AI thúc đẩy nhu cầu PFAS mới, trái ngược làn sóng loại bỏ “hóa chất vĩnh cửu”

Sự bùng nổ hạ tầng AI đang tạo thêm nhu cầu đối với PFAS — nhóm chất per- và polyfluoroalkyl thường được gọi là “hóa chất vĩnh cửu”. Nhu cầu này không chỉ đến từ các máy chủ AI nóng hơn, dày đặc hơn, mà còn bắt đầu từ khâu sản xuất chip. Điều đó tạo ra thế giằng co rõ rệt: ngành công nghệ cần vật liệu hiệu năng cao để vận hành, còn cơ quan quản lý và các tổ chức môi trường muốn giảm hoặc loại bỏ các hóa chất rất khó phân hủy này.

Theo báo cáo tháng 9/2026 của ChemSec, hạ tầng AI và trung tâm dữ liệu, sản xuất bán dẫn, cùng vật liệu pin lithium-ion là ba động lực chính đứng sau các kế hoạch mở rộng công suất PFAS. Tổ chức này cho biết, trừ rất ít ngoại lệ, các nhà sản xuất lớn đang tăng công suất; Chemours, Syensqo, Arkema, Solstice, Daikin và AGC là những công ty gắn các khoản đầu tư liên quan với AI hoặc chế tạo chip. 31

AI làm tăng nhu cầu PFAS như thế nào?

Chip AI kéo theo nhu cầu vật liệu ở nhà máy bán dẫn

PFAS được dùng trong nhiều công đoạn sản xuất bán dẫn, gồm chất hoạt động bề mặt, khắc và làm sạch, cũng như ống dẫn và đầu nối có khả năng kháng hóa chất. Khi nhu cầu về bộ tăng tốc AI, bộ nhớ và thiết bị chế tạo chip tăng lên, nhu cầu đối với các vật liệu chuyên dụng này tại nhà máy bán dẫn cũng có thể tăng theo. 31

Liên hệ này không dừng ở bản thân máy chủ. NRDC lưu ý PFAS có thể hiện diện trong làm mát, chữa cháy, cũng như quá trình sản xuất chất bán dẫn và các linh kiện điện tử khác được dùng trong trung tâm dữ liệu. 12

Máy chủ dày đặc hơn khiến làm mát bằng chất lỏng hấp dẫn hơn

Khi mật độ tính toán và tải nhiệt tăng, chỉ dùng không khí để làm mát sẽ ngày càng khó. Với làm mát ngâm (immersion cooling), thiết bị điện tử được đặt trong chất lỏng điện môi không dẫn điện thay vì chỉ phụ thuộc vào luồng khí.

Ở hệ một pha, chất lỏng tuần hoàn nhưng không sôi; hydrocarbon như poly-alpha-olefin là lựa chọn phổ biến. Ở hệ hai pha, môi chất lạnh fluor hóa có thể sôi tại linh kiện nóng, mang nhiệt đi dưới dạng hơi, sau đó ngưng tụ và tuần hoàn trở lại. 38

Chính phương án thứ hai có thể trở thành một kênh làm tăng nhu cầu PFAS. ChemSec nêu cụ thể chất lỏng làm mát ngâm và quản lý nhiệt cho hạ tầng AI/trung tâm dữ liệu là động lực của việc mở rộng công suất. 31

Vì sao PFAS hữu ích về kỹ thuật nhưng gây tranh cãi?

Trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, PFAS được đánh giá cao nhờ khả năng chịu nhiệt, đẩy nước và dầu, kháng hóa chất, chống ăn mòn và cách điện. Những đặc tính này đặc biệt có giá trị khi phải xử lý hóa chất dùng trong sản xuất chip, nhiệt độ cao và các linh kiện điện tử nhạy cảm.

Nhưng cũng chính độ bền đó là trọng tâm của lo ngại môi trường: PFAS không dễ phân hủy trong tự nhiên. Food & Water Watch cho rằng hệ thống làm mát trung tâm dữ liệu có thể là một con đường sử dụng bổ sung cho PFAS tồn lưu, ngay cả trong trường hợp các hệ thống ấy giúp giảm chứ không xóa bỏ nhu cầu nước. 2

Điều này không có nghĩa mọi chất lỏng làm mát bằng chất lỏng đều là PFAS, hoặc mọi trung tâm dữ liệu đều dùng làm mát ngâm. Tuy nhiên, bài toán nhiệt của AI có thể trở thành lựa chọn vật liệu với hệ quả môi trường kéo dài.

Ai đang mở rộng, ai đang rút lui?

Chemours và các nhà cung cấp lớn mở rộng

Đánh giá của ChemSec cho thấy phần lớn nhà sản xuất PFAS lớn đang tăng công suất để đáp ứng thị trường AI/trung tâm dữ liệu, bán dẫn và pin. Báo cáo nêu Chemours, Syensqo, Arkema, Solstice, Daikin và AGC là các doanh nghiệp công khai đặt những khoản đầu tư liên quan trong bối cảnh AI hoặc sản xuất chip. 31

Chemours là ví dụ công khai rõ nét nhất về chiến lược gắn với AI:

• Công ty cho biết đã hoàn tất mở rộng công suất Teflon PFA vào năm 2024, đồng thời mô tả vật liệu này là quan trọng đối với sản xuất bán dẫn. 21
• Chemours hợp tác với Navin Fluorine International để sản xuất chất lỏng làm mát ngâm hai pha Opteon, trong một mảng kinh doanh làm mát bằng chất lỏng mở rộng nhằm giải quyết áp lực về nhiệt, điện năng và nước của trung tâm dữ liệu tiên tiến cùng phần cứng AI. 25
• Công ty cũng công bố thỏa thuận với DataVolt để phát triển và trình diễn các phương án làm mát chất lỏng, gồm giải pháp hai pha trực tiếp đến chip và ngâm hai pha. 24

Chemours dự kiến thương mại hóa làm mát ngâm hai pha Opteon vào năm 2026, với điều kiện có các phê duyệt quản lý phù hợp. Các tuyên bố về mức giảm năng lượng làm mát trong tài liệu nhà đầu tư là tuyên bố hiệu năng của công ty, không phải kết quả đã được xác minh độc lập cho mọi triển khai. 21

3M rút lui làm thay đổi bức tranh nguồn cung

Năm 2022, 3M thông báo sẽ dừng sản xuất PFAS vào cuối năm 2025. Theo Data Center Dynamics, các dòng Novec và Fluorinert của hãng từng có ứng dụng trong làm mát, sản xuất bán dẫn và phòng cháy. 28

Vì vậy, đây không phải là một cuộc rút lui đồng loạt của cả ngành, mà là sự tái sắp xếp thị trường: sự ra đi của 3M diễn ra song song với việc các nhà cung cấp khác tìm cách phục vụ nhu cầu bán dẫn và làm mát tiên tiến. 2831

Quy mô thị trường AI–PFAS đến đâu?

Dữ liệu được cung cấp chưa cho thấy một ước tính công khai đáng tin cậy về phần nhu cầu PFAS chỉ riêng do hạ tầng AI tạo ra. Phân tích của ChemSec tập trung vào kế hoạch mở rộng công suất và các động lực nhu cầu, chứ không đưa ra khối lượng sản xuất dành riêng cho AI. 31

Thị trường chất lỏng làm mát ngâm cho trung tâm dữ liệu cung cấp thêm bối cảnh, nhưng không nên đồng nhất nó với thị trường PFAS. MarketsandMarkets ước tính thị trường này tăng từ 180 triệu USD năm 2025 lên 830 triệu USD vào năm 2032, tương đương tốc độ tăng trưởng kép hằng năm dự kiến 23,9%. Danh mục này gồm chất lỏng cho làm mát trực tiếp đến chip và làm mát ngâm, không chỉ giới hạn ở chất lỏng fluor hóa hoặc PFAS. 41

Quy định và các lựa chọn không PFAS

Áp lực từ chính sách và hoạt động mua sắm đang khuyến khích các phương án thay thế. Tại Mỹ, Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) đã bắt đầu ưu tiên xem xét các hóa chất mới dành cho dự án trung tâm dữ liệu hoặc hoạt động sản xuất liên quan trong quy trình theo Đạo luật Kiểm soát Chất độc hại (TSCA). 16 Đồng thời, yêu cầu báo cáo và khả năng xuất hiện các hạn chế trong tương lai khiến đơn vị vận hành phải xem xét mức độ phụ thuộc PFAS trong chuỗi cung ứng. 35

Đã có lựa chọn thay thế cho một số nhu cầu làm mát. Hệ ngâm một pha thường sử dụng chất lỏng điện môi hydrocarbon; thị trường cũng đang phát triển chất tổng hợp không fluor hóa, este, silicone và chất lỏng có nguồn gốc sinh học. 3842 Làm mát trực tiếp đến chip và cải tiến thiết kế làm mát bằng không khí cũng có thể giảm nhu cầu ngâm hai pha trong một số cấu hình.

Tuy vậy, bằng chứng hiện có chưa khẳng định giải pháp không PFAS có thể thay thế trực tiếp cho mọi công đoạn bán dẫn hoặc mọi ứng dụng làm mát ngâm hai pha mật độ cao. Việc thẩm định vật liệu, độ tin cậy, an toàn và thiết kế toàn hệ thống đều là yếu tố quyết định.

Thế đánh đổi của hạ tầng AI

Với các đơn vị xây dựng trung tâm dữ liệu, câu hỏi không đơn thuần là có nên dùng nhiều làm mát bằng chất lỏng hơn hay không. Vấn đề là liệu mục tiêu hiệu suất năng lượng và quản lý nước có nên được đáp ứng bằng vật liệu fluor hóa tồn lưu lâu dài, trong những trường hợp đã có lựa chọn khác, các lựa chọn ấy vẫn đang hoàn thiện, hoặc không phù hợp với một ứng dụng cụ thể.

ChemSec cảnh báo nhu cầu AI có nguy cơ “khóa chặt” một thế hệ công suất PFAS mới đúng vào lúc các nỗ lực loại bỏ hóa chất này đang mạnh lên. 31 Cách tiếp cận theo vòng đời của NRDC cho thấy câu hỏi về PFAS không chỉ nằm trong phòng máy chủ, mà còn trải dài từ sản xuất chip, làm mát, chữa cháy đến xử lý cuối vòng đời. 12

Phân biệt quan trọng nhất là giữa nhu cầu do AI thúc đẩy đối với quản lý nhiệt tiên tiến và giả định rằng PFAS là cách duy nhất để đạt được điều đó. Nhu cầu thứ nhất đang tăng nhanh; giả định thứ hai vẫn là một lựa chọn mang tính kỹ thuật, quản lý và môi trường.