I-Pulse giành giải thưởng CHIPS trị giá 250 triệu USD cho chất bán dẫn silicon-carbide

Chính phủ Mỹ đang đặt cược 250 triệu USD rằng một công ty công nghệ xung điện có nguồn gốc từ nghiên cứu vũ khí hạt nhân có thể giải quyết thách thức sản xuất silicon-carbide.

Bộ Thương mại Mỹ đã trao cho I-Pulse 250 triệu USD thông qua Đạo luật CHIPS và Khoa học để phát triển chất bán dẫn silicon-carbide sử dụng công nghệ xung điện được tái mục đích từ nghiên cứu vũ khí hạt nhân của Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia.

"Với khoản đầu tư được công bố hôm nay, chính quyền Trump đang củng cố năng lực của Mỹ và tăng cường các mục tiêu an ninh quốc gia và năng lượng," Bộ trưởng Thương mại Howard Lutnick cho biết.

Giải thưởng tài trợ cho nghiên cứu và phát triển các linh kiện silicon-carbide hiệu suất cao, chịu được nhiệt độ cao, bao gồm các công tắc thể rắn có khả năng xử lý điện áp và dòng điện cực lớn. I-Pulse sẽ phát triển các sản phẩm này với sự hợp tác của các phòng thí nghiệm quốc gia, trường đại học và các nhà sản xuất chuyên dụng của Mỹ. Công ty, được đồng sáng lập vào năm 2007 bởi tỷ phú khai khoáng Robert Friedland và Laurent Frescaline, đã huy động được hơn 324 triệu USD từ các nhà đầu tư bao gồm BHP và Ivanhoe Mines trước khi nhận giải thưởng này.

Khoản đầu tư đưa một công ty spin-off quốc phòng ngách vào vị thế thách thức các công ty silicon-carbide đã có tên tuổi như Wolfspeed và STMicroelectronics, những công ty đã đầu tư hàng tỷ USD vào năng lực sản xuất thông thường. Nếu phương pháp tiếp cận xung điện của I-Pulse hoạt động ở quy mô thương mại, nó có thể giảm chi phí sản xuất chip cần thiết cho xe điện, hệ thống điện của trung tâm dữ liệu và khoan địa nhiệt — một công nghệ mà công ty cho biết có thể khai thác năng lượng tái tạo nền tảng cho đội ngũ trung tâm dữ liệu đang phát triển của Mỹ.

Công nghệ của I-Pulse bắt nguồn trực tiếp từ Máy Z tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia ở Albuquerque, máy gia tốc xung điện mạnh nhất thế giới, nơi Tiến sĩ Rick Spielman — hiện là chủ tịch của I-Pulse Albuquerque — đã dẫn dắt quá trình phát triển. Theo công ty, họ nén năng lượng của một pin điện thoại di động thành một luồng phóng điện tương đương sản lượng của một nhà máy điện hạt nhân trong vòng chưa đầy 10 phần triệu giây. Khả năng đó, ban đầu được thiết kế để mô phỏng tác động của vũ khí hạt nhân, hiện đang được điều chỉnh để phá vỡ đá phục vụ khoan địa nhiệt và sản xuất chất bán dẫn tiên tiến.

Các công tắc silicon-carbide mà I-Pulse hướng tới thương mại hóa sẽ cho phép khoan trong điều kiện đá có nhiệt độ cao bằng cách áp dụng các xung điện mạnh làm mềm đá granit phía trước mũi khoan, nhân lên tốc độ khoan và kéo dài tuổi thọ mũi khoan. Công ty con địa nhiệt của I-Pulse, G-Pulse, có kế hoạch triển khai công nghệ này để khai thác các thành tạo đá granit khô nóng nhằm tạo ra điện nền 24/7 — một giải pháp tiềm năng cho nhu cầu năng lượng của các trung tâm dữ liệu và hoạt động công nghiệp trong nước.

Đối với ngành công nghiệp bán dẫn, giải thưởng này đại diện cho một canh bạc vào phương pháp sản xuất độc đáo. Các nhà sản xuất silicon-carbide đã có tên tuổi như Wolfspeed và STMicroelectronics đã dành nhiều năm để tối ưu hóa quy trình tăng trưởng tinh thể và chế tạo tấm bán dẫn. Phương pháp của I-Pulse — sử dụng các xung năng lượng được định thời gian chính xác thay vì các quy trình nhiệt liên tục — có thể mang lại lợi thế về độ tinh khiết vật liệu và tốc độ sản xuất, mặc dù công ty chưa công bố các điểm chuẩn độc lập so sánh phương pháp của mình với các phương pháp thông thường.

Giải thưởng CHIPS cũng tăng cường khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng Mỹ bằng cách giảm sự phụ thuộc vào chất bán dẫn sản xuất ở nước ngoài, một mục tiêu chính của đạo luật năm 2022 vốn đã đổ hàng tỷ USD vào Intel, TSMC và Samsung cho các nhà máy sản xuất. Chương trình của I-Pulse sẽ bao gồm phát triển lực lượng lao động tại Albuquerque, nơi công ty gọi là trung tâm nghiên cứu xung điện toàn cầu.

Đối với các nhà đầu tư, canh bạc này mang rủi ro hai mặt. Nếu công nghệ của I-Pulse được chứng minh là khả thi về mặt thương mại, nó có thể phá vỡ thị trường silicon-carbide dự kiến vượt quá 10 tỷ USD vào năm 2030, gây áp lực lên các công ty hiện tại như Wolfspeed và ON Semiconductor. Nhưng khoảng cách giữa các trình diễn trong phòng thí nghiệm và sản xuất khối lượng lớn đã chôn vùi nhiều công ty khởi nghiệp bán dẫn đầy hứa hẹn trước đây. Giải thưởng 250 triệu USD mang lại cho I-Pulse một đường băng dài bảy năm — khung thời gian điển hình của chương trình R&D CHIPS — để chứng minh phương pháp của mình hoạt động ở quy mô lớn.

Bài viết này chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin và không cấu thành lời khuyên đầu tư.