng tái tạo. Nghiên cứu về công nghệ pin gọi là nhiệt quang điện giúp Ee nhận ra tầm quan trọng của chất bán dẫn. Trong một cuộc phỏng vấn, cậu nói: “Tôi không chỉ thấy được sự thông dụng của chất bán dẫn trong nhiều hệ thống công nghệ, mà còn thấy cả tiềm năng ứng dụng của chúng trong tương lai, không chỉ trong lĩnh vực năng lượng tái tạo”.

Ee, sinh viên quốc tế 21 tuổi tại Đại học Purdue bang Indiana, chính là đại diện cho nguồn nhân lực mà Mỹ cần nhiều hơn trong nỗ lực nhằm giành lại vị thế cường quốc sản xuất chip. Đạo luật CHIPS và Khoa học, được Tổng thống Joe Biden ký năm 2022 đã trở thành nền tảng cho chiến lược của chính quyền ông nhằm chống lại sự thống trị của Trung Quốc trong lĩnh vực công nghệ và sản xuất. Đạo luật này dành ra gần 53 tỷ USD để đưa các nhà máy chất bán dẫn trở lại Mỹ, với khoảng một phần tư số đó được đầu tư vào nghiên cứu và tạo việc làm.

Việc tập hợp lực lượng lao động sẽ là mấu chốt cho sự thành công của kế hoạch này. Ee là một trong khoảng 60 sinh viên đã đăng ký chương trình học hè của trường về chất bán dẫn, và năm tới, cậu muốn được làm việc tại phòng nghiên cứu NanoX của Purdue, nơi sản xuất phần cứng cho trí tuệ nhận tạo, vốn đang là chủ đề rất “hot” đối với các sinh viên công nghệ.

Chất bán dẫn hiện là nền tảng cho hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống, cung cấp năng lượng cho các thiết bị từ điện thoại, máy giặt đến ôtô… Quan trọng là chúng cùng cung cấp năng lượng cho các hệ thống vũ khí tân tiến và trí tuệ nhân tạo, khiến chúng trở thành tâm điểm trong cuộc cạnh tranh ngày càng gay gắt hiện nay.

Bộ trưởng Thương mại Mỹ Gina Raimondo, người phụ trách chính trong việc tuyên truyền về nỗ lực thực hiện tham vọng thúc đẩy công nghiệp chất bán dẫn của Mỹ, đã đăng những dòng tweet sau: “Mỹ đã phát minh ra chất bán dẫn. Trong năm 1990, chúng ta sản xuất gần 40% tổng lượng chip trên thế giới. Còn bây giờ, chúng ta chỉ sản xuất 12%”.

Theo dữ liệu từ Hiệp hội công nghệ bán dẫn (SIA), các công ty cùng đã hưởng ứng lời kêu gọi với hơn 50 dự án mới về chất bán dẫn được công bố trên khắp nước Mỹ kể từ khi Đạo luật CHIPS và Khoa học được ban hành. Với những dự án này, các công ty có kế hoạch tạo thêm hơn 44.000 việc làm.

Không thể nói về ngành công nghiệp chế tạo chip mà không nhắc đến Công ty trách nhiệm hữu hạn sản xuất chất bán dẫn Đài Loan (Trung Quốc) (TSMC). Công ty này chiếm hơn một nửa thị trường sản xuất chip và sản xuất tới 92% các loại chip tiên tiến nhất.

Đợt mở rộng gần đây nhất của công ty này, được công bố chỉ vài tháng sau khi Đạo luật CHIPS và Khoa học được thông qua, là ở thành phố Phoenix, bang Arizona, nơi họ đang xây dựng một nhà máy mới - theo thuật ngữ chuyên ngành bán dẫn gọi là FAB - bên cạnh một FAB khác được công bố vào năm 2020. TSMC đã tăng hơn 3 lần số vốn đầu tư ban đầu, lên tới 40 tỷ USD, đồng thời tuyên bố 2 cơ sở này sẽ tạo ra 4.500 việc làm trực tiếp trên đất Mỹ.

Thế những, hàng trăm việc làm trong số này sẽ do các kỹ sư từ các nhà máy của công ty ở Đài Loan (Trung Quốc) và các kỹ sư Mỹ đã được gửi đến Đài Loan (Trung Quốc) để đào tạo đảm nhận. Điều này cho thấy Mỹ đang thiếu nhân tài lành nghề trong lĩnh vực này. Divyansh Kaushik, Phó giám đốc phụ trách công nghệ mới nổi và an ninh quốc gia tại Liên đoàn các nhà khoa học Mỹ, cho biết nếu muốn đưa dây chuyền sản xuất trở về Mỹ, cần phải có kỹ năng trong lĩnh vực chất bán dẫn, cần phải có những người biết cách xây dựng và vận hành các FAB, bởi mỗi FAB lại chuyên về một loại chip.

Các chuyên gia của McKinsey ước tính đến năm 2030, Mỹ sẽ thiếu khoảng 300.000 kỹ sư và 90.000 kỹ thuật viên so với nhu cầu của các ngành công nghiệp. Mặc dù thực tế là chất bán dẫn hiện quan trọng đối với thế giới hơn bao giờ hết, nhưng theo báo cáo tháng 4 từ Quỹ đổi mới và Công nghệ thông tin (ITIF), tỷ lệ sinh viên Mỹ tốt nghiệp với tấm bằng kỹ sư điện cần có cho nhiều công việc liên quan đến chất bán dẫn đã giảm đáng kể trong 2 thập kỷ qua. Deloitte dự báo ngành công nghiệp chip của Mỹ sẽ phải đối mặt với việc thiếu hụt nhân lực, từ 70.000 đến 90.000 lao động trong những năm tới.

Các công ty chế tạo chip như TSMC, Intel và Micron đang hợp tác với nhiều trường cao đẳng cộng đồng địa phương ở bang Arizona và New York - những nơi mà các công ty đang chi hàng chục tỷ USD để xây dựng các FAB mới - để dự kiến tạo ra tổng cộng gần 20.000 việc làm. Những chương trình này tập trung chủ yếu vào phần lớn nhất của lực lượng lao động cần thiết cho công nghiệp bán dẫn: Các kỹ thuật viên làm việc tại nhà máy. Việc đào tạo kỹ thuật viên thường tốn ít thời gian hơn, các khóa học cấp chứng chỉ hoặc các chương trình liên kết kéo dài 2 năm đủ để cung cấp cho họ nền tảng cần thiết. Các công ty và nghiệp đoàn cũng đang triển khai các sáng kiến khác như chương trình đào tạo lại kỹ năng cho các cựu chiến binh.

Theo báo cáo của ITIF, số lượng bằng cử nhân và thạc sĩ được trao cho du học sinh từ giữa năm 1997 đến 2020 tăng 110%, trong khi con số này đối với công dân Mỹ chỉ là 18,2%. Mỹ không chỉ cần nhanh chóng đào tạo kỹ sư mới, mà họ cũng cần tạo điều kiện để những người như Ee có thể dễ dàng định cư tại đây.