Nhật Bản phê duyệt nâng cấp nhà máy TSMC tại Kumamoto lên công nghệ 3 nm, công suất ban đầu đạt 6.000 tấm wafer mỗi tháng

Giai đoạn đầu thu hẹp, đưa chip tiên tiến hơn đến Nhật Bản

Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản ngày 16 tháng 10 năm 2026 đã phê duyệt kế hoạch sửa đổi nhà máy Kumamoto của TSMC, mở đường cho hoạt động sản xuất chất bán dẫn thế hệ 3 nanomet đầu tiên của nước này. Nhà máy thứ hai, đang được xây dựng tại Kikuyo, ban đầu sẽ có công suất 6.000 tấm wafer mỗi tháng, dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt vào tháng 12 năm 2028.

Quyết định này thay đổi cả công nghệ lẫn quy mô dự án. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, trước đây dự kiến công suất hằng tháng là 48.000 tấm wafer, sử dụng các quy trình từ 6 đến 12 nanomet, đồng thời dự kiến sản xuất chip 40 nanomet. Giai đoạn đầu được phê duyệt thay vào đó tập trung vào công nghệ tiên tiến hơn, trong bối cảnh nhu cầu tính toán trí tuệ nhân tạo tăng trưởng.

Hỗ trợ công từ chính phủ sẽ góp phần quyết định mức độ mở rộng sản xuất vượt quá giai đoạn đầu. Bộ đã giảm khoản trợ cấp gắn với kế hoạch hiện tại xuống còn 645,15 tỷ yen, từ mức 732 tỷ yen dự kiến trước đó, đồng thời cân nhắc tăng hỗ trợ cho dự án sản xuất tiên tiến hơn.

TSMC cũng được phê duyệt điều chỉnh nhà máy thứ nhất đang hoạt động ở gần đó. Cơ sở này sẽ tập trung vào chip 22 và 28 nanomet, bỏ kế hoạch sản xuất bằng công nghệ 12 và 16 nanomet. Sau điều chỉnh, hai nhà máy sẽ có vai trò sản xuất khác biệt rõ hơn.

Đối với Nhật Bản, quyết định phê duyệt đưa một khoản đầu tư công nghiệp lớn tiến gần hơn tới mục tiêu sản xuất chip tiên tiến trong nước. Với Kumamoto, dự án thúc đẩy quá trình chuyển đổi vốn đã kéo theo dân số tăng, ùn tắc giao thông và cạnh tranh lao động. Kế hoạch sửa đổi giữ nguyên diện tích khu nhà máy và số lượng nhân viên, dù công nghệ và công suất sản xuất ban đầu có thay đổi.

Sản xuất 3 nanomet có ý nghĩa gì

TSMC công bố chuyển sang công nghệ 3 nanomet vào tháng 2 năm 2026, dự đoán nhu cầu AI toàn cầu sẽ tăng. Quyết định tháng 10 phê duyệt thay đổi này và công nhận dự án sửa đổi đủ điều kiện nhận trợ cấp.

Một nanomet bằng một phần tỷ mét. Trong sản xuất chip, các nhãn như 3 nanomet dùng để chỉ một thế hệ công nghệ sản xuất. Tên gọi quy trình hiện đại mô tả một nhóm năng lực sản xuất, chứ không phải một phép đo duy nhất áp dụng cho mọi cấu trúc trên chip.

Các quy trình tiên tiến hơn cho phép nhà sản xuất tích hợp năng lực tính toán lớn hơn trong cùng một diện tích và cải thiện sự cân bằng giữa hiệu năng với mức tiêu thụ điện. Những đặc tính này quan trọng với các ứng dụng đòi hỏi cao, trong đó có tính toán AI, lĩnh vực cần thực hiện nhanh số lượng phép tính lớn.

Wafer là lát vật liệu bán dẫn mỏng, hình tròn, trên đó nhiều chip được sản xuất cùng lúc. Các nhà máy đo công suất bằng số tấm wafer vì số chip thành phẩm phụ thuộc vào kích thước wafer và số chip hoạt động chính xác sau khi sản xuất.

Bộ cho biết sản lượng wafer dự kiến giảm là do chuyển sang các sản phẩm hiệu năng cao hơn. Với 6.000 tấm wafer mỗi tháng, giai đoạn đầu được phê duyệt bằng một phần tám kế hoạch trước đó, vốn dự kiến 48.000 tấm wafer sử dụng quy trình 6 đến 12 nanomet. Thay đổi này kết hợp sản phẩm tiên tiến hơn với cam kết sản xuất ban đầu nhỏ hơn.

Từ thông báo tháng 2 đến tháng 12 năm 2028

Thông báo nâng cấp hồi tháng 2 của TSMC được đưa ra trong cuộc gặp giữa Tổng giám đốc điều hành CC Wei và Thủ tướng Nhật Bản Sanae Takaichi. Khi đó, công ty xác nhận thay đổi công nghệ, nhưng chưa xác nhận mức đầu tư ước tính được truyền thông đưa tin.

Các mốc thời gian chính hiện kết nối quyết định của doanh nghiệp với sự phê duyệt của chính phủ và thời điểm dự kiến bắt đầu sản xuất:

• Cuối năm 2024: Nhà máy Kumamoto thứ nhất của TSMC bắt đầu sản xuất hàng loạt.
• Tháng 2 năm 2026: TSMC thông báo nhà máy thứ hai sẽ chuyển sang công nghệ 3 nanomet.
• Ngày 16 tháng 10 năm 2026: Bộ Kinh tế phê duyệt kế hoạch sản xuất sửa đổi cho cả hai nhà máy Kumamoto.
• Năm tài khóa 2027: Đề xuất ngân sách của bộ có khoản dự trù hỗ trợ liên quan đến dự án sửa đổi.
• Tháng 12 năm 2028: Nhà máy thứ hai dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt; lô hàng đầu tiên cũng được lên kế hoạch xuất đi trong tháng này.

Việc xây dựng nhà máy thứ hai vẫn đang tiếp diễn bên cạnh nhà máy thứ nhất đang hoạt động tại Kikuyo. Phê duyệt của bộ bao gồm giai đoạn đầu của nhà máy thứ hai; việc mở rộng tiếp theo sẽ phụ thuộc vào hỗ trợ của chính phủ và nhu cầu thị trường.

Vì sao các con số trợ cấp thay đổi

Mức 732 tỷ yen là khoản trợ cấp trước đây chính phủ dự kiến dành cho nhà máy thứ hai. Theo kế hoạch ban đầu sửa đổi, khoản này giảm xuống còn 645,15 tỷ yen, tức giảm 86,85 tỷ yen, tương đương khoảng 11,9%.

Cam kết sản xuất ban đầu nhỏ hơn đi kèm với mức đầu tư được hỗ trợ ở giai đoạn đó thấp hơn. Đồng thời, việc chuyển sang sản xuất hàng loạt bằng công nghệ 3 nanomet dự kiến khiến vốn đầu tư vào nhà máy thứ hai vượt 15,7 tỷ USD, tương đương khoảng 2,48 nghìn tỷ yen. Bộ đang cân nhắc tăng hỗ trợ để đáp ứng.

Ngày 16 tháng 10, TSMC cho biết hoạt động sản xuất sẽ được triển khai theo từng giai đoạn tùy thuộc nhu cầu thị trường, đồng thời kế hoạch của công ty dựa trên giả định có hỗ trợ từ chính phủ Nhật Bản. Vì vậy, công ty gắn tiến độ mở rộng với cả đơn đặt hàng thương mại lẫn nguồn vốn công.

Bộ đã đưa khoản kinh phí liên quan vào đề xuất ngân sách năm tài khóa 2027. Đề xuất ngân sách là kế hoạch chi tiêu của chính phủ; quy trình ngân sách Nhật Bản sẽ quyết định số tiền cuối cùng được phân bổ. Chưa có thông báo về mức trợ cấp cuối cùng hay công suất cụ thể cho các đợt mở rộng sau này.

Ước tính đầu tư mới nhất cũng thấp hơn con số lớn hơn được đề cập khi công bố nâng cấp. Tin tức hồi tháng 2 đưa ra mức chi phí có thể vào khoảng 17 tỷ USD cho nhà máy thứ hai, nhưng khi đó TSMC từ chối xác nhận con số này. Hiện khoản đầu tư được dự kiến vượt 15,7 tỷ USD, còn tổng đầu tư cho cả nhà máy thứ nhất và thứ hai dự kiến vượt 23 tỷ USD, tương đương 3,5 nghìn tỷ yen.

Nhà máy thứ nhất có vai trò tập trung hơn

Theo phê duyệt sửa đổi, nhà máy Kumamoto thứ nhất của TSMC sẽ tập trung sản xuất chip 22 và 28 nanomet. Kế hoạch trước đó kết hợp các công nghệ này với quy trình 12 và 16 nanomet, đặt công suất hằng tháng ở mức 55.000 tấm wafer.

Kế hoạch mới loại bỏ sản xuất 12 và 16 nanomet, đồng thời đặt công suất ở mức 45.000 tấm wafer mỗi tháng. Con số này giảm 10.000 tấm wafer, tương đương khoảng 18,2%, so với tổng công suất dự kiến trước đó.

Các công nghệ sản xuất đã được thiết lập tại nhà máy thứ nhất phục vụ những ứng dụng như xe cộ và thiết bị công nghiệp. Những sản phẩm này có yêu cầu khác với các ứng dụng tính toán đòi hỏi cao gắn với việc nâng cấp nhà máy thứ hai. Khi khách hàng chọn phương thức sản xuất chip, số nanomet thấp hơn không phải là yếu tố duy nhất; chức năng, chi phí và yêu cầu về độ tin cậy của sản phẩm cũng rất quan trọng.

Xét trên cả hai nhà máy, kế hoạch sửa đổi phân tách sản xuất công nghệ đã được thiết lập với sản lượng lớn hơn và giai đoạn đầu sản xuất tiên tiến có quy mô nhỏ hơn. Nhà máy thứ nhất sẽ đạt 45.000 tấm wafer mỗi tháng, so với 6.000 tấm ở giai đoạn đầu của nhà máy thứ hai.

Đà tăng trưởng của Kumamoto gây sức ép lên đời sống thường nhật

Thống đốc Kumamoto Takashi Kimura hoan nghênh quyết định phê duyệt, gọi đây là diễn biến đáng khích lệ đối với tỉnh. Trong tuyên bố sau quyết định, ông mô tả vai trò của kế hoạch đối với quá trình phục hồi của khu vực:

Đây là điều đáng khích lệ, sẽ thúc đẩy một làn sóng phục hồi sáng tạo mới.

Việc nâng cấp nhà máy không làm thay đổi diện tích khu đất và số lượng nhân viên dự kiến. Tuy nhiên, người dân sẽ cảm nhận tác động của dự án trong bối cảnh ngành sản xuất bán dẫn và các doanh nghiệp liên quan quanh Kikuyo mở rộng mạnh mẽ hơn.

Quy mô thay đổi đó đã thể hiện rõ qua sức ép dân số và giao thông của khu vực trước khi có quyết định phê duyệt mới nhất. Kikuyo, Koshi và Ozu tăng tổng cộng 5.465 cư dân so với cuộc điều tra dân số năm 2020. Năm 2025, các địa phương này cũng ghi nhận 38 điểm ùn tắc nghiêm trọng, nhiều hơn khoảng 40% so với năm 2021, thời điểm TSMC thông báo chuyển đến Kumamoto.

Đến cuối tháng 3 năm 2026, tỉnh Kumamoto đã ký 71 thỏa thuận tiếp nhận doanh nghiệp với các công ty liên quan đến bán dẫn. Các thỏa thuận cho thấy sự quan tâm rộng khắp của doanh nghiệp đối với dự án sản xuất chip. Năm khu công nghiệp mới ở Kikuyo và các địa phương lân cận dự kiến bắt đầu mở bán đất vào năm tài khóa 2031.

Doanh nghiệp địa phương đối mặt với cả cơ hội lẫn thách thức. Dân số và đầu tư tăng kéo theo nhu cầu về ăn uống, lưu trú và dịch vụ, trong khi giá thuê nhà tăng, giao thông chậm trễ và cạnh tranh nhân lực làm chi phí tăng lên. Quyết định sản xuất chip tiên tiến hơn củng cố vị thế công nghiệp của khu vực, nhưng đường sá, nhà ở và tuyển dụng vẫn là những vấn đề thiết thực đối với người đang sinh sống và làm việc tại đây.

Vị trí của Kumamoto bên cạnh Rapidus

Nhật Bản đang thúc đẩy sản xuất chip tiên tiến thông qua nhiều hơn một dự án. Bên cạnh việc mở rộng của TSMC tại Kumamoto, Rapidus đang phát triển công nghệ sản xuất 2 nanomet ở Hokkaido và đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất hàng loạt trong nửa cuối năm tài khóa 2027.

Rapidus, thành lập năm 2022, đã nhận cam kết hỗ trợ khoảng 15 tỷ USD từ chính phủ Nhật Bản. Công ty mở dây chuyền sản xuất thử nghiệm và đạt một cột mốc kỹ thuật vào tháng 7 năm 2025, khi các bóng bán dẫn 2 nanomet nguyên mẫu thể hiện hiệu năng điện như kỳ vọng.

Kazuto Suzuki, giáo sư chính sách khoa học và công nghệ tại Trường Chính sách Công thuộc Đại học Tokyo, đồng thời là giám đốc Viện Địa kinh tế, cho rằng các dự án phục vụ những mục đích khác nhau. Theo ông, các nhà máy TSMC tại Nhật Bản tăng cường khả năng đáp ứng nhu cầu trong nước, còn Rapidus hướng tới đưa Nhật Bản thành nhà cung cấp chip tiên tiến thiết yếu cho thế giới.

Khác biệt đó định hình thách thức về khách hàng. Các bên mua Nhật Bản như Sony, Denso và Toyota có nhu cầu đáng kể đối với những công nghệ chip đã được thiết lập. Rapidus dự kiến sẽ phụ thuộc nhiều vào khách hàng nước ngoài đối với các sản phẩm tiên tiến mà công ty lên kế hoạch sản xuất.

Thử thách tiếp theo là sản xuất thương mại ổn định

Rapidus cho thấy để chuyển từ trình diễn kỹ thuật sang vận hành nhà máy có lãi, đạt được một thế hệ quy trình nhỏ hơn là chưa đủ. Các nhà sản xuất phải liên tục tạo ra số lượng lớn chip hoạt động tốt với mức giá khách hàng sẵn sàng chi trả.

Suzuki xem tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn, tức tỷ lệ chip hoạt động chính xác trong tổng số chip được sản xuất, là thước đo thành công then chốt. Giải thích cách ông đánh giá nỗ lực của Nhật Bản trong ngành bán dẫn, ông nói:

Nếu làm ra một con chip tốt thì đó là thành công. Nếu cải thiện được tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn thì đó cũng là thành công.

Rapidus chưa công bố tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn. Tổng giám đốc điều hành Atsuyoshi Koike cho biết công ty đang đàm phán với hơn 60 khách hàng tiềm năng; ngày 5 tháng 10, công ty thông báo hợp tác với 17 doanh nghiệp để hỗ trợ khách hàng thiết kế chip. Kế hoạch sản xuất hàng loạt sẽ thử thách khả năng biến tiến bộ kỹ thuật thành nguồn cung thương mại ổn định.

TSMC mang đến Kumamoto kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực sản xuất theo hợp đồng, nhưng hoạt động mở rộng của hãng cũng được tổ chức xoay quanh nhu cầu khách hàng. Giai đoạn 6.000 tấm wafer đã được phê duyệt xác định quy mô khởi đầu cho hoạt động sản xuất tiên tiến, còn tăng trưởng tiếp theo sẽ gắn với đơn đặt hàng và hỗ trợ của Nhật Bản.

Những cột mốc trước mắt của Nhật Bản là quy trình cấp ngân sách năm tài khóa 2027 và thời điểm nhà máy thứ hai dự kiến bắt đầu sản xuất vào tháng 12 năm 2028. Quyết định phê duyệt tháng 10 xác lập công nghệ và giai đoạn đầu. Các bước tiếp theo sẽ quyết định công suất được xây dựng vượt quá cam kết ban đầu đến đâu.

Điểm chính

• Ngày 16 tháng 10 năm 2026, Nhật Bản phê duyệt kế hoạch sửa đổi của TSMC tại Kumamoto, trong đó có kế hoạch sản xuất chip 3 nanomet đầu tiên của nước này.
• Giai đoạn đầu được phê duyệt của nhà máy thứ hai có công suất 6.000 tấm wafer mỗi tháng, dự kiến bắt đầu sản xuất hàng loạt vào tháng 12 năm 2028.
• Khoản trợ cấp gắn với kế hoạch ban đầu sửa đổi là 645,15 tỷ yen, giảm từ 732 tỷ yen; chính phủ đang cân nhắc hỗ trợ thêm.
• Nhà máy thứ nhất sẽ tập trung sản xuất chip 22 và 28 nanomet, với công suất dự kiến 45.000 tấm wafer mỗi tháng.
• Việc mở rộng sau này phụ thuộc vào nhu cầu và hỗ trợ công, trong khi Kumamoto tiếp tục ứng phó với sức ép về giao thông, nhà ở và lao động liên quan đến khoản đầu tư.