Elon Musk ngày 21/3 (giờ địa phương) công bố kế hoạch Terafab, dự án nhà máy bán dẫn thế hệ mới đặt mục tiêu sản xuất chip AI và xây dựng hạ tầng tính toán trên quỹ đạo. Dự án quy tụ Tesla, SpaceX và xAI, cho thấy tham vọng mở rộng chuỗi giá trị từ sản xuất chip đến điện toán AI trong không gian.

Theo ITMedia, Business Insider và một số hãng tin, Musk đã trình bày chi tiết kế hoạch này và tuyên bố “chúng ta đang bắt đầu một nền văn minh liên thiên hà”. Trên tài khoản X, ông cũng đăng thông điệp cho rằng Terafab là “mảnh ghép cuối cùng”, nhấn mạnh vai trò biểu tượng của dự án.

Terafab được giới thiệu là dự án sản xuất bán dẫn quy mô lớn do Musk thúc đẩy, kết nối Tesla, SpaceX và xAI trong một hệ sinh thái chung. Cơ sở này dự kiến đặt tại Austin, bang Texas, Mỹ, với mô hình nhà máy tích hợp toàn bộ quy trình từ chip logic, bộ nhớ, đóng gói tiên tiến đến kiểm thử, hiệu chỉnh và photomask.

Musk cũng nêu ý tưởng đưa một phần quy trình xác minh bán dẫn, vốn thường được thực hiện bên ngoài nhà máy, vào trong cơ sở sản xuất để rút ngắn thời gian phát triển và tăng tốc sản xuất.

Theo kế hoạch, Terafab sẽ áp dụng quy trình 2 nm và hướng tới công suất xử lý 100.000 wafer mỗi tháng. Musk cho biết dự án đặt mục tiêu xây dựng thêm lượng tài nguyên tính toán có quy mô tương đương mức tiêu thụ điện tối đa 1 terawatt (TW).

Bối cảnh của dự án là nhu cầu chip từ các mảng kinh doanh do Musk dẫn dắt có thể vượt quá khả năng đáp ứng nếu chỉ trông chờ vào năng lực sản xuất hiện nay của ngành bán dẫn. Các nhà phân tích của Morgan Stanley gần đây nhận định việc xây mới một nhà máy bán dẫn là nhiệm vụ “cấp Hercules”, do đòi hỏi đồng thời vốn đầu tư khổng lồ, năng lực công nghệ cao và hệ thống thiết bị chuyên dụng.

Theo báo cáo, đây cũng là lý do ngành bán dẫn hiện vận hành theo mô hình phân tách giữa các công ty fabless như Nvidia và các foundry như TSMC.

Musk chia các dòng chip dự kiến sản xuất tại Terafab thành hai nhóm. Nhóm đầu tiên là chip AI đa dụng phục vụ hệ thống tự lái hoàn toàn FSD của Tesla, robotaxi Cybercab, robot hình người Optimus và siêu máy tính Dojo.

Ông đặc biệt dự báo rằng về dài hạn, sản lượng Optimus có thể cao hơn ôtô từ 10 đến 100 lần, kéo theo nhu cầu chip cho robot có thể vượt nhu cầu chip cho xe.

Nhóm thứ hai là dòng chip cho môi trường vũ trụ, mang tên D3. Loại chip này được thiết kế với đặc tính tản nhiệt và vận hành phù hợp cho không gian; một phương án đang được xem xét là lắp đặt trên các vệ tinh AI dùng năng lượng mặt trời ở quỹ đạo thấp.

Musk cho rằng về dài hạn, một phần đáng kể các trung tâm dữ liệu sẽ không nằm trên mặt đất mà được triển khai ở quỹ đạo thấp.

Theo ông, lợi thế cốt lõi của hạ tầng tính toán trong không gian nằm ở bài toán năng lượng. Trong khi trên mặt đất, việc cấp điện và tìm địa điểm đặt trung tâm dữ liệu ngày càng khó khăn, môi trường không gian có lợi thế “luôn có nắng”, thuận lợi hơn cho việc khai thác điện mặt trời.

Musk lập luận rằng nếu chi phí phóng giảm xuống đủ thấp, vận hành AI trong không gian thậm chí có thể rẻ hơn trên mặt đất, và khi đó đây sẽ trở thành một lựa chọn gần như hiển nhiên.

Ông cũng công bố bản thiết kế khái niệm để hiện thực hóa tầm nhìn này. Theo đó, mỗi vệ tinh AI cỡ nhỏ gắn pin mặt trời có thể cung cấp khoảng 100 kilowatt (kW) điện; về dài hạn, công suất trên mỗi vệ tinh có thể được nâng lên mức megawatt (MW).

Musk nói “không ai muốn một trung tâm tính toán AI xuất hiện ở sân sau nhà mình”, và xem không gian là phương án thay thế cho hạ tầng tính toán AI phân tán trên mặt đất.

Tầm nhìn này còn được mở rộng tới khả năng xây dựng căn cứ công nghiệp trên Mặt Trăng nhằm đạt quy mô tài nguyên tính toán AI ở mức petawatt (PW). Theo Musk, mức này tương đương gấp 1.000 lần 1 TW.

Ông cũng nhắc tới viễn cảnh về một “nền kinh tế thịnh vượng”, nơi mọi thứ trở nên dồi dào và con người trong tương lai có thể di chuyển miễn phí tới Sao Thổ.

Dù vậy, Terafab vẫn đối mặt với nhiều thách thức thực tế. Sản xuất bán dẫn là ngành đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu rất lớn, chuỗi cung ứng ổn định, cùng năng lực thiết kế, kiểm chứng và sản xuất hàng loạt.

Việc gộp chip AI trên mặt đất với chip cho không gian, cùng kế hoạch triển khai vệ tinh AI ở quỹ đạo thấp và căn cứ công nghiệp trên Mặt Trăng, cho thấy mức độ phức tạp kỹ thuật và rủi ro triển khai không nhỏ.

Tuy nhiên, Terafab vẫn được xem là bước đi tập trung nhất trong chiến lược tích hợp dọc của Musk, kết nối mảng tự lái và Optimus của Tesla, hạ tầng không gian của SpaceX và nhu cầu tính toán của xAI. Giới quan sát hiện theo dõi liệu tham vọng kết nối xe điện, robot, không gian và AI trong cùng một hệ sinh thái có thể được hiện thực hóa bằng năng lực sản xuất bán dẫn và hạ tầng tính toán trên quỹ đạo hay không.