Khi TSMC lên kế hoạch đưa nhà máy bán dẫn đầu tiên tại Phoenix, bang Arizona vào hoạt động năm 2024, họ vấp phải một chướng ngại lớn. Nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới không thiếu vốn hay e ngại nhu cầu thị trường, vấn đề là họ không tìm được đủ lao động có kinh nghiệm để lắp đặt các thiết bị phức tạp trong nhà máy. TSMC sau đó phải lùi thời điểm sản xuất khoảng một năm.
Sự chậm trễ này cho thấy tình trạng thiếu hụt nhân lực ở mọi vị trí, từ kỹ thuật viên, kỹ sư cho đến nhà khoa học trong ngành bán dẫn tại Mỹ.
"Các công ty đã sẵn sàng mở rộng quy mô, nguồn vốn luôn có sẵn và nhu cầu về chip đang cao nhất từ trước đến nay. Tuy nhiên, nếu không có đủ nguồn lao động lành nghề, tiến độ sẽ liên tục bị đình trệ, chi phí chắc chắn bị đội lên và các công ty phải đối mặt với vô vàn thách thức để hoàn thành mục tiêu của mình", bà Shari Liss, Phó Chủ tịch phụ trách các sáng kiến và phát triển lực lượng lao động toàn cầu của SEMI (trước đây là Hiệp hội Thiết bị và Vật liệu Bán dẫn Quốc tế), cho biết.
Khoảng trống có thể lên tới 157.000 người
Phân tích mới nhất từ McKinsey, SEMI và Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF) ước tính, Mỹ có khả năng thiếu hụt tới 157.000 lao động toàn thời gian trong ngành bán dẫn vào năm 2030, trong đó riêng nhóm kỹ sư có thể thiếu khoảng 88.000 người.
Cuộc khủng hoảng này được dự báo sẽ diễn ra nghiêm trọng nhất tại các bang Texas, California, Arizona, New York và Ohio - những ‘cứ điểm’ đang quy tụ phần lớn các dự án nhà máy chip mới.
Thực tế cho thấy, có đến gần ba phần tư doanh nghiệp đang chật vật trong việc tuyển dụng kỹ sư. Hiện chỉ có vỏn vẹn 3% sinh viên kỹ thuật tại Mỹ chọn đầu quân cho ngành sản xuất chip. Phần lớn nhân tài đang đổ xô sang các lĩnh vực được cho là hào nhoáng và có mức đãi ngộ hấp dẫn hơn như phần mềm hay AI.
Các nhân viên trong bộ đồ bảo hộ phòng sạch làm việc tại nhà máy D1X của Intel tại Hillsboro, Oregon. Ảnh: Intel
Bài toán nhân sự đang đe dọa trực tiếp đến các kế hoạch đầu tư khổng lồ. Điển hình là khoản đầu tư ước tính 265 tỷ USD của TSMC cho chuỗi cơ sở sản xuất và đóng gói chip tại Arizona đang đứng trước nguy cơ đình trệ. Hàng loạt dự án tỷ đô khác cũng chịu sức ép tương tự, gồm kế hoạch xây siêu tổ hợp chip nhớ trị giá 100 tỷ USD của Micron ở New York, nhà máy chip logic của Samsung ở Texas, hay dự án 28 tỷ USD của Intel tại Ohio.
Đáng chú ý, mức thiếu hụt 157.000 lao động mới được đưa ra cao hơn rất nhiều so với dự báo của Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ (SIA) và Oxford Economics vào năm 2023. Khi đó, các tổ chức này kỳ vọng quy mô việc làm trực tiếp của ngành sẽ tăng từ 345.000 lên 460.000 vào năm 2030, nhưng cũng cảnh báo 67.000 trong số 115.000 vị trí mới có nguy cơ không tìm được người phù hợp.
Hệ quả của ba thập kỷ đưa sản xuất ra nước ngoài
Suốt nhiều thập kỷ, dù Mỹ luôn giữ vững vai trò dẫn đầu trong khâu thiết kế chip, phần lớn các công đoạn sản xuất, lắp ráp, kiểm thử và đóng gói lại được dịch chuyển sang châu Á.
Theo dữ liệu từ Deloitte, khoảng 80% lượng chip toàn cầu vào năm 2021 được sản xuất tại bốn nền kinh tế lớn ở Đông Á (Trung Quốc, Đài Loan - Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản). Hơn 90% công đoạn lắp ráp, kiểm thử và đóng gói cũng tập trung tại khu vực này và các nước lân cận.
Ban đầu, tập trung sản xuất là phương án tối ưu giúp ngành bán dẫn đạt hiệu quả tối đa về chi phí và lực lượng lao động. Thế nhưng, đại dịch đã cho thấy điểm yếu của mô hình này khi chuỗi cung ứng toàn cầu đứt gãy nghiêm trọng. Trước bài học đắt giá đó, Mỹ và châu Âu ráo riết tung ra hàng loạt gói trợ cấp khổng lồ, quyết tâm đưa năng lực sản xuất về trong nước.
Tuy nhiên, quá trình vận hành một nhà máy tại Mỹ hoặc châu Âu đòi hỏi phải chiêu mộ được một đội ngũ đa dạng các nhóm thợ tay nghề cao - như thợ điện, thợ hàn, kỹ thuật viên lắp đặt đường ống, người vận hành thiết bị, chuyên gia vật liệu và nhân viên bảo trì - chứ không chỉ là chiêu mộ kỹ sư thiết kế.
Nếu chip được sản xuất tại Mỹ nhưng vẫn phải chuyển sang châu Á để đóng gói và kiểm thử, chuỗi cung ứng không thực sự được rút ngắn. Để thực sự tự chủ, Mỹ và châu Âu không có cách nào khác là phải đồng bộ phát triển lực lượng lao động cho cả khâu chế tạo lõi (front-end) lẫn toàn bộ các công đoạn hoàn thiện phía sau (back-end).
Áp lực nhân sự này lại diễn ra trong bối cảnh ngành bán dẫn bước vào giai đoạn bùng nổ. Theo tính toán của Deloitte, doanh thu toàn ngành có thể tăng hơn 80%, từ khoảng 550 tỷ USD (năm 2021) lên hơn một nghìn tỷ USD vào năm 2030. Để đáp ứng mức tăng trưởng này, thế giới cần bổ sung hơn một triệu lao động có kỹ năng, tương đương hơn 100.000 người mỗi năm.
Trái ngược với tốc độ mở rộng của các nhà máy, hệ thống giáo dục không thể lập tức cung ứng nhân sự kịp thời. Đào tạo một kỹ thuật viên có thể cần vài tháng đến hai năm; nhưng để đào tạo kỹ sư thiết kế, chuyên gia vật liệu hoặc nhân sự nghiên cứu trình độ cao phải mất nhiều năm.
Chưa kể ngành chip phải giành giật nguồn sinh viên tốt nghiệp thuộc các ngành STEM với hàng loạt lĩnh vực hấp dẫn khác như AI, điện toán đám mây, an ninh mạng hay công nghệ y tế.
Một học viên tham gia khóa học cấp tốc 10 ngày về bán dẫn tại Cao đẳng Cộng đồng Portland (Mỹ). Trước đó, cô có bằng thạc sĩ Thiết kế Công nghiệp và chưa từng được đào tạo về bán dẫn. Sau khóa học, cô đã nhận được lời mời làm việc từ bộ phận phát triển công nghệ bán dẫn của Intel. Ảnh: Portland Community College
Điều kiện làm việc đặc thù cũng là một rào cản tuyển dụng lớn. Phần lớn công đoạn sản xuất diễn ra trong các "phòng sạch", người lao động phải mặc trang phục bảo hộ kín bưng và phải tuân thủ các quy trình an toàn cực kỳ khắt khe để ngăn chặn cả những hạt bụi siêu vi làm hỏng các vi mạch tinh xảo.
GS Willy Shih, Trường Kinh doanh Harvard (Mỹ), cho rằng ngành bán dẫn đang cần những nhân sự thấu hiểu tầm quan trọng thực sự của công việc. Họ phải sẵn sàng dấn thân vào một môi trường làm việc đề cao tính kỷ luật, thay vì ước ao có một công việc chỉ ngồi trước màn hình máy tính.
Mở rộng quy mô đào tạo
Trước bài toán nhân lực nan giải, các báo cáo chỉ ra rằng giải pháp trước mắt là mở rộng đào tạo kỹ thuật viên thông qua trường cao đẳng cộng đồng, trường nghề, chương trình học việc và các khóa chứng chỉ ngắn hạn tại những khu vực có nhà máy mới.
Tại Arizona, hệ thống đại học cộng đồng Maricopa County Community College District (MCCCD) đã phối hợp với Intel và TSMC tổ chức khóa "Semiconductor Technician Quick Start" (Khởi đầu nhanh cho Kỹ thuật viên Bán dẫn) kéo dài 10 ngày. Kết quả thu về khá khả quan, 97% trong tổng số 1.251 học viên đã xuất sắc vượt qua bài kiểm tra cuối khóa và được đài thọ toàn bộ học phí.
Không đứng ngoài cuộc, nhiều doanh nghiệp cũng tài trợ chương trình thực tập cho học viên các trường, cung cấp thiết bị đã qua sử dụng và hỗ trợ xây dựng phòng sạch mô phỏng để sinh viên được thực hành trong môi trường gần với nhà máy thực tế.
Tuy nhiên, các chương trình ngắn hạn chủ yếu giải quyết nhu cầu kỹ thuật viên. Đối với kỹ sư phần cứng, kỹ sư thiết kế chip và nhà nghiên cứu trình độ cao, chính phủ Mỹ cần chiến lược dài hơn hơi, như mở rộng quy mô đào tạo sinh viên khối STEM, lồng ghép kiến thức bán dẫn vào giáo trình từ sớm, đồng thời tìm cách thay đổi để ngành công nghiệp này trở nên hấp dẫn hơn trong mắt thế hệ trẻ.
Từ góc độ quản trị, Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ đề xuất, cần xây dựng các chính sách nhằm giữ chân nhân tài quốc tế. Theo thống kê của tổ chức này, mỗi năm có tới 16.000 kỹ sư nước ngoài trình độ thạc sĩ, tiến sĩ rời nước Mỹ.
Trong khi đó, Deloitte khuyến nghị các hãng chip thiết kế lại công việc dựa trên sức mạnh của tự động hóa và AI.
Tuy nhiên, cần nhìn nhận một thực tế rằng, tự động hóa có thể giảm một số nhiệm vụ lặp lại, nhưng không loại bỏ nhu cầu tuyển dụng kỹ sư và kỹ thuật viên. Trái lại, nhà máy càng số hóa càng cần thêm nhân sự có khả năng kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức về sản xuất với dữ liệu, điện toán đám mây và học máy.
Cuộc đua trong ngành bán dẫn giờ đây là nơi để các cường quốc thể hiện nước nào kiến tạo được hệ sinh thái nhân tài nhanh nhất. Những gói trợ cấp khổng lồ có thể giúp dựng lên các tổ hợp nhà máy đồ sộ, nhưng lại không thể ngay lập tức tạo ra hàng chục nghìn kỹ sư, kỹ thuật viên và chuyên gia đã dày dạn kinh nghiệm.
Trong kỷ nguyên bán dẫn hiện nay, dường như con người đang trở thành loại tài nguyên chiến lược khan hiếm và đắt giá không kém máy quang khắc hay vật liệu tiên tiến nào.
Hà Trang tổng hợp
---
Nguồn tham khảo:
Chip Worker Shortfall Endangers US Factory Revival, Bloomberg
https://www.bloomberg.com/news/articles/2026-07-07/semiconductor-worker-shortfall-endangers-us-chip-factory-revival?srnd=phx-technology
Shortage of semiconductor workers could impact climate firms, Harvard Business School
https://www.hbs.edu/bigs/shortage-of-semiconductor-workers-could-impact-climate-firms
Chipping Away: Assessing and Addressing the Labor Market Gap Facing the U.S. Semiconductor Industry, Semiconductor Industry Association
https://www.semiconductors.org/chipping-away-assessing-and-addressing-the-labor-market-gap-facing-the-u-s-semiconductor-industry/
The global semiconductor talent shortage, Deloitte
https://www.deloitte.com/us/en/industries/tmt/articles/global-semiconductor-talent-shortage.html