Arizona và bài toán nước cho ngành sản xuất chip: Khi 'thung lũng silicon' giữa sa mạc khát nước

Nước từ sông Colorado đang trở nên khan hiếm — và đắt đỏ hơn với tất cả mọi người. Với Arizona, nơi được xem là tâm điểm của cuộc đua phục hưng ngành sản xuất chip, đây không còn là câu chuyện môi trường đơn thuần, mà là bài toán sống còn cho cả một ngành công nghiệp chiến lược.

Tháp lấy nước tại đập Hoover bên cạnh vết "vành bồn tắm" bạc màu ven hồ Mead, ngày 1/9/2026. Hồ chứa đã chạm mức thấp lịch sử khi sông Colorado trải qua đợt hạn hán chưa từng có.

Arizona mất hơn một phần tư nguồn nước từ sông Colorado

Arizona — bang được xem là trung tâm cho nỗ lực lưỡng đảng nhằm phục hưng ngành chế tạo chip của nước Mỹ — sắp mất hơn một phần tư lượng nước mà họ thường khai thác mỗi năm từ sông Colorado.

Dòng sông dài 1.400 dặm này là huyết mạch quan trọng của cả khu vực và nhiều bang miền Tây nước Mỹ. Quyết định gần đây của chính quyền liên bang về cách quản lý dòng chảy ngày càng cạn kiệt của con sông đã giáng một đòn nặng nề vào Arizona và các cộng đồng sa mạc vốn đã khô hạn từ lâu.

Con sông này cung cấp hơn một phần ba tổng lượng nước của bang Grand Canyon. Arizona đã là trung tâm sản xuất từ thuở sơ khai của ngành công nghiệp bán dẫn, và giờ đây là nơi TSMC và Intel đang mở rộng các nhà máy khổng lồ để sản xuất chip tiên tiến phục vụ AI — một quá trình cực kỳ ngốn nước.

Các nhà quy hoạch đô thị và lãnh đạo ngành đã sớm có những biện pháp phòng ngừa để tiết kiệm nước và tìm nguồn thay thế. Nhưng đây là nguồn tài nguyên được dự báo sẽ ngày càng đắt đỏ, với cả nhà sản xuất lẫn người dân, khi họ buộc phải giảm phụ thuộc vào sông Colorado. Điều đó đã làm dấy lên căng thẳng về việc ai sẽ gánh chi phí cho hạ tầng mới cần thiết để thích ứng, cũng như đâu là cách sử dụng nước hợp lý. Và những thách thức này sẽ chỉ càng lớn hơn khi AI đòi hỏi một phần nguồn lực ngày càng tăng.

"Nền kinh tế của chúng ta đang thay đổi, và điều đó thực sự đau đớn", bà Kathryn Sorensen, giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm Chính sách Nước Kyl thuộc Đại học Bang Arizona, nhận định. "Khi có vấn đề khan hiếm nước, bạn phải bắt đầu nhìn vào những mục đích sử dụng nguồn nước đó mang lại giá trị cao nhất cho cộng đồng."

Nông nghiệp vẫn 'uống' nhiều nước hơn cả ngành chip

Nông nghiệp đã là một phần quan trọng trong nền kinh tế Arizona từ khi bang này được thành lập, và hiện vẫn ngốn hơn 70% lượng nước của toàn bang. Các mục đích sử dụng công nghiệp, bao gồm sản xuất chip vốn có mặt tại đây từ thập niên 1940, chỉ chiếm khoảng 6%.

Tuy lượng nước mà các nhà máy bán dẫn (hay còn gọi là fab) sử dụng vẫn khá nhỏ so với nông nghiệp, ngành chip đang tăng trưởng rất nhanh. Các fab dùng nước "siêu tinh khiết" để làm sạch bề mặt và khắc các chip nhạy cảm. Để tạo ra một lượng nhỏ nước siêu tinh khiết thông qua khử ion và thẩm thấu ngược, người ta cần nhiều nước đô thị hơn hẳn. Một cơ sở điển hình có thể dùng 10 triệu gallon nước siêu tinh khiết mỗi ngày, nghĩa là cần tới 16 triệu gallon nước đô thị.

Các nhà máy chip mới đang mọc lên giữa vùng sa mạc Arizona nhờ nguồn tài trợ của liên bang. Tổng thống Joe Biden đã ký ban hành Đạo luật CHIPS và Khoa học vào năm 2022, dành ra 52,7 tỷ USD để mở rộng sản xuất chip trong nước.

Với khoản trợ cấp 7,86 tỷ USD từ chính phủ, Intel dự định chi 32 tỷ USD cho hai nhà máy mới và mở rộng một cơ sở hiện hữu ở Arizona. Năm 2025, các cơ sở của hãng tại Chandler, Arizona đã khai thác hơn 2,7 tỷ gallon nước ngọt, theo báo cáo trách nhiệm doanh nghiệp mới nhất của công ty.

TSMC, nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới, nhận tối đa 6,6 tỷ USD từ Đạo luật CHIPS và quyết định xây dựng ít nhất sáu fab bán dẫn mới tại Phoenix. Fab đầu tiên của TSMC ở Arizona sử dụng khoảng 4,75 triệu gallon nước mỗi ngày, theo thông tin công ty cung cấp cho The Verge năm ngoái. Con số này tương đương mức tiêu thụ nước của hơn 14.000 hộ gia đình mỗi ngày, tức khoảng 2% số nhà ở Phoenix. Lượng nước đó sẽ còn tăng lên theo từng fab mới mà công ty xây dựng, và theo những quy trình sản xuất tiên tiến hơn mà TSMC đang phát triển. Công ty cho biết đang tái chế 65% lượng nước sử dụng tại Arizona, và con số này dự kiến sẽ tăng lên ít nhất 90% sau khi hoàn thành nhà máy xử lý và tái sử dụng nước.

Sông Colorado — nguồn tài nguyên không còn đủ cho mọi thứ

Sông Colorado là nguồn nước tái tạo lớn nhất của bang này. Nhưng theo Cục Khai hoang Hoa Kỳ (US Bureau of Reclamation), lưu vực sông Colorado đã trải qua đợt hạn hán "chưa từng có" suốt hơn một phần tư thế kỷ. Biến đổi khí hậu cũng đang khiến khu vực thêm khô hạn khi nhu cầu nước ngày càng tăng, cộng dồn lên nhiều thập kỷ khai thác quá mức.

"Không có đủ nước cho mọi thứ chúng ta muốn làm", bà Sorensen, người từng giữ chức giám đốc Cơ quan Nước Phoenix, nói. "Vậy chúng ta có đủ nước cho việc gì? Những mục đích sử dụng nào chúng ta coi trọng nhất? Bông vải hay vi mạch?"

Với 40 triệu người Mỹ từ Denver đến Los Angeles phụ thuộc vào nguồn nước sông Colorado, các bang đã tranh chấp về cách phân bổ lượng nước còn lại suốt nhiều năm. Các hướng dẫn quản lý nguồn nước, được biết chung là "Luật của Dòng sông" (Law of the River), sẽ hết hạn trong năm nay. Sau khi các bang không thể tự đạt được thỏa thuận, Bộ Nội vụ Hoa Kỳ đã chốt kế hoạch riêng vào tháng 8 về cách xử lý tiếp theo.

Kế hoạch này vạch ra mức cắt giảm sâu đối với các bang ở hạ lưu: Arizona, Nevada và California. Arizona là bang chịu thiệt hại lớn nhất, với mức mất ít nhất 760.000 acre-feet nước mỗi năm bắt đầu từ năm 2027. Một acre-foot là lượng nước đủ phủ một mẫu Anh với một foot nước, tương đương nguồn cung cho khoảng ba hộ gia đình trong một năm ở khu vực Phoenix. Thành phố Phoenix sử dụng khoảng 300.000 acre-feet nước mỗi năm.

Quận Maricopa — nơi đặt các fab chip của Intel và TSMC — không phụ thuộc vào sông Colorado nhiều như các quận khác. Nguồn chính của quận là nước ngầm, nhưng nước mặt chảy từ sông Colorado và sông Salt vẫn chiếm gần 40% nguồn cung của quận.

Các lãnh đạo địa phương khẳng định Phoenix và các thành phố khác trong vùng đã chuẩn bị sẵn sàng cho việc cắt giảm nước, với kế hoạch bù đắp thiếu hụt bằng các kho nước ngầm và nguồn nước mặt khác. "Phần lớn các thành phố đã lên kế hoạch phù hợp và có thể dựa vào lượng nước trước đó đã trữ dưới lòng đất", bà Sorensen cho biết.

Nhưng dù không xảy ra tình trạng thiếu nước máy đột ngột, bà Sorensen dự báo hóa đơn tiền nước sẽ tăng dần theo thời gian. Việc chuyển đổi sang các nguồn nước thay thế sẽ kéo theo hạ tầng mới như giếng khoan và đường ống mới. Đây có thể sẽ là yếu tố chính đẩy giá nước máy lên cao, theo bà.

TSMC phải trả giá như mọi người dân Phoenix

Trong khi đó, thành phố Phoenix đang phản đối, với Thị trưởng Kate Gallego lập luận rằng quyết định cắt giảm nguồn nước của chính quyền liên bang "không đưa ra được sự lãnh đạo công bằng, ở tầm lưu vực mà cuộc khủng hoảng sông Colorado đòi hỏi".

Dù vậy, "Phoenix đã sẵn sàng cho thời khắc này nhờ nhiều thập kỷ quy hoạch và bảo tồn; chúng tôi sẽ thúc đẩy để có thêm hỗ trợ liên bang nhằm giảm thiểu chi phí nước gia tăng do quyết định này", bà Gallego cho biết thêm trong thông cáo báo chí hồi tháng 8.

Điểm đặc biệt là TSMC, với cơ sở đặt tại Phoenix, sẽ chịu mức tăng giá nước giống như hàng xóm của mình. Phoenix là thành phố hiếm hoi áp dụng cùng một mức giá nước cho cả doanh nghiệp lẫn khách hàng dân dụng. Thông thường, các thành phố thường tính giá thấp hơn cho khách hàng công nghiệp nếu muốn thu hút doanh nghiệp.

"Chi phí nước sẽ tăng với TSMC", bà Sorensen nói. "Mọi người trong thành phố Phoenix đều trả cùng một mức giá cho nước, dù bạn là cửa hàng nhỏ, một gia đình tám người, hay TSMC."

TSMC và Intel từ chối trả lời phỏng vấn The Verge cho bài viết này. Tuy nhiên, cả hai đều đã có những cam kết công khai về việc giảm thiểu lượng nước ngọt tiêu thụ.

"Nguồn cung nước ổn định là yếu tố then chốt cho sản xuất chip", bà Nina Kao, phó giám đốc đối ngoại của TSMC, cho biết trong một tuyên bố qua email. "Một trong những lý do thành phố Phoenix được chọn cho kế hoạch mở rộng tại Mỹ của chúng tôi là nhờ kế hoạch nước dài hạn của họ, bao gồm các nguồn cung nước đa dạng cũng như những bước chuẩn bị cho việc giảm nguồn cung nước trong nhiều thập kỷ tới."

Lo ngại ngày càng lớn về tác động của AI

Những lo ngại vẫn đang gia tăng về tác động của AI và toàn bộ ngành công nghệ lên khu vực. AI đã sinh ra một thế hệ nhà máy bán dẫn mới, nhà máy đóng gói chip và trung tâm dữ liệu khắp Arizona.

"Mọi thứ gần như đang diễn ra ở mức độ khó có thể hình dung nổi", bà Jennifer Martin-McLeod, quản lý chương trình của chi nhánh Grand Canyon thuộc Sierra Club, nói. "Thật khó để nói 'mọi người hãy hít thở và suy nghĩ kỹ về việc chúng ta đang làm' khi có cả một cỗ xe ủi tiền đang lao vào bang của bạn để cố biến mọi thứ thành hiện thực trong chớp mắt."

Bà cũng có những lo ngại rộng hơn về sức khỏe của sông Colorado và các loài động vật hoang dã phụ thuộc vào nó. Về lâu dài, bà Sorensen chỉ ra rằng tình trạng thiếu nước từ sông Colorado sẽ dẫn đến việc cạn kiệt nước ngầm ở Trung Arizona, khi hầu hết các thành phố đối phó bằng cách tăng lượng nước khai thác từ các tầng chứa nước địa phương. "Đó là điều họ có thể duy trì, nhưng chỉ duy trì được với cái giá phải trả là tổn thất cho các thế hệ tương lai", bà nói thêm.

Tác động của việc cắt giảm nước trong năm tới sẽ được cảm nhận rõ nhất bởi người dân thường, bà Martin-McLeod nhận định. "Với tôi, điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn trong lối sống... Nhưng với một nhà sản xuất chip khổng lồ, đó có lẽ chỉ là một phần chi phí kinh doanh, bạn biết đấy?"