Tại sao siêu bão Helene lại gây ra cuộc khủng hoảng chip bán dẫn toàn cầu?

Nằm sâu trong dãy núi Blue Ridge ở ngoại ô Spruce Pine, Bắc Carolina (Mỹ), một thị trấn với chưa đầy 2.200 dân, là hai mỏ sản xuất thạch anh tinh khiết nhất thế giới, được hình thành trong khu vực này khoảng 380 triệu năm trước. Vật liệu này là thành phần chính trong chuỗi cung ứng toàn cầu cho chip bán dẫn, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ điện thoại thông minh và ô tô đến thiết bị y tế và tấm pin năng lượng mặt trời.

Nhưng hoạt động tại các cơ sở này đã phải dừng lại kể từ khi cơn bão Helene quét qua vùng Đông Nam nước Mỹ mới đây, gây ra lũ lụt và lở đất lịch sử, cắt đứt đường sá và điện, gây nguy hiểm cho hàng triệu cư dân.

Bão Helene: Thách thức mới cho chuỗi cung ứng chip toàn cầu

Trước khi cơn bão ập đến, Sibelco và The Quartz Corp, hai "ông lớn" trong ngành khai thác thạch anh tại đây đã phải đưa ra quyết định tạm ngừng hoạt động. Giờ đây, khi cơn bão đi qua, cả hai công ty đang chạy đua với thời gian để khởi động lại các mỏ. Tuy nhiên, mức độ thiệt hại vẫn còn là một ẩn số, và việc đưa các mỏ trở lại hoạt động bình thường sẽ mất bao lâu vẫn chưa được xác định.

Các cơ sở sản xuất tại khu vực này đang đối mặt với vô vàn khó khăn do hậu quả của thiên tai. Lũ lụt, mất điện, đường sá bị hư hỏng và gián đoạn liên lạc đã khiến hoạt động sản xuất tê liệt. Đặc biệt đáng lo ngại là việc mất liên lạc với nhiều nhân viên địa phương, những người có vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động của nhà máy.

Các chuyên gia về chuỗi cung ứng cho biết có thể mất nhiều tuần để đưa các mỏ hoạt động trở lại, điều này có thể dẫn đến tình trạng thiếu chip bán dẫn và giá tăng vào thời điểm đặc biệt bất lợi đối với ngành công nghệ, khi các gã khổng lồ ở Thung lũng Silicon đổ hàng tỷ USD vào chip bán dẫn để vận hành hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI).

Theo Seaver Wang, đồng Giám đốc chương trình khí hậu và năng lượng tại Viện nghiên cứu The Breakthrough Institute (Mỹ), các mỏ Sibelco và The Quartz Corp ở Spruce Pine chính là "trái tim" của ngành sản xuất chất bán dẫn và công nghiệp tấm pin mặt trời. Nếu không có nguồn cung cấp thạch anh từ đây, toàn bộ chuỗi cung ứng công nghệ hiện đại sẽ bị đe dọa nghiêm trọng.

Trong khi đó, Spencer Bost, Giám đốc điều hành của Downtown Spruce Pine đã không thể tin vào mắt mình khi chứng kiến mức độ tàn phá mà cơn bão gây ra cho thị trấn. Ông chia sẻ với CNN: "Tình hình ở đây thật sự kinh hoàng. Chúng tôi vẫn chưa có thông tin chính xác về thiệt hại đối với các công ty khai thác, nhưng với những gì đang diễn ra, tôi lo ngại rằng sẽ mất rất nhiều thời gian để mọi thứ trở lại bình thường. Đường sá bị phá hủy, nhà cửa đổ nát, và cuộc sống của người dân bị đảo lộn hoàn toàn. Thậm chí, các trường học cũng phải đóng cửa, gây ra nhiều khó khăn cho các em học sinh".

Sibelco, công ty Bỉ sở hữu mỏ Spruce Pine là nơi tuyển dụng nhiều lao động nhất của khu vực và đóng vai trò trụ cột trong nền kinh tế của Spruce Pine đang đối mặt với những thách thức chưa từng có. Mặc dù đã xác nhận được tình hình của phần lớn nhân viên, công ty vẫn đang không ngừng nỗ lực để liên lạc với những người còn lại. Sự cố này không chỉ ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất mà còn gây ra lo ngại lớn cho cộng đồng địa phương.

"Xin hãy yên tâm rằng Sibelco đang tích cực hợp tác với các cơ quan chính phủ và các hoạt động cứu hộ, phục hồi của bên thứ ba để giảm thiểu tác động của sự kiện này và khôi phục hoạt động sớm nhất có thể", công ty cho biết.

Quartz Corp, đối tác của Sibelco trong ngành khai thác thạch anh tại Spruce Pine, đã phải đối mặt với một tình huống vô cùng khó khăn sau cơn bão. Công ty này, thuộc sở hữu chung của một tập đoàn khai khoáng Pháp và Na Uy, đã thừa nhận rằng hậu quả của cơn bão là "rất nghiêm trọng" và họ vẫn chưa thể đưa ra dự báo cụ thể về thời gian khôi phục hoạt động.

"Chúng tôi tập trung vào việc đảm bảo rằng nhân viên và gia đình của họ được an toàn trong khi mọi nỗ lực được thực hiện để liên lạc với những người vẫn chưa liên lạc được. Ngoài ra, các nhóm của chúng tôi đang tham gia lực lượng đặc nhiệm địa phương để cố gắng khôi phục các dịch vụ cơ bản nhất và mang thêm nguồn cung cấp đến Spruce Pine", The Quartz Corp cho biết trong một tuyên bố.

Thạch anh: Một thành phần quý hiếm cho ngành công nghiệp bán dẫn

Thạch anh là thành phần thiết yếu trong quá trình sản xuất chất bán dẫn. Độ tinh khiết của nó rất quan trọng để tránh làm hỏng chip.

Gregory Allen, Giám đốc Trung tâm Wadhwani về AI và Công nghệ tiên tiến tại Trung tâm Nghiên cứu chiến lược và quốc tế cho biết: "Bạn đang chế tạo những con chip cực kỳ phức tạp, trong một số trường hợp có tới 100 tỷ bóng bán dẫn, 100 tỷ cỗ máy nhỏ xíu, trên một con chip có kích thước bằng móng tay cái của bạn. Một nguyên tử không đúng vị trí có thể gây ra lỗi khiến con chip bị hỏng".

Mặc dù thạch anh có mặt ở nhiều nơi trên thế giới, nhưng loại thạch anh siêu tinh khiết, được ví như "kim cương" của ngành công nghiệp bán dẫn, lại chỉ tập trung chủ yếu tại các mỏ ở Spruce Pine. Với độ tinh khiết vượt trội, thạch anh từ Spruce Pine chiếm tới 80-90% nguồn cung cấp toàn cầu, một con số đáng kinh ngạc và được các chuyên gia trong ngành giữ kín. Chính loại thạch anh đặc biệt này đã trở thành nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất các con chip siêu nhỏ, được cung cấp cho các nhà sản xuất chất bán dẫn lớn như công ty sản xuất chip khổng lồ TSMC của Đài Loan.

Một số nhà sản xuất chip có thể duy trì hoạt động trong vài tuần nhờ nguồn dự trữ thạch anh tinh khiết. Tuy nhiên, nếu tình trạng đóng cửa các mỏ kéo dài, ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu sẽ đối mặt với nguy cơ thiếu hụt chip nghiêm trọng. Mặc dù có thể thay thế bằng thạch anh tinh khiết thông thường, nhưng nguồn cung cấp loại thạch anh này trên thế giới là hạn chế và không đủ để đáp ứng nhu cầu khổng lồ của ngành công nghiệp.

David Bader, Giáo sư và Giám đốc Viện Khoa học dữ liệu tại Học viện Công nghệ New Jersey (Mỹ) cho biết: "Tôi dự đoán sẽ có sự tạm dừng và gián đoạn trong chuỗi cung ứng của các nhà sản xuất chip lớn, trong khi họ chờ các mỏ này mở cửa trở lại".

Hơn nữa, ngay cả khi các mỏ có thể mở cửa trở lại, họ vẫn cần cơ sở hạ tầng tại địa phương, như đường sá, để đưa sản phẩm đến tay khách hàng.

Tình trạng thiếu chip bán dẫn sẽ khiến nhiều ngành công nghiệp phải dừng hoạt động. Tình trạng thiếu chip toàn cầu năm 2021 do đại dịch Covid-19 gây ra có nghĩa là các nhà sản xuất ô tô đang chế tạo những chiếc ô tô gần như hoàn chỉnh nhưng không thể xuất xưởng vì họ thiếu chip để cung cấp năng lượng cho các tính năng quan trọng, đẩy giá ô tô lên cao.

Liên quan đến vấn đề này, ông Gregory Allen cho biết: "Hầu hết nền kinh tế Mỹ, ở mức độ nào đó, đều phụ thuộc vào ngành công nghiệp bán dẫn như một nguồn đầu vào quan trọng".

Trong khi đó, ông Seaver Wang nhận định: "Mỏ thạch anh này được coi là tài sản chiến lược quốc gia và tôi cho rằng chính quyền liên bang sẽ làm mọi cách để đưa nó vào hoạt động càng nhanh càng tốt, mọi người đều biết khu phức hợp khai thác này rất quan trọng".