Besxar muốn xây dựng nhà máy bán dẫn trên quỹ đạo bằng tên lửa SpaceX

Startup Besxar, do cựu nhân viên OpenAI Ashley Pilipiszyn sáng lập, đang theo đuổi một ý tưởng táo bạo: tận dụng môi trường chân không của không gian để sản xuất chất nền bán dẫn tiên tiến, giảm bớt chi phí khổng lồ cho hệ thống phòng sạch trên Trái Đất. Công ty vừa huy động được gần 14 triệu USD và thực hiện thành công chuyến bay thử nghiệm đầu tiên trên tên lửa Falcon 9 của SpaceX.

Vì sao không gian lại tốt hơn phòng sạch trên Trái Đất?

Việc xây dựng một nhà máy sản xuất chip (fab) trên Trái Đất là một trong những dự án cơ sở hạ tầng phức tạp và tốn kém nhất hiện nay. Nguyên nhân chính đến từ yêu cầu khắt khe về phòng sạch — môi trường được điều áp để ngăn chặn bụi siêu nhỏ hoặc tạp chất có thể làm hỏng chip trong quá trình sản xuất.

Pilipiszyn lập luận rằng, thay vì chống lại các quy luật vật lý trên Trái Đất, con người có thể đến nơi mà vật lý đã "tự hoạt động theo ý muốn" — đó là môi trường chân không của vũ trụ. Cô chia sẻ với TechCrunch:

"Chúng ta đang ở thời điểm mà việc đến nơi có vật lý phù hợp còn tiết kiệm chi phí hơn là làm trên Trái Đất, nơi bạn phải chống lại các quy luật vật lý."

Chiến lược độc đáo: Tận dụng tầng đẩy Falcon 9

Điều đặc biệt trong chiến lược của Besxar là không phóng vệ tinh hay trạm vũ trụ riêng, mà sử dụng tầng đẩy đầu tiên của tên lửa Falcon 9 — bộ phận duy nhất quay trở lại Trái Đất thường xuyên nhất. Năm ngoái, các tầng đẩy này đã thực hiện 163 chuyến khứ hồi và trong năm nay đã vượt mốc 100 chuyến.

Theo thỏa thuận với SpaceX, Besxar sẽ đặt các "fabship" — những hộp chứa nhỏ được thiết kế để mang theo và kiểm tra vật liệu bán dẫn trên quỹ đạo — trên tầng đẩy trong các nhiệm vụ Starlink.

Kết quả thử nghiệm đầu tiên

Hai fabship đầu tiên của công ty đã bay trong nhiệm vụ Starlink vào tháng 7 vừa qua. Mục tiêu là kiểm chứng khả năng sống sót qua quá trình phóng, bảo vệ mẫu wafer khỏi nhiễm bẩn và tiếp xúc với môi trường chân không. Kết quả rất khả quan dù một hộp gặp trục trặc kỹ thuật ở hệ thống dữ liệu bay, hiện vẫn đang được điều tra.

Pilipiszyn cho biết:

"Các mẫu đã bay là sạch nhất và có lượng hạt bụi ít nhất so với các mẫu wafer trên mặt đất không được bay. Điều này thật tuyệt vời cho quá trình mở rộng quy mô của chúng tôi."

Lộ trình phát triển: Hướng tới Starship

Besxar lên kế hoạch liên tục cải tiến trong hai năm tới, với mục tiêu cuối cùng là đưa các nhà máy lớn hơn lên tàu Starship — tên lửa thế hệ mới của SpaceX vẫn đang phát triển. Pilipiszyn đã tiếp cận SpaceX từ ba năm trước để bàn về việc mua chuyến bay trên Starship, nhưng cuối cùng chọn thỏa thuận với tầng đẩy như một cách giảm thiểu rủi ro công nghệ trong thời gian chờ đợi.

Các bước tiếp theo trong quy trình sản xuất bao gồm: làm nóng wafer, lắng đọng một loại vật liệu, rồi đến hai loại và tiếp tục mở rộng dần.

Ứng dụng và thách thức

Tên gọi "Besxar" được lấy cảm hứng từ "beskar" — kim loại trong Star Wars dùng để chế tạo giáp Mandalorian. Khi đã sản xuất được các mẫu đạt chuẩn, công ty muốn cung cấp wafer cho các nhà sản xuất chip hàng đầu, phục vụ sản xuất chip điều khiển nguồn điện trong trung tâm dữ liệu, robot và xe điện.

Tuy nhiên, con đường này không thiếu thách thức. Các công ty như United Semiconductors và Space Forge cũng đang theo đuổi ý tưởng tương tự nhưng đều gặp phải một khó khăn chung: khả năng đưa khối lượng sản phẩm lớn trở về Trái Đất còn hạn chế. Besxar dự kiến bắt đầu mở rộng từ hàng trăm lên hàng nghìn wafer mỗi chuyến, nhưng điều này phụ thuộc hoàn toàn vào chi phí phóng rẻ hơn — tức là cần SpaceX đưa Starship vào hoạt động hoặc các đối thủ như Rocket Lab hay Stoke Space phát triển thành công tên lửa thế hệ mới.

Pilipiszyn tự tin về hiện tại:

"Chúng tôi tin rằng tầng vận chuyển (rocket) đã vững chắc, nên giờ chúng tôi có thể tập trung vào tầng ứng dụng — tập trung vào sản xuất lõi và đưa sản phẩm trở lại Trái Đất đến tay khách hàng nhanh nhất có thể."