Chính phủ Mỹ cấp 500 triệu USD cho công ty con của Alphabet để dùng AI tìm kiếm nguyên liệu bán dẫn

Chính phủ Mỹ đang đặt cược lớn vào khả năng của trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm giải quyết một trong những nút thắt lớn nhất của ngành công nghiệp bán dẫn hiện nay: nguồn cung nguyên liệu. Mới đây, Bộ Thương mại Mỹ đã công bố khoản tài trợ 500 triệu USD từ Đạo luật CHIPS cho SandboxAQ – một công ty con được tách ra khỏi tập đoàn Alphabet (công ty mẹ của Google) vào năm 2022 dưới sự chủ trì của cựu CEO Google, Eric Schmidt.

Thay vì trực tiếp sản xuất chip, khoản đầu tư này sẽ tập trung vào nghiên cứu và phát triển (R&D). SandboxAQ sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng AI của mình để phát hiện các khoáng sản, phân tử và hóa chất mới cần thiết cho việc xây dựng một ngành công nghiệp chip nội địa mạnh mẽ hơn, giảm bớt sự phụ thuộc vào các nguồn cung ứng từ nước ngoài.

Mục tiêu: Loại bỏ "hóa chất vĩnh cửu" và đất hiếm ngoại nhập

Theo SandboxAQ, 500 triệu USD này sẽ được sử dụng để phát triển các "phân tử và công thức mới cho sản xuất bán dẫn". Mục tiêu cụ thể bao gồm việc tìm kiếm các vật liệu sản xuất chip không chứa PFAS – một nhóm hóa chất độc hại thường được gọi là "hóa chất vĩnh cửu" vì khó phân hủy trong môi trường.

Bên cạnh đó, công ty cũng nhắm đến việc tạo ra các chất xúc tác mới cho quá trình chế tạo chip (fabrication), sản xuất nam châm không cần phụ thuộc vào neodymium hay các loại đất hiếm nhập khẩu, cũng như các loại pin cung cấp năng lượng cho nhà máy sản xuất mà không dựa quá nhiều vào lithium – một nguồn nguyên liệu mà hiện tại Mỹ vẫn phải nhập khẩu phần lớn.

Mô hình LQMs: AI dựa trên định luật vật lý, không phải ngôn ngữ

Điểm khác biệt cốt lõi của SandboxAQ so với các công ty AI khác là họ sử dụng "Mô hình định lượng lớn" (Large Quantitative Models - LQMs). Công ty mô tả đây là "hệ thống AI được huấn luyện dựa trên các định luật của vật lý, hóa học và sinh học, thay vì ngôn ngữ con người".

SandboxAQ khẳng định rằng nhờ nền tảng này, hệ thống rất phù hợp để khám phá các vật liệu mới giúp loại bỏ các chất PFAS có hại và giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung nước ngoài trong chuỗi cung ứng bán dẫn. Hy vọng là các LQMs sẽ tự tạo ra các dự đoán về vật liệu, sau đó các nhà nghiên cứu sẽ kiểm chứng trong phòng thí nghiệm – một quy trình tương tự như những nỗ lực lâu nay nhằm sử dụng AI để tổng hợp các loại thuốc mới.

Thách thức từ dữ liệu và kiểm chứng thực tế

Tuy nhiên, vẫn còn những hoài nghi về hiệu quả của phương pháp này. Dù các nhà lãnh đạo ngành AI từng dự đoán chúng ta sẽ sử dụng thuốc do AI thiết kế vào năm 2025, nhưng theo Viện Y tế Quốc gia Mỹ (NIH), AI至今 vẫn chưa thiết kế được một loại thuốc chức năng nào. Điều này đặt ra câu hỏi: Tại sao chúng ta lại tin rằng AI sẽ thành công trong việc thay thế các linh kiện quan trọng trong pin và chip khi mà nghiên cứu dược phẩm vẫn đang bế tắc?

SandboxAQ giải thích rằng các mô hình của họ không nhất thiết phải dựa hoàn toàn trên dữ liệu thực tế. Họ sử dụng một phần dữ liệu tổng hợp (synthetic data) để đưa vào LQMs và huấn luyện quy trình "thiết kế - chế tạo - kiểm tra".

"Ở những nơi có dữ liệu thực nghiệm, chúng tôi sẽ kết hợp nó. Ở những nơi không có, chúng tôi vẫn có thể tiến về trước và giải quyết vấn đề," – đại diện SandboxAQ chia sẻ.

Khi được hỏi về nguy cơ sai sót trong quá trình suy luận có thể dẫn đến lãng phí thời gian và thiếu kết quả, công ty thừa nhận đây chính là câu hỏi mà "bất kỳ chương trình vật liệu dẫn động bởi AI nghiêm ngặt nào cũng phải trả lời".

Đại diện công ty khẳng định các mô hình của họ được neo vào thực tế vật lý nhờ việc huấn luyện dựa trên định luật vật lý và hóa học. Ngoài ra, kiểm tra trong phòng thí nghiệm là "cửa kiểm tra cuối cùng" đối với độ chính xác của AI.

"Một vật liệu hoặc hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm, hoặc là không, và cổng xác thực đó chính xác là thứ ngăn chặn chuỗi suy luận chạy lung tung," – người phát ngôn nói thêm.

Đánh giá triển vọng

SandboxAQ cho biết họ không bắt đầu từ con số không trong cả bốn lĩnh vực mục tiêu. Công ty đã từng làm việc về chất xúc tác, vật liệu pin, phát hiện hợp kim và phân hủy PFAS trước đây, và kinh nghiệm này sẽ được tích hợp vào dự án được tài trợ bởi Đạo luật CHIPS.

Trong các triển khai thương mại, SandboxAQ khẳng định họ đã rút ngắn thời gian phát triển "từ vài tháng xuống còn vài tuần" ở giai đoạn sàng lọc ứng viên. Tuy nhiên, công ty cũng thừa nhận rằng việc chứng nhận trong ngành công nghiệp bán dẫn là cực kỳ khắt khe và tốn thời gian.

"Chứng nhận trong ngành bán dẫn thực sự nghiêm ngặt và mất thời gian – chúng tôi không muốn giảm nhẹ điều đó – nhưng con đường đi qua xác thực và đủ điều kiện công nghiệp với các nhà sản xuất hiện có, chứ không phải là xây dựng công suất chế tạo mới từ con số không," SandboxAQ kết luận.