Shenyang Machine Tool Co., Ltd. (doanh nghiệp TNHH máy công cụ Thẩm Dương) phá sản

tháng 12 năm 2012 đài truyền hình trung ương CCTV trao tặng danh hiệu "nhân vật kinh tế năm" cho chủ tịch Guan Xiyou (Quản Tích Hữu) tập đoàn máy công cụ Thẩm Dương giá trị vốn hoá 2.8 tỷ USD

Mộc Đăng
theo ranh giới hành chính, Thẩm Dương dân số 9 triệu, thủ phủ tỉnh Liêu Ninh, gần những thành phố vệ tinh An Sơn và Phủ Thuận (Fushun)
năm 1919 thực dân Nhật Bản đổi tên đường Trung Sơn thành phố Thẩm Dương (năm 1912 vạch tuyến được gọi là đại lộ Chiêu Đức, năm 1946 Trung Quốc đổi tên tưởng niệm Tôn Trung Sơn) là phố Naniwa - một trong những đại lộ trung tâm cố đô Mộc Đăng (Mukden)
năm 1922 Độc bắc vương Trương Tác Lâm (Zhang Zuolin) cha Trương Học Lương (Zhang Xueliang) nâng cấp xưởng súng nhà Thanh lên thành xưởng binh khí Mộc Đăng (Mukden Arsenal) đặt nền móng những khu công nghiệp nặng Thẩm Dương

Trí sĩ Cật Đáp sắt
năm 1935 Mitsubishi mở cửa hàng sửa chữa ở Thẩm Dương (năm 1932 được đổi tên Phụng Thiên)
năm 1945 Nhật Bản rút chạy, cửa hiệu Mitsubishi bị quốc hữu hoá, được Liên Xô tài trợ, cải tạo thành "nhà máy máy công cụ Thẩm Dương số 1" (Shenyang no.1 machine tool works)
năm 1949 các nhà máy Trung Quốc chỉ sản xuất 16 loại công cụ, tổng sản lượng 1582 đơn vị
năm 1957 Trung Quốc sản xuất 28000 công cụ, đáp ứng 3/4 nhu cầu nội địa
năm 1953 nhà máy Thẩm Dương 1 trình làng máy tiện C620 dựa trên mẫu máy tiện ren (screw-cutting lathe) 1A62 nổi tiếng Liên Xô
năm 1962 hình ảnh một nữ công nhân vận hành C620 được in trên tờ tiền 2 nhân dân tệ, được người dân Trung Quốc thời đó gọi là "tờ 2 tệ thợ tiện"
thập niên 1960 phát triển máy công cụ CA6140 đáng tin cậy và dễ dùng, Thẩm Dương 1 và 17 doanh nghiệp nhà nước Trung Quốc nữa được ca ngợi là "Thập bát La Hán" sản xuất máy công cụ, trong kế hoạch 5 năm lần thứ nhất (1953-1957)

Máy điều khiển số CNC
thập niên 1970 các Viện nghiên cứu Trung Quốc phát triển một số nguyên mẫu CNC (computerized numerical control) nhưng chưa đủ đưa vào sản xuất công nghiệp; sau đó, những tổ chức nhà nước này được tư nhân hoá, mất nguồn lực R&D và bị "chảy máu chất xám" nhất là sau Đại Cách mạng Văn hoá Vô sản (1966-1976)
cuối thập niên 1970 sản phẩm ở những nhà máy công cụ hàng đầu Trung Quốc chịu những "tỷ lệ phế phẩm" đâu đó 20-30%
năm 1980 viện nghiên cứu máy công cụ Bắc Kinh ký hợp đồng xin cấp phép với Fanuc - một trong 2 hãng mô-đun điều khiển số (Numerical Control controller) bên cạnh Siemens (Đức)
thập niên 1980 Trung Quốc ký 80 quan hệ đối tác với các thực thể Nhật Bản, Đức và Hoa Kỳ... xin cấp phép 180 công nghệ, nhờ hợp tác và mua sắm máy mẫu ("chủ nghĩa đem về" Bringism)

Nhà máy hữu nghị Trung-Tiệp
cuối thập niên 1990 Thẩm Dương 1 sáp nhập một số nhà máy nữa, trong đó có China-Czechoslovakia Friendship Plant (cũng là một cửa hiệu sửa chữa Mitsubishi đã được quốc hữu hoá) sản xuất máy khoan (drill) và máy bào/khoét lỗ (jig borer), thành Shenyang Machine Tool Company
2 đối tác sát nhập khác là Liaoning Precision Instrument Plant và Shenyang no.3 Machine Tool Plant
toàn bộ thiết bị những nhà máy này ở Thẩm Dương, một nửa đã 20 năm tuổi
năm 1994 Trung Quốc gỡ bỏ hạn chế nhập khẩu mô-đun CNC và máy công cụ, giảm thuế quan xuống còn lần lượt 5% và 9.7% khiến giá trị nhập khẩu tăng đến 2 tỷ USD, lập tức đưa Trung Quốc trở thành nhà nhập khẩu máy công cụ lớn nhì thế giới

Quản Tích Hữu
năm 1964 Quản Tích Hữu sinh ra trong gia đình hậu duệ người Mãn Châu ở tỉnh Liêu Ninh
Quản tốt nghiệp trường đại học Đồng Tế (Tongji) Thượng Hải lấy bằng cử nhân kỹ sư cơ khí
năm 1988 Quản về Thẩm Dương theo ý cha mẹ, và vào làm ở xưởng hữu nghị Trung-Tiệp phân nhánh máy tiện
mang tính hài hước thường thấy ở người Đông Bắc, dám chỉ ra những thiết kế kém của những bậc trưởng bối, Quản sớm được thăng chức quản lý xưởng phát triển máy CNC
năm 1994 làn sóng nhập khẩu tràn vào Trung Quốc, Quản chuyển hướng sang việc sửa chữa, mang lại thu nhập tốt hơn
năm 1996, 22 tài khoản ngân hàng của nhà máy hữu nghị Trung-Tiệp chỉ có 5000 nhân dân tệ, nợ lương công nhân đã nửa năm, hàng chục nhân viên tốt-nghiệp-đại-học đã bỏ việc
năm 1997 Quản trở thành giám đốc nhà máy hữu nghị Trung-Tiệp với mức lương chính thức 72 USD/tháng
Quản sa thải giám đốc kém, trả lương thưởng theo hiệu quả công việc, tuyển dụng công nhân trẻ và nhiều tham vọng
từ năm 1993 đến 2002 Shenyang Machine Tool Company nâng cấp thiết bị và cắt giảm từ 27000 công nhân xuống còn 11000 công nhân
năm 1995 Shenyang Machine Tool Company nhận 175 triệu USD vay tiền World Bank và 70 triệu USD vay tiền China Development Bank
Shenyang Machine Tool Company tách đôi: một doanh nghiệp giữ tên cũ Shenyang Machine Tool Company (SMTC) sở hữu những tài sản tốt nhất và năm 1996 lên sàn chứng khoán Thượng Hải rồi trở thành công ty con của Shenyang Machine Tool Group (SYMG) một tập đoàn nhà nước

Tàu đệm từ Thượng Hải
năm 2001 SYMG cung cấp CNC và máy bào/khoét lỗ, sản xuất 2551 dầm dẫn hướng
theo kênh Tân Hoa Xã, mới đầu, dự án tàu đệm từ Thượng Hải liên lạc các doanh nghiệp Đức và nhận báo giá "thời gian hoàn thành" 2 năm với thêm thời gian lắp đặt 6 tháng; cho nên, dự án đã tổ chức đấu thầu
Quản Tích Hữu trực tiếp quản lý việc tranh thầu, làm việc ngày đêm, xuất bản 32 trang hồ sơ dự thầu
sau 3 vòng tranh thầu, SYMG trúng thầu; sau đó, công nhân nhà máy hữu nghị Trung-Tiệp làm việc 13 giờ/ngày dưới nắng nóng 38 độ C để xuất xưởng 8 máy trong vòng 6-8 tháng
năm 2002 SYMG đạt doanh thu 150 triệu USD (1.3 tỷ nhân dân tệ) xếp hạng 36 thế giới

Schiess GmbH
năm 2004 SYMG chi 9.5 triệu USD mua đứt Schiess (chiểu theo Bringism - chủ nghĩa đem về)
năm 1866 kỹ sư Ernst Schiess người Đức sáng lập Schiess GmbH sản xuất động cơ hơi nước và đường ống
năm 1869 Schiess GmbH bắt đầu sản xuất máy công cụ
năm 1901 Schiess GmbH trình làng máy tiện trục khuỷu (crankshaft lathe) lớn nhất thế giới
năm 1945 phe Đồng Minh cấm Schiess GmbH tiếp tục sản xuất máy công cụ, lệnh cấm đã được gỡ năm 1952
thập niên 1960 Schiess GmbH gặp khó khăn trong việc định giá sản phẩm hãng bán ra, với một danh mục sản phẩm "lẻ tẻ" (scattershot) trải dài từ những cần trục có sức nâng 1800 tấn, cho đến những cơ cấu nâng hạ (Pa-lăng), thậm chí cả những hệ thống rửa xe
thập niên 1970 và 1980 khủng hoảng dầu mỏ, xu hướng tăng lương, Schiess GmbH được chia tách ra nhiều phần để được bán lại cho nhiều tập đoàn trên thế giới
tháng 8 năm 2004 Schiess GmbH tuyên bố phá sản
năm 2008 giám đốc René Nitsche trả lời tạp chí thương mại MM MaschinenMarkt: "thực ra, chúng tôi thiếu sức sáng tạo để dự đoán công ty sẽ hướng về đâu, mà trong khủng hoảng kinh tế thì chỉ có hướng đến phá sản. Khi ấy, chúng tôi đơn giản đã thiếu tầm nhìn"
ngày 16 tháng 11 năm 2004 tờ ChinaDaily phỏng vấn Phó chủ tịch Cảnh Hồng Thần (Geng Hongchen) trả lời: "hời quá xá. Chúng tôi mua được cả tài sản thực lẫn tên thương hiệu... Chúng tôi có thể tận dụng 'con đường tắt' này để bắt đầu việc thiết kế và sản xuất những sản phẩm cao-cấp riêng"
để thắng thầu, SYMG đã hứa với chính phủ Đức và Công Đoàn sẽ duy trì việc làm và cơ sở sản xuất địa phương (Đức) chứ không được cứ thế bán thanh lý
SYMG đã thực sự nỗ lực vực dậy công ty con Đức: đầu tư 30 triệu euro nâng cấp thiết bị và cơ sở Schiess, tuyển lại và mở rộng nhân lực
năm 2004 Schiess có 64 nhân viên, năm 2008 đã có 369 nhân viên
khắc phục vấn đề chi phí Schiess từ lâu đã vướng, SYMG chuyển việc sản xuất một số bộ phận, được coi là "không phải lõi" (non-core) đến Trung Quốc, qua đó đã giảm thời gian nhận hàng (delivery time) công cụ Schiess từ 18 xuống còn 6 tháng
danh mục sản phẩm 2 bên đã bổ sung lẫn nhau (complementary) với SYMG chào bán công cụ vừa và nhỏ, trong khi Schiess sản xuất công cụ siêu-to-khổng-lồ
năm 2007 tận dụng mạng lưới bán hàng Schiess, SYMG đạt 150 triệu USD doanh thu
năm 2008 doanh thu Schiess tăng 4 lần, đạt 50 triệu euro
SYMG định vị Schiess làm một trung tâm R&D châu Âu sẽ phát triển và gửi thiết kế về Trung Quốc sản xuất

Nut
SYMG phụ thuộc việc nhập khẩu mô-đun bộ điều khiển CNC từ Fanuc (Nhật Bản) và Siemens (Đức)
năm 2006 Quốc vụ viện Trung Quốc liệt những công cụ máy NC (Numerical Control) là 1 trong 16 dự án khoa học công nghệ, sánh ngang tàu vũ trụ
theo đó Trung Quốc hoàn thuế (tax rebate) những cải tiến nội địa (indigenous innovation)
năm 2006 sau đó, trùm truyền thông Lý Trường Xuân, cựu thợ máy xưởng thiết bị đóng cắt Thẩm Dương (switchgear), đã viếng thăm nhà máy SYMG
tháng 3 năm 2020 nhà xuất bản Đại học Nhân dân (China Renmin University Press) xuất bản sách New Fire của giáo sư Lộ Phong (Lu Feng) ngành Chính sách Công trường đại học Bắc Kinh
trích sách New Fire, theo lời kể của Quản Tích Hữu, Lý Trường Xuân chỉ trích SYMG: "khi tôi còn làm ở Thẩm Dương thị Cơ giới Công nghiệp Cục, chúng ta đang làm 'những khối sắt vụn vô tri'. Các anh vẫn đang làm cũng những thứ ấy. Đây không phải là tương lai. Không có triển vọng gì với thứ này"
rồi Lý Trường Xuân nói thẳng với Quản Tích Hữu rằng SYMG phải làm CNC riêng
năm 2005 SYMG ký liên doanh với hãng Fidia làm CNC ở Ý
năm 2007 nhận thấy vấn đề lớn, Quản Tích Hữu tìm đến tiến sĩ Chu Chí Hạo (Zhu Zhihao) khởi động dự án R&D mang tên Nut (hạt nhân) ở Thượng Hải
tháng 8 năm 2009 SYMG trình làng máy CNC cao cấp Feiyang (Phi Dương)

Tân hoả
từ năm 2001 đến 2011 ngành máy công cụ Trung Quốc tăng trưởng 10 lần, tiếp lửa cho nền công nghiệp xuất khẩu, từ những đồ gia dụng, cho đến ô tô, xây dựng, đàn mộc cầm (xylophone) sau khi Trung Quốc gia nhập tổ chức thương mại WTO
năm 2003 thủ tướng Ôn Gia Bảo mở chương trình Chấn hưng Cơ sở Công nghiệp Đông Bắc, tạp chí Tài Tân Chuần khan (Caixin) đăng tin rằng quan chức tỉnh Liêu Ninh can thiệp SYMG và đưa ra những quyết định sản xuất và hoạt động trực tiếp cho nhà máy
năm 2011 ngành máy công cụ Trung Quốc trị giá 40 tỷ USD trong đó Trung Quốc vừa là nhà tiêu thụ vừa là nhà sản xuất lớn nhất, SYMG đạt 2.8 tỷ USD doanh thu (18 tỷ nhân dân tệ)
từ năm 2002 đến 2011 doanh số SYMG đạt 70 vạn, đối chọi DMTG là một doanh nghiệp nhà nước (Dalian Machine Tool Group)
trong số 70 vạn máy công cụ, phần nhiều là sản phẩm đời cũ (legacy) ít nổi bật, có những thiết kế 70 năm tuổi
năm 2011 SYMG bán ra 96000 máy công cụ, trong đó 31000 có CNC
năm 2000 biên lãi ròng SYMG đạt 0.75%
năm 2010 biên lãi ròng SYMG đạt 0.56%

Đại khủng hoảng 2008
năm 2008 quốc vụ viện Trung Quốc dưới quyền thủ tướng Ôn Gia Bảo thông qua gói kích thích kinh tế 586 tỷ USD (4 nghìn tỷ nhân dân tệ) bằng 13% GDP đại lục năm ấy
năm 2012 ở phân khúc cao cấp, khách mua máy công cụ Trung Quốc ở lĩnh vực đồ điện tử, thiết bị y tế và ô tô đã đòi hiệu năng tốt hơn - một nhu cầu mà các doanh nghiệp nội Trung không thể đáp ứng - cho nên các doanh nghiệp Nhật Bản và Châu Âu chiếm thị phần
ở phân khúc tầm trung, SYMG đối chọi các doanh nghiệp Đài Loan và Hàn Quốc trong khi SYMG chủ yếu nhiều sản lượng ở phân khúc rẻ tiền
năm 2011 SMTC (Shenyang Machine Tool Co., Ltd.) báo doanh thu cao kỷ lục, với một dòng tiền dương 28.8 triệu USD
những năm sau, SMTC vẫn lãi ròng nhẹ, nhưng dòng tiền dương đã giảm mạnh
SYMG bỏ nhiều tiền để ổn định hoạt động Schiess nhưng gặp khó trong việc triển khai kế hoạch lớn hơn
2 bên đã trình làng thương hiệu máy công cụ tầm-trung Aschersleben, rồi SYMG gửi công nhân Trung Quốc đi Đức học tập ở cơ sở Schiess
chính phủ Đức chấm dứt một dự án hợp tác nghiên cứu, lo ngại việc xuất khẩu những công nghệ lưỡng-dụng (dân sự và quân sự) sang Trung Quốc
có những công nghệ và bản vẽ được gửi về Trung Quốc, các kỹ sư đại lục đã gặp khó trong việc thực hiện trong phạm vi ngân sách
sau năm 2011 Schiess lại báo lỗ
từ năm 2004 tiếp quản, SYMG bơm 140 triệu euro vào Schiess

Industry, information, internet, intelligence, integration
tháng 2 tháng 2014 đội ngũ Nut ở SYMG trình làng dòng máy công cụ i5 tại triển lãm Thượng Hải
tháng 6 năm 2014 nhóm Nut đã lắp đặt i5 vào một máy công cụ Thẩm Dương
i5 là một mô-đun CNC có 3 bộ phận: một bộ điều khiển NC, bộ khuếch đại servo, thiết bị nhập/xuất liệu
trong đó NC chạy hệ điều hành Linux và một thuật toán độc quyền
chỉ hoạt động với máy SYMG, nhóm Nut trình làng 6 máy trang-bị-i5 được quảng bá là dòng máy thông minh
năm 2016 SYMG báo doanh số 2 vạn máy trang-bị-i5, tờ báo ChinaDaily đăng: "dòng i5 phá vỡ thế độc quyền của những doanh nghiệp như Fanuc và Siemens ở mảng sản phẩm máy công cụ điều khiển chuyển động, và cho thấy rằng máy công cụ NC có thể mang "bộ não Trung Quốc"."
SYMG đưa ra lựa chọn thuê máy, thay vì bắt khách hàng phải mua: một hãng sản xuất đồ điện tử gia dụng đã thuê i5 với giá 15 nhân dân tệ/giờ
SYMG công bố quan hệ đối tác với các chính quyền cấp tỉnh để xây dựng 2 chục trung tâm sản xuất thông minh ở các khu công nghiệp, tạo điều kiện "chia sẻ"
năm 2018 thung lũng Kiến Hồ (huyện Kiến Hồ thành phố Diêm Thành tỉnh Giang Tô) đi vào hoạt động, khiến Fanuc giảm giá bán 20% ở một số danh mục sản phẩm
Quản Tích Hữu nói: "từ một nhà sản xuất truyền thống, doanh nghiệp máy công cụ Thẩm Dương chuyển mình thành một nhà cung cấp dịch vụ công nghiệp... một cú chuyển đổi sáng tạo, từ bán công cụ, sang bán dịch vụ"
trong hàng thập kỷ hoạt động, nhị quyền Fanuc-Siemens đã sở hữu một loạt các ứng dụng phần mềm, thư viện các chức năng, và đội ngũ nhân lực có kinh nghiệm sử dụng những máy công cụ của 2 hãng
mô-đun của Fanuc và Siemens đã tích hợp với các máy công cụ của tất cả hãng sản xuất, trong khi i5 chỉ xài với máy Thẩm Dương
ngày 25 tháng 2 năm 2025 tờ báo Financial Times dẫn lời một nhà phân tích Nhật Bản: "chào bán i5 giống như chào bán một máy tính cá nhân chạy hệ điều hành nhà-làm"
tạp chí Caixin báo cáo i5 gặp vấn đề phần mềm "treo" (freeze), vấn đề tin cậy, vấn đề nhiệt
ví dụ Kiến Hồ đi vào hoạt động với 400 máy, nắng nóng tháng 8 khiến 100 máy gặp trục trặc
phần lớn những máy i5 là những công cụ 2-trục như máy tiện và trung tâm gia công (machining center)
ở phân khúc cao cấp, như máy 5-trục có thêm 2 trục xoay chuyển động đồng thời, SYMG trì hoãn việc chào bán
năm 2016 SYMG trình làng máy 5-trục đầu tiên i5m8
i5 cần thời gian và cập nhật, tìm và sửa từng vấn đề trong mã nguồn và thuật toán, trong khi khách hàng ít khi sẵn lòng gánh chi phí và rủi ro hoạt động nếu trở thành "chuột thí nghiệm" cho nhà cung cấp SYMG

Máy công cụ Đại Liên
năm 2018 ngành máy công cụ Trung Quốc trị giá 23.4 tỷ USD
tháng 11 năm 2017 toà án cấp tỉnh đã yêu cầu DMTG tái cơ cấu để trả 3.3 tỷ USD nợ (22.4 tỷ nhân dân tệ)
tháng 5 năm 2018 chính quyền Trung Quốc ban hành lệnh bắt chủ tịch Trần Vĩnh Khai (Chen Yongkai) tội làm giả một tài khoản kế toán "phải trả" để làm tài sản thế chấp cho thương vụ bán 94 triệu USD sản phẩm đầu tư quỹ tín thác
năm 2019 tập đoàn nhà nước Genertec (China General Technology Group) mua lại DMTG

Máy công cụ Tinh hoả Cam Túc và máy công cụ Trường chinh Tứ Xuyên
năm 1966 nhà máy máy công cụ số 1 Bắc Kinh chuyển 1 phần về thành phố Tự Cống tỉnh Tứ Xuyên và lấy tên CCZMT (Sichuan Changzheng Machine Tool)
năm 2006 Gansu Xinghuo Intelligent CNC Machine Tool Co., Ltd. mua lại nhà máy máy công cụ Lan Châu
sau này Quản Tích Hữu nói rằng đã sai lầm khi vay ngắn hạn cho dự án R&D dài hạn
trước năm 2011 khi môi trường kinh doanh chuyển biến xấu, SMTC đã có dòng tiền yếu và tình hình nợ bấp bênh: cụ thể, tỷ lệ nợ / tài sản 0.86
SYMG bảo lãnh những khoản vay ngắn hạn của SMTC
sau năm 2011 dòng tiền hoạt động SMTC âm 7 năm liên tiếp
với dự án i5, Quản Tích Hữu ước tính SMTC đầu tư 1.45 tỷ USD (10 tỷ nhân dân tệ) phát triển sản phẩm, nâng cấp nhà máy, chi phí thử-và-sai
cuối năm 2015 tỷ lệ nợ / tài sản 0.89
năm 2016 tập đoàn thép đặc biệt Đông Bắc (Dongbei Special Steel Group Co., Ltd.) vỡ nợ 1 tỷ USD trái phiếu
năm 2017 SMTC không thể trả nửa tỷ USD nợ
được chính quyền cấp tỉnh trợ giúp, SMTC bán một loạt mảng kinh doanh và nghĩa vụ nợ cho SYMG với giá 1 nhân dân tệ
trong 2 năm sau đó, 2 bên thực hiện hoán đổi nợ/vốn-góp, thanh lý, những thoả thuận tái cơ cấu, bán cổ phần
các cơ quan chính phủ Trung Quốc như Bộ Công nghiệp, Bộ Tài chính, Quốc Tư Uỷ SASAC (State-owned Assets Supervision and Administration Commission) hứa hẹn cứu trợ SMTC
tháng 7 năm 2019, 1496 chủ nợ SMTC kiện ra toà để đòi, và toà án đã ban lệnh tài cơ cấu SMTC lẫn tập đoàn mẹ SYMG
tháng 11 năm 2019 Genertech tiếp quản SMTC trong khi Schiess nộp đơn phá sản với tỷ lệ nợ/tài-sản vượt 100%
SMTC từng dự báo năm 2019 lưu hành 6 vạn máy i5 nhưng kết quả thực tế 25000 máy i5 trong đó một nửa ở những trung tâm sản xuất thông minh, hiệu suất sử dụng máy 40% trở xuống
năm 2019 các khách hàng đã báo rằng chưa đến 200 máy i5 5-trục được sử dụng
tại Trung Quốc ngày nay Fanuc và Siemens nắm 70-75% thị phần mô-đun bộ điều khiển CNC

nam châm sắt-nitride mạnh hơn 50% so với nam châm neodymium-sắt-boron

năm 1972 hai nhà khoa học T.K Kim và Mikaku Takahashi (trường đại học Tohoku) xuất bản công trình nghiên cứu, công bố: "chúng tôi tìm thấy một vật liệu từ trường mới, có 'độ từ hoá bão hoà' ở nhiệt độ phòng 2050 G, cao nhất trong số những vật liệu từ trường"
có 5 loại từ trường: tính nghịch từ (diamagnetism), thuận từ (paramagnetism), sắt từ (ferromagnetism), từ sắt (ferrimagnetism), phản sắt từ (antiferromagnetism)

Sắt từ
đơn vị quan-sát-được căn bản của "tính sắt từ" là mô-men lưỡng cực từ
"mô-men lưỡng cực từ" bắt nguồn từ "mô-men động lượng nội tại" (spin) và quỹ đạo chuyển động của electron
bản thân "mô-men lưỡng cực từ" là một nam châm
những nguyên tử sắt, cô-ban, ni-ken bộc lộ những hiệu ứng lượng tử, giúp "sắp xếp thẳng hàng" (align) những "mô-men lưỡng cực từ" của các electron thành các miền từ (magnetic domain)
đưa một nam châm lại gần một thanh sắt sẽ "từ hoá" thanh sắt ấy: nam châm đã làm đổi hướng những "miền từ" của thanh sắt, tạo ra một từ trường "ròng" tạm thời, vì cấu trúc tinh thể của sắt đã không giữ được những "miền từ" ấy, nhiệt năng đã làm xáo trộn những "miền từ" ấy trở về trạng thái ban đầu

Nam châm vĩnh cửu
cấu trúc nguyên tử của một nam châm vĩnh cửu đã buộc những "mô-men lưỡng cực từ" sắp xếp thẳng hàng và giữ được trạng thái ấy
phần lớn nam châm vĩnh cửu được làm từ hỗn hợp sắt, cô-ban hoặc ni-ken và một nguyên tố đất hiếm, ví dụ neodimy hoặc samari
năm 1971 ở trường đại học Tokyo, Mikaku Takahashi đo lường những đặc điểm "từ trường" của một màng kim loại có-tính-bay-hơi có-thể-lắng-đọng (evaporative depositive metal film)
để làm ra màng kim loại ấy, một phương pháp là nung nóng sắt trong chân không, để sắt bay hơi và lắng đọng vào một mục tiêu (item) thành một màng mỏng
thập niên 1960 có nhiều quan tâm công nghiệp cho những "màng mỏng" bằng nhiều nguyên tố kim loại, phục vụ công nghiệp máy tính và màn hình hiển thị
làm việc với những thiết bị cũ ở phòng thí nghiệm NTT, Mikaku Takahashi cùng 2 sinh viên Hatayama và T.K. Kim người Hàn Quốc thí nghiệm màng ni-ken

Gia tốc giật
bấy giờ, đã lắng đọng bay hơi ni-ken thành những lớp ôxit trong chân không
trong quá trình lắng đọng bay hơi, nếu cho phép ôxy và nitơ trong bầu khí quyển đi vào khoang chân không, ôxy sẽ phản ứng với ni-ken tạo ra lớp ôxit
ni-ken là sắt từ, trong khi ôxit ni-ken phản sắt từ, đội ngũ Mikaku Takahashi thấy rằng vùng giáp ranh giữa ni-ken và ôxit ni-ken có những hành vi "từ trường" độc đáo
khi cho không khí đi vào khoang chân không, nơi đang lắng đọng ni-ken, khí ôxy tăng lên thì ôxit niken tăng lên, khiến những màng ni-ken và màng ôxit ni-ken ít "từ tính" hơn
khi "chân không" giảm áp suất xuống còn 2 mili Torr, sức mạnh "từ tính" (magnetism) tăng đột ngột
Mikaku Takahashi nhờ sinh viên T.K. Kim làm thí nghiệm tương tự với sắt, được kết quả tương tự khi "chân không" giảm áp suất xuống còn 3 mili Torr
"độ từ tính bão hoà" của vật liệu đã lên đến 1800-1900 Gauss, so với sắt 1700 Gauss và đã cao bằng sắt 65 cô-ban 35 bấy giờ là vật liệu nam châm vĩnh cửu có "độ từ tính bão hoà" cao nhất từng biết
những màng sắt chứa hỗn hợp sắt alpha và một pha của sắt nitride gọi là alpha''(Fe16N2)
pha alpha''(Fe16N2) là một kiểu tinh thể sắt, với những nguyên tử nitơ chỉnh sửa cấu trúc
pha alpha''(Fe16N2) đạt "mô-men lưỡng cực từ" trung bình 3 Bohn magneton mỗi nguyên tử sắt, đã cao hơn sắt thông thường 2.2 Bohn magneton mỗi nguyên tử
ngày 28 tháng 12 năm 1971 sau nhiều phương pháp xác nhận kết quả đo lường, đội ngũ Mikaku Takahashi xuất bản lên Cộng đồng Vật lý Nhật Bản (Physical Society of Japan)
đội ngũ Mikaku Takahashi tham vấn nhà vật lý lý thuyết Kanamori Junjiro nhưng bị né tránh câu hỏi, chỉ nhận được lời đáp rằng kết quả tính toán có vẻ vô lý
năm 1973 Mikaku Takahashi thăm Đông Đức, một giáo sư đã xin Mikaku Takahashi một mẫu, nói rằng đã không thể sản sinh được "mô-men lưỡng cực từ" lớn của pha alpha''(Fe16N2)
năm 1951 Kenneth Henderson Jack trường đại học Cambridge phát hiện và ghi chép việc tạo ra pha alpha''(Fe16N2) từ một cặp alpha'(Fe8N)
phòng thí nghiệm của Mikaku Takahashi cũng vất vả trong việc liên tục lặp lại kết quả thí nghiệm pha alpha''(Fe16N2) ban đầu, dẫn đến một dữ liệu phân tán

Hitachi
giữa thập niên 1980 Yoichi Sugita ở tập đoàn Hitachi liên lạc Mikaku Takahashi cho nghiên cứu sản phẩm ổ đĩa cứng và máy rung (wand)
để sản xuất màng, Hitachi áp dụng phương pháp mọc chùm phân tử (molecular beam epitaxy) sử dụng chùm electron để làm bay hơi sắt
đội ngũ Yoichi Sugita bay hơi và lắng đọng sắt trong môi trường khí nitơ xuống một nền indi gali arsenide được một màng dày 34 nanomet có "từ trường" đâu đó 2.8-3 Tesla tương đương "mô-men lưỡng cực từ" trung bình 3.2-3.5 Bohn magneton mỗi nguyên tử
năm 1991 nhóm Yoichi Sugita và Mikaku Takahashi xuất bản kết quả, nhưng vẫn gặp khó khăn trong việc liên tục lặp lại những kết quả 3 Bohn-megneton/nguyên-tử này
cộng đồng đã thành lập 2 diễn đàn học thuật, chỉ để nghiên cứu từ tính sắt nitride trước năm 1994 tổ chức hội nghị từ tính và vật liệu từ trường
không có kết quả kiên quyết nào, vẫn là dữ liệu phân tán, và những mô hình vật lý định lượng như LSDA (xấp xỉ mật độ spin cục bộ) đã không giải thích được kết quả "từ tính" bất thường này

Mô hình "cụm + nguyên tử"
năm 2010 giáo sư Jian-Ping Wang trường Minnesota xuất bản lý thuyết vật lý chất rắn "cụm Fe-N + nguyên tử Fe tự do"
năm 2013 Jian-Ping Wang khởi nghiệp Niron Magnetics thương mại hoá
nam châm sắt nitride là một sắt từ "mềm" tức là dễ nhận/mất từ tính
ở vật liệu sắt thông thường, electron đi đồng đều ra khắp mạng lưới tinh thể, tạo ra một từ tính "ròng"
ở pha alpha''(Fe16N2), mô hình "cụm + nguyên tử" phát biểu rằng nguyên tử nitơ tạo ra những cụm bát-diện (octahedra) bên trong mạng lưới tinh thể
trong những cụm bát-diện này, electron chịu ảnh hưởng nhiều hơn bởi quy tắc lượng tử Hund (Hund's Rule) cơ cấu electron tạo ra "mô-men lưỡng cực từ" mạnh hơn
bên ngoài những cụm bát-diện, những nguyên tử sắt còn lại di chuyển và điều phối, làm tăng "mô-men lưỡng cực từ" tổng thể của toàn bộ pha alpha''(Fe16N2)
để đo lường, đội ngũ Jian-Ping Wang sử dụng một máy quang phổ lưỡng sắc tròn từ tính tia-X XMCD (X-ray magnetic circular dichroism) cho thấy nam châm sắt nitride có 2 biểu đồ phổ (fingerprint), và một máy quang phổ hấp thụ tia-X sử dụng các chùm tia-X được phân cực XANES (polarization dependent X-ray near edge spectroscopy)
soi vào những phần khác nhau của tinh thể, XANES so sánh hành vi những nguyên tử sắt ở gần và ở xa những cụm bát-diện, cho thấy những nguyên tử sắt gần cụm bát-diện đã bị "nhốt" không cho tự do di chuyển
giải thích lý do tại sao kết quả thí nghiệm khó được lặp lại, trạng thái "cụm + nguyên tử" rất mong manh: cần một tinh thể sắt bị "biến dạng" (strain) cho electron tự do dễ qua

Nhược điểm "cụm sắt nitride + nguyên tử sắt"
pha alpha''(Fe16N2) thiếu "lực kháng từ" (coercivity)
một nam châm vĩnh cửu sẽ cần giữ được "từ tính" khi tiếp xúc một lực từ trái-dấu hoặc thậm chí "từ trường" bên trong chính nó
sắt nitride rất dễ bị "khử từ"
neodymium-sắt-boron có "lực kháng từ" hơn 10 kilo Oersted trong khi sắt nitride đâu đó 1.29 đến 3 kilo Oersted tuỳ thuộc hình thù vật lý của nam châm... hạt nhỏ được phủ bởi những vật liệu khác thường có "lực kháng từ" tốt hơn
nhược điểm thứ 2 là cấu trúc tinh thể bất ổn
Fe16N2 phân rã ở 200-500 độ C thành sắt và Fe8N trong khi lực từ Fe16N2 suy giảm sớm hơn rất nhiều
một giải pháp là hợp kim với một nguyên tố thứ 3 như vanadi
nhược điểm thứ 3 là khó sản xuất
mô hình "cụm + nguyên tử" cho thấy khả năng sản xuất "biến dạng" mạng tinh thể, nhờ phương pháp lắng đọng, nhưng vẫn cần những quy trình, ví dụ thấm nitơ (nitrogenation)

Niron Magnetics
Niron nhận được đầu tư của các thực thể nổi tiếng như General Motors, Stellantis, Western Digital, Samsung và Volvo
Niron đang xây dựng nhà máy Minnesota dự kiến sản lượng 1.5 tấn nam châm 1 năm
năm 2025 doanh nghiệp tư vấn John Ormerod Consultants, LLC xuất bản bài đánh giá "Fe16N2 hype, hope or heavy hitter? A critical review" trên tạp chí Magnetic Society đã cho rằng nam châm sắt nitride đúng là có khả năng thương mại hoá, nhưng chỉ ở một số ứng dụng "ngách" không cần chịu nhiệt độ cao hoặc cần "lực kháng từ" lớn, ví dụ loa âm thanh nổi (stereo speaker)
theo John Ormerod Consultants, tiềm năng thương mại Fe16N2 ngang với nam châm vĩnh cửu Alnico chứ chưa thể sánh được neodymi-sắt-boron
sắt cô-ban, hợp kim sắt phosphide, tetrataenite là những nam châm không-đất-hiếm khác

Toto làm mâm cặp tĩnh điện

đầu năm 2026 quỹ phòng hộ Palliser Capital trụ sở London gửi thư cho doanh nghiệp Toto (Nhật Bản)
Toto có một phân nhánh gốm sứ (ceramic) cung cấp những mâm cặp (chuck) tĩnh điện (electrostatic) cho ngành bộ nhớ NAND 3-chiều

Morimura Bros
năm 1839 Ichizaemon Morimura sinh ra trong một hiệu buôn Edo bán dây đai da
thập niên 1850 Nhật Bản mở cửa và hiện đại hoá
năm 1855 động đất Tokyo huỷ hoại gia sản, khiến Ichizaemon Morimura sau đó vất vả trả nợ và mở cửa tiệm riêng
trong sự nghiệp của mình, Ichizaemon đầu tư vào mỏ đồng, thuỷ sản, tơ lụa, khí tài quân sự

năm 1876 Ichizaemon sáng lập công ty thương mại Morimura Group chuyên xuất nhập khẩu
tháng 11 năm 1876 em trai của Ichizaemon, Toyo Morimura cùng các cộng sự ở Đường số 6 (Manhattan) mở hiệu bán lẻ Hinode Shokai bán đồ lưu niệm Nhật Bản sau đó bán cả đồ sứ bàn ăn phong-cách-Phương-Tây được sản xuất tại Nhật Bản

bấy giờ, đồ sứ thủ công Châu Âu đắt hơn so với đồ gốm Morimura (bát, bình) bình dân, được quảng cáo ở Hoa Kỳ dưới tên thương hiệu Nippon China (sứ Nhật Bản)
bấy giờ Morimura đã tiếp cận được khách hàng trung lưu Hoa Kỳ thông qua catalog mua qua bưu điện (mail order) của chuỗi bán lẻ Sears, Roebuck and Company
năm 1882 Morimura Group chuyển hoàn toàn sang hình thức bán sỉ
em rể Magobei Okura và con trai Kazuchika Okura vào làm cho Morimura Group

Sứ trắng Amakusa Tojiki
thế kỷ 20 sứ trắng Châu Âu có những thương hiệu như gốm sứ hoàng gia Sèvres danh tiếng Pháp và sứ Dresden thủ công Đức
bấy giờ, sứ Nhật Bản có màu xanh-lam-ánh-xám (xanh khói) vách dày, không phù hợp làm đồ dùng bàn ăn
năm 1904 Morimura Group mở công ty con Nippon Toki Gomei Gaisha (đất sét nung Nhật Bản) viết tắt Noritake dưới quyền giám đốc Kazuchika Okura
Noritake xây dựng một nhà máy có một lò nung chuyên dụng (kiln) của hãng Kerabedarf GmbH (tên đầy đủ Keramische Bedarfs-Gesellschaft mbH) ở Đức, nung một hỗn hợp đất sét Châu Âu để sản xuất sứ trắng làm đồ dùng bàn ăn
không đủ hỗn hợp đất sét Châu Âu, Noritake thêm đá gốm Amakusa (mỏ Amakusa Toseki tỉnh Kumamoto) vào hỗn hợp
hàm lượng silica trong đá Amakusa quá cao đã khiến gốm bị biến dạng và sụp dáng (sag) trong lò kiln
Noritake khuấy thêm vào đất sét Gairome dẻo giàu-sắt, mặc dù giúp gốm trong lò kiln giữ được dáng nhưng làm mất màu trắng tinh
năm 1910 Noritake cử kỹ sư trưởng đến viện nghiên cứu đồ đất nung sở-hữu-nhà-nước ở Berlin
các nhà khoa học Đức nghiên cứu các hỗn hợp đất sét và đưa ra đề nghị cho cả hỗn hợp lẫn quy trình nung để khắc phục
năm 1913 Noritake trình làng sứ trắng
tháng 6 năm 1914 Noritake trình làng bộ đồ ăn sứ trắng
Thế chiến 1 làm dừng hoạt động xuất khẩu sứ Châu Âu sang Hoa Kỳ, giúp doanh số bộ chén đĩa Noritake xuất khẩu Hoa Kỳ tăng từ 2000 bộ năm 2014 lên đến 4 vạn bộ năm 2018

Suga Kogyo
thập niên 1850 hàng hoá Phương Tây tràn vào Nhật Bản trong đó có ẩm thực và nhà vệ sinh
nhà vệ sinh Nhật Bản cũ chỉ là túp lều gỗ với những hố trên mặt đất, gọi là "phân bắc" (night soil) sau đó sẽ được bán làm phân bón
những hố xí Nhật Bản cũ này tách biệt khỏi khu sinh hoạt, và bắt buộc phải ngồi xổm
năm 1901 ông nội dòng họ Suga mở cửa hàng chuyên thầu công trình đường ống nước Suga Shokai (Shokai nghĩa là "thương hội") tại Osaka
thế hệ lãnh đạo thứ hai Toyojiro Suga điều hành Suga Kogyo sản xuất bồn cầu "lai" giữa bồn cầu xả nước Phương Tây và truyền thống Nhật Bản

Gốm sứ Seto-yaki
thành Seto tỉnh Aichi là vùng duy nhất trong Lục Đại Cổ Diêu (Six Ancient Kilns) - 6 vùng lò nung Nhật Bản phát triển liên tục suốt hơn 1000 năm qua - đã tiên phong kỹ thuật tráng men
gốm sứ đạt yêu cầu sẽ không được phép rò rỉ, đủ sức mạnh và không được oằn để có thể làm gãy kết nối với những đường ống kim loại ở dưới sàn
bề mặt sứ phải dễ rửa bằng nhiều hoá chất và vật liệu, bồn cầu sứ không thể hấp thụ nước
về mặt sản xuất, sứ phải dễ đúc khuôn thành một khối
thế kỷ 19 những hãng bồn cầu Anh như Jennings và Twyford không sản xuất bồn cầu sứ, mà từ gốm đất nung (earthenware)
năm 1902 Nhật Bản nâng cấp lò kiln từ đốt gỗ sang đốt than, nhờ đó đã sản xuất được đồ dùng bàn ăn earthenware

Tạo hình bằng tay từ phiến đất sét với khuôn thạch cao (kỹ thuật te-okoshi)
năm 1912 Kazuchika Okura đề nghị Morimura Group sản xuất bồn cầu, trong khi Morimura đang hoàn thiện dòng sản phẩm sứ trắng
Kazuchika Okura và cha đã bỏ tiền túi ra đầu tư một phòng thí nghiệm nhỏ dưới tên doanh nghiệp Noritake nghiên cứu kỹ thuật sản xuất bồn cầu và bồn rửa mặt
bồn vệ sinh quá nhiều đường cong, trong qúa trình sản xuất sẽ khiến đất sét mắc kẹt hoặc sụp dáng bởi sức nặng của chính nó
với kỹ thuật te-okoshi du nhập từ Phương Tây, nghệ nhân Nhật Bản lấy tay nhấn một dải đất sét phẳng tatara (tatara board) xuống một khuôn gỗ, để được một bề dày đồng nhất, đồng thời ép hết các bong bóng khí
phòng thí nghiệm Noritake đã thử 17280 lần nung để đạt được hỗn hợp đất sét, tráng men, khuôn
sau rốt Noritake mua những khuôn Hoa Kỳ
năm 1914 Noritake trình làng dây chuyền sản xuất bồn cầu Nhật Bản đầu tiên

Gốm sứ Đông Dương
năm 1917 Kazuchika Okura khánh thành nhà máy sứ trên đảo Kyushu nhiều than
năm 1918 Morimura Group lập ra công ty con Toyo Toki quản lý nhà máy và chào bán sứ nhà vệ sinh và đồ sứ bàn ăn
cơ sở sản xuất chính của TOTO đặt ở thành Kokura trên đảo Kyushu, nay có cả một bảo tàng TOTO
năm 2018 kỷ niệm 100 năm thành lập, TOTO xuất bản quyển sách 822 trang

Đúc trượt
thạch cao có khả năng hút nước, từ đó người ta đã thiết kế quy trình "đúc trượt" (slip cast) như sau
bước 1 chuẩn bị "bùn lỏng" (slip) trộn đất sét, bột đá (sứ), nước, chất phụ gia
bước 2 rót vô khuôn thạch cao, rỗng ở trong
bước 3 thạch cao hút nước từ "bùn lỏng" để lại những hạt đất sét cô đặc và dính vào thành khuôn, tạo nên một "lớp da" gốm
bước 4 đổ bùn thừa, khi độ dày "lớp da" đạt yêu cầu
bước 5 đợi "lớp da" khô, rồi nhấc "lớp da" gốm ra khỏi khuôn và đem nung
"đúc trượt" vẫn sản xuất đồ dùng bàn ăn, nhưng bồn cầu to hơn sẽ khó làm hơn, vì ở bước 5 thì "lớp da" sẽ thu nhỏ 3% khi để khô và thêm 10% nữa khi nung... nghệ nhân sẽ tính toán và chủ động thêm "biến dạng ngược" (distortion) vào lòng khuôn để bù đắp cho quá trình co ngót
năm 1920 TOTO nghiên cứu thành công hỗn hợp đất sét sẽ không biến dạng và làm vỡ khuôn trong khi để "lớp da" khô

Đại suy thoái
năm 1930 đạo luật thuế quan Smoot-Hawley nâng thuế quan TOTO ở thị trường đồ dùng bàn ăn Hoa Kỳ
11 giờ 58 phút trưa ngày 1 tháng 9 năm 1923 đại thảm hoạ động đất Kanto phá huỷ mạng lưới đường ống nước sành và kim loại giòn Tokyo khiến lính cứu hoả đừng nhìn lửa thiêu rụi thành phố suốt 2 ngày đêm
năm 1924 ban hành Đạo luật Xây dựng Đô thị sửa đổi (Urban Building Law) quy định các toà nhà bê tông cốt thép xây dựng một trục hộp kỹ thuật đứng tập trung: tất cả hệ thống dây điện, ống cấp nước, ống thoát nước trung tâm đều chạy dọc trong trục này... nếu một phân đoạn ống bị rò rỉ, kỹ sư có thể tiếp cận và thay thế ngay lập tức mà không cần phải đập phá kết cấu chịu lực của tòa nhà
năm 1923-1924 ngay sau động đất Kanto, TOTO nhận thầu toà nhà văn phòng Marunouchi lớn nhất Châu Á
tháng 9 năm 1931 Nhật Bản dựng nên Mãn Châu Quốc, TOTO thành lập các đại lý, văn phòng và mạng lưới phân phối ở những thành phố lớn Mãn Châu như Đại Liên và Thẩm Dương để bao tiêu thị trường bồn cầu
thập niên 1930 bồn cầu xí bệt, bồn sứ trắng rửa mặt [porcelain] được lắp ở dinh thự bộ máy cai trị Nhật Bản, tòa nhà chính phủ Mãn Châu, các khách sạn Yamato của ngành đường sắt Nam Mãn Châu và các bệnh viện dã chiến của Quân đội Quan Đông đều là sản phẩm độc quyền TOTO vận chuyển từ các lò nung [kiln]
bấy giờ, dòng bồn cầu xả nước mã C2 (thành quả hợp tác giữa TOTO và công ty ống nước Suga Kogyo) được sản xuất hàng loạt bằng phương pháp đúc khuôn áp lực [slip cast] để xuất khẩu ồ ạt sang Mãn Châu
có năm, lên đến 60% doanh thu TOTO có được từ Mãn Châu

Fat Man
thế chiến 2 đóng cửa thị trường xuất khẩu, nhà máy TOTO được chuyển đổi mục đích sử dụng sang sản xuất vũ khí và thay thế chi tiết kim loại bằng vật liệu gốm sứ
10% nhân lực nam vào quân ngũ, chính phủ Nhật Bản tối ưu hoá nguyên vòng vật tư [rationalize material]
cơ sở TOTO ở thành Kokura được chuyển đổi sang nhà máy vũ khí, ở gần một kho vũ khí
tháng 8 năm 1945 Kokura bị ngắm mục tiêu cho quả bom nguyên tử thứ 2
hôm ấy, mây mù cùng với khói từ bom lửa ở thành phố Yawata đã cản tầm nhìn, máy bay đã lượn qua Kokura 3 lần trước khi đổi mục tiêu sang Nagasaki

Phụ kiện bằng kim loại
năm 1946 TOTO thành lập mảng sản xuất phụ kiện kim loại và vòi nước (Metal Fittings & Faucets)
lực lượng chiếm đóng Mỹ tiếp quản nhiều toà nhà và yêu cầu tái thiết đường ống và bồn cầu xả nước kiểu-Tây
TOTO nói: "nếu bồn cầu là chiếc ô tô, sứ là phần thân, phụ kiện kim loại là động cơ"
miêu tả trên cũng đúng với tất cả đồ sứ phòng tắm khác như bồn rửa mặt, củ sen (lõi van), vòi nước, bồn tắm
các hãng bồn cầu Hoa Kỳ thường thiết kế và chào bán cả sứ nhà tắm lẫn phụ kiện kim loại
trước Thế chiến, TOTO mua ngoài phụ kiện kim loại Janson vì Kazuchika Okura không tự tin vào kỹ năng kim loại của công ty, và phần lớn nhu cầu trước-chiến-tranh là bồn cầu kiểu-Nhật không-xả-nước
giữa thập niên 1960 TOTO chiếm 47% thị phần vòi nước và phụ kiện ống thải, và chiếm 60% thị phần bồn cầu
năm 2001 công ty con INAX rời bỏ Morimura Group đã dẫn đến kiện tụng
thập niên 1970 Morimura Group bỏ thị trường đồ dùng bàn ăn

Vòi rửa vùng kín
từ năm 1960 đến 1964 đầu tư xây dựng Nhật Bản tăng gấp 5 lần khi Tokyo đô thị hoá cho kỳ Thế vận hội
TOTO trình làng "phòng tắm đơn vị" [unit bathroom] được làm sẵn ở nhà máy và chỉ việc vận chuyển đến công trường để lắp đặt
thập niên 1950 TOTO trình làng gạch thạch anh (porcelain tile) và nhựa, cùng với sản phẩm "bồn tiểu đứng cho nữ" Sunny-stand
năm 1964 TOTO mua giấy phép và nhập khẩu vòi rửa vùng kín American Bidet Company là một nắp bồn cầu tháo rời được (detachable toilet seat) có một vòi rửa phun tia nước và không khí, được TOTO đặt tên "Wash Air Seat"
tác giả Shusaku Endo sách Silence cũng đã viết đánh giá Wash Air Seat: "một tia nước nóng đã phun vào vùng kín của tôi. Nước rất nóng, tôi sẽ không bao giờ dùng lại"
đến năm 1979 bị các tạp chí Nhật Bản từ chối đăng quảng cáo, TOTO chỉ bán được 500 bồn American Bidet Company mỗi tháng, chủ yếu cho bệnh viện và nhà dưỡng lão
năm 1967 INAX chào bán Sanitariina 61 cần một bàn đạp chân (foot pedal) đặt dưới sàn để kích hoạt chức năng phun nước rửa và phun khí sấy khô

Tận dụng nguồn lực từ đám đông
đội ngũ phát triển TOTO tận dụng nguồn lực từ đám đông [crowdsource] dữ liệu giải phẫu học: phát triển một nắp thử nghiệm có một dây căng giữa, một người sẽ ngồi lên, một nhân viên sẽ đo vị trí vùng kín ở trên dây, kết quả sẽ là phân phối của các điểm dữ liệu (distribution of data points)
mới đầu TOTO xin phép và khảo sát 300 nhân viên công ty để đo lường giải phẫu học vùng kín (proctological anatomy) và hỏi xem nhiệt độ ưa thích
cấu hình [specification] sản phẩm cuối cùng đã rất cụ thể: nắp bồn cầu 36 độ C, nhiệt độ nước 38 độ C, công suất vòi phun 500 cm khối nước/phút tạo nên góc 43 độ so với mặt phẳng ngang, và vòi phun khí sấy tạo góc 50 độ so với mặt phẳng ngang
Wash Air Seat giữ nhiệt độ nhờ "thanh lưỡng kim" (bimetallic strip) tự động cong khi nhiệt độ thay đổi, làm một công tắc tự động bật/tắt dòng điện dựa vào nhiệt độ, đã được dùng trong máy nướng bánh (toaster)
nếu "thanh lưỡng kim" gặp trục trắc, "thanh lưỡng kim" có thể bị mắc kẹt, dẫn đến 1 tia nước nóng phun vào vùng kín
lý tưởng là thay thế thiết kế cơ học "thanh lưỡng kim" bằng một thiết kế điện tử có IC (integrated circuit) và cảm biến, trong đó IC và bo mạch sẽ phải kháng nước và kháng muối có trong nước tiểu
một kỹ sư TOTO bắt gặp đèn giao thông hoạt động ngoài trời mưa gió, và cho rằng IC điều khiển đèn cũng có thể kháng nước bồn cầu
TOTO tìm đến hãng sản xuất đèn giao thông và thiết lập một liên doanh "bọc" (encapsulate) chip bằng nhựa resin EMC (epoxy molding compound)

Nắp bồn cầu Washlet
tháng 6 năm 1980 TOTO mở bán Washlet với khẩu hiệu: "từ bây giờ, sẽ là một kỷ nguyên rửa mông. Hãy rửa nào"
TOTO chỉnh sửa thiết kế Washlet để thiết bị cần một thợ ống nước lắp đằt, và nhấn mạnh với các thợ ống nước rằng các thợ sẽ kiếm được nhiều tiền hơn nếu bán Washlet giá 1000 USD so với bồn cầu 400 USD cũ
năm 1982 lần đầu tiên TOTO quảng cáo Washlet trên truyền hình, bởi cùng một đội ngũ quảng cáo đã làm với Sony Walkman, với một trong những khẩu hiệu quảng cáo đã tuyên bố "người Nhật Bản có vùng kín sạch nhất thế giới"
quảng cáo Washlet có góp mặt của ca sĩ Jun Togawa nói rằng "các bạn nên rửa vùng kín giống như rửa tay" đã lên sóng truyền hình lúc 7 giờ tối
TOTO cũng có những xe van trình diễn được-đặt-làm-riêng (custom demonstration van) cho khách thử Washlet, và mở khuyến mãi lắp đặt ở nhà hàng, cửa hiệu và sân golf
năm 1987 TOTO bán được 1 triệu Washlet
năm 1988 TOTO thêm tính năng cho Washlet
đến nay, sau 25 năm TOTO đã bán được 20 triệu Washlet, đã được trang bị tính năng "xả xoáy" (tornado flush)

Băng tải khí động
lần đầu tiên TOTO tiếp cận ngành bán dẫn ở 3 công cụ đo lường chính xác: thứ nhất là "air slide" sản sinh một lớp khí nén đỡ tải
thứ hai là máy đo toạ độ 3D có trục dẫn hướng bằng gốm (ceramic guide shaft coordinate measuring machine)
cuối cùng là bàn trượt tuyến tính 2-trục XY (XY 2-axis table)
3 công cụ này đã rất được ưa chuộng ở những viện nghiên cứu và hãng sản xuất thiết bị bán dẫn

Nền gốm
nền gốm (ceramic substrate) là tấm cách điện, nơi đặt lên những bóng bán dẫn, chip điện tử, điện trở...
TOTO sử dụng nền gốm để sản xuất IC "lai" có nhiều IC và thiết bị được đặt trên cùng một nền và được nối liên thông [interconnect], và IC "lai" này được lắp cho Washlet
TOTO cũng sản xuất những đóng gói bán dẫn tiêu chuẩn, bằng gốm, chứ không phải nhựa resin được làm bởi doanh nghiệp khác
năm 1990 TOTO rút lui khỏi mảng đóng gói bán dẫn, vì lý do chi phí
tháng 12 năm 1984 TOTO thành lập phân nhánh gốm kỹ thuật (fine ceramic) ngày nay gọi là Advanced Ceramics division đang sản xuất những mâm cặp

Nippon Telegraph and Telephone Corporation
năm 1984 phòng thí nghiệm NTT tìm viện nghiên cứu TOTO đặt đơn mâm cặp (chuck)
"chuck" là một từ tiếng Scotland hoặc miền trung nước Anh, miêu tả một linh kiện trong máy tiện hoặc máy khoan, làm nhiệm vụ "cố định" [affix] chi tiết gia công
bấy giờ NTT phát triển máy in thạch bản chùm điện tử, để viết thiết kế chip lên tấm wafer, giống như cách thức một ống âm cực vẽ ảnh lên màn CRT
chuck cơ học đã kẹp chặt [clamp] tấm wafer, rủi ro cào xước wafer
một lựa chọn khác là chuck chân không, nhưng máy in thạch bản chùm điện tử cũng cần môi trường chân không, không để những hạt tạp chất làm phân tán electron; nếu không có áp suất không khí bên ngoài, chuck chân không sẽ không thể kẹp wafer
lựa chọn khác nữa là chuck dựa vào lực tĩnh điện, thứ cho phép một quả bóng bay đã-được-xạc-tĩnh-điện hút được một mảnh giấy nhỏ; ngành in đang sử dụng lực tĩnh điện để giữ cho giấy phẳng trên một bề mặt phẳng khi in
NTT muốn TOTO sản xuất một chuck có lực tĩnh điện 1 kg/cm vuông, và công việc đã được giao cho nghiên cứu sinh Toshiya Watanabe

Mâm cặp gốm
năm 2025 đăng trên tạp chí Hiệp hội Luật sư Bằng sáng chế Nhật Bản, Toshiya Watanabe nhớ lại rằng đã cho rằng NTT đang đưa ra một nhiệm vụ bất khả thi

tất cả chuck tĩnh điện được làm từ một đĩa gốm điện môi (giống như puck trong bộ môn khúc côn cầu) và một lớp điện cực bên dưới
sau khi wafer được đặt lên chuck, kích hoạt điện cực bằng một điện áp 1-chiều, tạo ra lực tĩnh điện sẽ cố định wafer trên chuck
mới đầu Toshiya Watanabe cho rằng chuck hoạt động theo định luật Coulomb về lực hút tĩnh điện
một tụ điện đĩa-song-song được đặt giữa điện cực, puck và wafer... tạo nên những điện tích trái dấu ở 2 phía điện môi
sức mạnh của lực tĩnh điện sẽ tuỳ thuộc bề dày của puck và vật liệu - puck phải làm từ một vật liệu cách điện tốt để điện không rò rỉ qua
Toshiya Watanabe tính rằng để đạt yêu cầu NTT về lực tĩnh điện 1 kg/cm vuông thì chiều dày puck phải mỏng một cách bất khả thi
hỏi các nhà khoa học NTT, Toshiya Watanabe nhận lời đáp rằng NTT đang nghĩ đến sử dụng hiệu ứng Johnsen-Rahbek theo tên 2 nhà khoa học Đan Mạch phát hiện thập niên 1920
NTT muốn cho puck một ít điện trở, cho phép một dòng điện rất nhỏ rò rỉ qua, chạm đến bề mặt tiếp xúc wafer, biến bề mặt giao diện puck trở thành một điện cực nằm cách wafer chỉ vài micromet, từ đó sẽ có 2 điện tích trái dấu rất gần nhau và tạo nên một lực kẹp (clamp)
từ cuối thập niên 1950 IBM đã nghiên cứu những phiên bản của hiệu ứng JR
đội ngũ Toshiya Watanabe pha tạp gốm chứa-nhôm với một số chất pha tạp (dopant) như titani ôxit với nhiều liều lượng khác nhau, cho đến khi có được công thức đạt kết quả mong muốn

Etch
in thạch bản chùm electron đã thua kém in thạch bản tia cực tím về mặt "thông lượng" [throughput]
TOTO chuyển sang chuck lắp cho máy etch plasma
bên trong một khoang etch, môi trường khắc nghiệt hơn nhiều so với máy in chùm electron
với hiệu ứng JR, lực bẫy [trapped force] trên bề mặt chuck có thể tạo ra lực bám dính dư [residual stickiness] làm khó cho việc "buông" [de-clamp] wafer
Toshiya Watanabe nhớ rằng đã phải trả lời những phàn nàn từ một khách sộp ở Osaka khi chuck gãy bên trong một khoang plasma, làm dừng toàn bộ dây chuyền sản xuất, và mất Toshiya Watanabe nửa năm tìm hiểu và khắc phục nguyên nhân gốc rễ đã làm gãy
năm 1988 TOTO trình làng chuck, và cả yield lẫn doanh số đã đều tăng ở những năm tiếp sau
thập niên 1990 chuck là một trong 3 sản phẩm hàng đầu của phân nhánh Advanced Ceramics
ngày nay, quỹ phòng hộ Palliser Capital trụ sở London đánh giá chuck đóng góp 30-50% lợi nhuận hoạt động TOTO

Lam Research
quỹ Palliser Capital cũng lưu ý rằng TOTO là nhà cung cấp chuck cho những quy trình etch lạnh (cryogenic) tại Lam Research
bộ nhớ 3D NAND có nhiều ô nhớ [cell] được sản xuất cùng lúc trên những chồng stack
trước hết, người ta lắng đọng hàng chục lớp điện môi trên một nền [substrate] rồi "in mẫu" [pattern] những lớp ấy, rồi etch những kênh hoặc hố qua những lớp ấy
cái khó của việc etch là phải đảm bảo sao cho etch sâu và thẳng, với những bức vách mượt mà, trong khi stack càng nhiều lớp càng khó làm
bộ nhớ 3D NAND hiện đại có thể có những hố rộng 100 nanomet và sâu 10 micromet
những phương pháp sẵn có có thể để lại những vấn đề như "phình" ra ở giữa [bowing], ăn mòn chưa tới (incompleted etch), lệch hướng lệch tâm (twisting)
thập niên 1980 Lam Research đã nghiên cứu "ăn mòn" (etch) lạnh ở nhiệt độ dưới âm 70 độ C nhưng ngày nay mới đưa ra thị trường khi 3D NAND được săn đón

Bộ nhớ "nhúng"

Bộ nhớ chỉ-đọc xoá-được lập-trình-được
thập niên 1980 có 3 loại bộ nhớ SRAM, DRAM và EEPROM [electrically erasable programmable read-only memory]
thập niên 1990 những node quy trình sản xuất bộ nhớ flash khác với node quy trình sản xuất DRAM
DRAM chuyển từ sử dụng những tụ điện "phẳng" sang những tụ điện "dọc" được xếp chồng lên trên hoặc lót dưới những bóng bán dẫn "truy cập"
EEPROM được nâng cấp lên thành những bộ nhớ flash là NOR và NAND, rồi NAND "phẳng" được nâng cấp tiếp lên thành 3D NAND

Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên "tĩnh"
SRAM sử dụng bóng bán dẫn để lưu trữ bit dữ liệu, cho nên được sản xuất cùng với phần còn lại của chip logic mà không cần thêm mặt nạ quang khác
cuối thập niên 1980 các hãng CPU thêm SRAM "nhúng" vào chip logic dưới tên gọi "bộ nhớ cache"
thiết kế "ô nhớ" [cell] SRAM phổ biến nhất sử dụng 6 bóng bán dẫn, so với DRAM chỉ 1 bóng bán dẫn 1 tụ điện
các xưởng đúc [fab] đã tối ưu SRAM đến mức, khi quảng cáo node quy trình, fab sẽ nhắc đến con số mật độ SRAM
ví dụ TSMC tuyên bố node quy trình N2 có thể nhét thêm SRAM lên "khuôn" [die]
giữa thập niên 2000 một số CPU hiệu-năng-cao có 70% toàn bộ "khuôn" [die] chỉ là SRAM

eDRAM
chỉ 1 bóng bán dẫn 1 tụ điện, DRAM nhỏ hơn SRAM với 6 bóng bán dẫn, cho nên có thể "nhúng" nhiều DRAM vào bộ xử lý trung tâm [central processing unit] hơn SRAM
bất chấp việc định kỳ "làm mới" eDRAM [embedded dynamic random-access memory] giống như DRAM, nhưng eDRAM chỉ tiêu thụ bằng 1/3 điện năng SRAM tiêu thụ
ngày nay node quy trình sản xuất chip logic rất khác node quy trình sản xuất bộ nhớ, sản xuất eDRAM thêm 4-6 mặt nạ [photomask] vào quy trình
thị trường eDRAM từng rất lớn khi sử dụng cho Xbox 360

eFlash
giống như SRAM thì eDRAM cũng "không bền" [volatile] sẽ mất dữ liệu khi ngắt điện, khác với eFlash [embedded flash] là một bộ nhớ NOR nối nhiều "ô nhớ" bóng bán dẫn "phẳng" được gắn với 1 cổng nổi [floating gate]
electron bị ép vào "cổng nổi" qua 1 ôxit, làm tăng ngưỡng điện áp của bóng bán dẫn
NOR được thiết kế để chỉ truy cập 1 "ô nhớ" tại 1 thời điểm, đánh đổi là mật độ thấp hơn
với NAND, chuỗi 16-128 "ô nhớ" được nối liền, nguồn "ô nhớ" này nối với máng "ô nhớ" sau, giúp tăng mật độ "ô nhớ" nhưng không "truy cập ngẫu nhiên" nữa, người dùng chỉ có thể thao túng dữ liệu theo "khối" [block] hoặc hàng [page]
lập trình hoặc xoá một mạng những "ô nhớ" bóng bán dẫn "phẳng" eFlash (được gắn 1 cổng nổi) tiêu thụ 9-18 volt điện áp, mới đủ sức ép electron ra vào "cổng nổi"
trong khi 1 bóng bán dẫn logic tiêu chuẩn chỉ chạy ở mức điện áp 1 volt
để bảo vệ những bóng bán dẫn logic lân cận không bị nướng cháy, eFlash cần những rãnh sâu cô lập, hoặc được harden thế nào đấy
NAND nhiều "ô nhớ" được nối liền, cần mức điện áp cao hơn cả NOR nếu lập trình hoặc xoá
eFlash là NOR nên không thể mật độ cao như NAND và cũng không viết nhanh bằng SRAM hay DRAM
bộ nhớ eFlash sẽ hư hỏng sau một số chu kỳ viết
cao hơn eDRAM, sản xuất eFlash cần thêm những bước 6-8 mặt nạ
ngày nay eFlash lưu mã nguồn và dữ liệu chương trình ở những chip vi điều khiển MCU [microcontroller]
thị trường MCU eFlash được xếp hạng nhì trên thị trường bộ nhớ "nhúng" nói chung, chỉ sau SRAM
ngày nay eFlash cũng được tìm thấy ở thiết bị AI đầu cuối [edge] và ứng dụng trung tâm dữ liệu

Giới hạn tăng-quy-mô/thu-nhỏ
28 nanomet là giới hạn scaling của eFlash
tăng quy mô eFlash cần thu nhỏ bóng bán dẫn và tăng mật độ, trong khi 28 nanomet là node quy trình "phẳng" cuối cùng
bên cạnh những vấn đề "phẳng" giống như chip logic, vấn đề khác với eFlash ở node quy trình 28 nanomet là những "ô nhớ" nhỏ đến nỗi "cổng nổi" chứa 100 electron giữ ngưỡng 1 volt, tức là chỉ cần một ít electron rò rỉ qua là cũng đủ gây ra thoái hoá đáng kể; những lớp ôxit hầm đã quá mỏng
các hãng NAND chuyển sang 3D NAND, theo đó đã nới lỏng những yêu cầu kỹ thuật "cổng nổi" với việc tăng kích thước từ 28 lên thành 40 nanomet, và đã xếp chồng những "cổng nổi" để tăng dung lượng
nhưng 3D NAND không thể làm 1 lộ trình kỹ thuật [technical pathway] hợp lệ cho eFlash, và cũng không khả thi kinh tế cho các nhà thiết kế chip thêm đến 10 mặt nạ [photomask] để sản xuất 1 kiểu bóng bán dẫn khác hoàn toàn trên chip
các nhà sản xuất MCU gốc [original equipment manufacturer] và sản phẩm eFlash khác đã quay lại với những bộ nhớ rời rạc

Magnetoresistive
DRAM và eFlash mã hoá bit bằng cách trữ 1 điện tích,
bộ nhớ truy-cập-ngẫu-nhiên từ điện trở MRAM mã hoá bit bằng cách thao túng mức điện trở
ô nhớ MRAM bao gồm 1 bóng bán dẫn truy cập, và 1 khoảng tiếp giáp đường hầm từ tính MTJ [magnectic tunnel junction]
MTJ gồm 3 lớp: 1 lớp cố định (tham chiếu) làm bằng vật liệu sắt từ [ferromagnet] chiều từ tính được ghim chặt, cố định theo 1 hướng và không thay đổi theo chiều từ trường thông thường
1 lớp cách điện (kẹp giữa) thường làm bằng ôxit magie, mỏng chỉ 1-2 nanomet đến nỗi electron có thể "xuyên hầm lượng tử" qua
1 lớp tự do (trên cùng) làm bằng vật liệu sắt từ, nhưng có chiều từ tính có thể đảo chiều khi có dòng điện phân cực hoặc từ trường tác động
vật liệu sắt từ ở đây thường là hợp kim cobalt-sắt-boron, tuỳ theo phiên bản MTJ mà sẽ có 1 hoặc nhiều lớp cố định
1 dòng điện bên ngoài sẽ "định hướng" chiều từ tính của lớp tự do, tham chiếu đến lớp cố định
nếu từ tính 2 lớp sắt từ đang song song, điện trở MTJ thấp, cho electron qua
nếu từ tính 2 lớp sắt từ đang không song song, điện trở MTJ cao
MRAM mã hoá bit bằng cách: gửi 1 dòng điện vào MTJ rồi so sánh kết quả với 1 mức tham chiếu

MRAM chuyển mạch toggle
thập niên 1980 xuất hiện MRAM chuyển-mạch-bằng-từ-trường [field-switched] sử dụng từ trường để viết lên MTJ tức là để sắp đặt lớp tự do
từ trường được tạo ra bằng cách cho 1 dòng điện qua 1 dây dẫn, chuyển-mạch bằng hiệu ứng gián tiếp... giống như cách viết dữ liệu vào bộ nhớ lõi sắt [ferrite core]
từ trường phải đủ mạnh để lật trạng thái từ tính của MTJ, nếu MTJ càng nhỏ, nhiễu nhiệt càng dễ lật bit
ví dụ ổ đĩa cứng [hard disk drive] có 1 giới hạn siêu thuận từ [superparamagnetic limit] là giới hạn kích thước "hạt từ tính" [grain] nếu nhỏ hơn nữa thì bit sẽ dễ bị lật ở nhiệt độ phòng
các kỹ sư đã thử tăng giới hạn "lật" nhưng nhược điểm là cần 1 từ trường mạnh hơn nếu muốn bật/tắt bit, nếu MTJ nhỏ thì sẽ khó điều khiển từ trường ấy hơn

Bộ nhớ truy-cập-ngẫu-nhiên từ-điện-trở mô-men quay truyền-spin
thập niên 1990 field-switched MRAM bị thay thế bởi STT-MRAM [spin-transfer torque magnetoresistive random-access memory]
thay vì từ trường "lật" bit, STT-MRAM gửi dòng điện qua MTJ vào lớp tự do và trực tiếp "lật" bit
STT-MRAM bền [non-volatile] tức là không mất dữ liệu nếu ngắt điện, không cần liên tục được "làm mới", tiết kiệm không gian (chỉ có MTJ và 1 bóng bán dẫn truy cập)
ở node quy trình 5 nanomet, một STT-MRAM giảm kích thước 43% so với SRAM
mặc dù "bền" [non-volatile], viết lên STT-MRAM mất 10 nano giây, đã nhanh bằng DRAM trong khi flash mất 20-100 micro giây, trong khi STT-DRAM qua được nhiều chu kỳ viết mà không hư hỏng như flash

Oxy hoá cục bộ silic
kỹ thuật mà nói [technically], công nghệ sản xuất STT-MRAM tương thích CMOS, nhưng khó đúc [fab] 15-20 lớp stack kim loại và điện môi
lớp ôxit cách điện chỉ dày 1-2 nanomet, những vấn đề thường xảy ra ở công đoạn etch hoặc sau-etch khi ôxy va chạm vào lớp cách điện, tạo nên "mỏ chim" [bird's beak]
rồi những vấn đề với đáy điểm tiếp xúc điện cực [bottom electrode contact] nối MTJ với những dây kim loại, độ gồ ghề trên điểm tiếp xúc sẽ tạo ra những lớp MTJ cũng gồ ghề, tạo ra "lớp tự do" sẽ "đồng bộ" từ tính với lớp tham chiếu, khó phân biệt mức điện trở của MTJ hơn
ở những node quy trình 3 và 5 nanomet, STT-MRAM nhỏ đến nỗi, cần 1 dòng điện đủ mạnh để viết lên và tránh hiện tượng nhiệt làm "lật" bit, nhưng bóng bán dẫn nhỏ đến 3 và 5 nanomet sẽ quá mong manh cho dòng điện đi qua dễ dàng

RAM điện trở
một số kiểu "ô nhớ" ReRAM, thông dụng nhất là ReRAM "sợi dẫn" cũng có 2 điện cực kim loại và 1 lớp ôxit cách điện ở giữa
ôxit thường là hafni, tantal, titani... đang có những nghiên cứu những vật liệu 2D
điện cực có thể là titani, planin
ReRAM bật/tắt giữa 2 trạng thái điện trở thấp/cao bằng cách "Set" hoặc "Reset" một sợi dây dẫn [filament] đâu đó 10*10 nanomet kết nối 2 điện cực, bằng cách áp 1 điện thế hoặc 1 dòng điện vào 2 điện cực

RAM chuyển pha
PCRAM [phase change RAM] sử dụng nhiệt để "lật" một kính chalcogenide giữa 2 pha vô-định-hình [amorphous] và tinh-thể [crystalline]
sản xuất ReRAM "nhúng" cần những bước ít mặt nạ quang hơn những bộ nhớ "bền" [non-volatile] "nhúng" khác
ReRAM gặp một số vấn đề "biến số" [variability] và độ bền ghi xoá [endurance]: tiến trình Set và Reset xảy ra ngẫu nhiên
từ năm 2005 đến 2015 ReRAM là ứng viên sáng giá thay thế NAND 2D nhưng rồi NAND 3D thắng thế thương mại, bất chấp những đề nghị "xếp chồng" ReRAM
tại Israel, doanh nghiệp Weebit Nano đã hoạt động 10 năm nay và xuất hiện trong nhiều báo cáo nghiên cứu, cấp phép ReRAM cho khách hàng làm sản phẩm được bán cho người dùng cuối
TSMC xuất bản một số công trình nghiên cứu ReRAM nhưng ít hơn nhiều so với MRAM, đưa 2 công nghệ này làm ứng viên thay thế eFlash nhất là ở lĩnh vực chip vi điều khiển
PCRAM và FeRAM ít cơ hội hơn
STT-MRAM mở ra cơ hội tránh né "nút thắt cổ chai Von Neumann" và thực hiện tác vụ suy luận AI ngay trên thiết bị đầu cuối với mức điện tiêu thụ thấp và độ trễ thấp, thậm chí sử dụng những nguyên tắc "điện toán mô phỏng thần kinh" [neuromophic] để suy luận AI (thêm nhu cầu ReRAM)

20 năm phát hiện nấm mốc nào dưới đất có thể làm thuốc kháng sinh

Nấm mốc làm thuốc kháng sinh
năm 1928 Alexander Fleming nhận thấy một mảng nấm mốc đã giết chết vi khuẩn ở trong một đĩa petri
từ lâu, người ta đã biết rằng nấm mốc có thể giết hại hoặc ức chế vi khuẩn
ví dụ: người Ai Cập cổ đại đã lấy bánh mì mốc để chữa bỏng
thế kỷ 19 Joseph Lister biết rằng nấm penicillium glaucum ức chế tăng trưởng của vi khuẩn
bác sĩ John Tyndall viết bài nghiên cứu về hiệu ứng tác động của nấm mốc ở trong những ống chứa vi khuẩn
đầu thế kỷ 20 nhà vật lý giành giải Nobel Paul Ehrlich phát hiện chế phẩm Salvarsan sản xuất từ thạch tín, chữa bệnh giang mai, bấy giờ 1/6 người Paris và 1/10 người Luân Đôn nhiễm
nhược điểm của Salvarsan là độc tính đủ mạnh để giết chết người bệnh luôn
sau khi Fleming nhận thấy nấm mốc trong đĩa petri, Fleming thử chiết xuất lấy nấm mốc này, nhưng thất bại
năm 1929 Fleming xuất bản công trình nghiên cứu trên
cuối thập niên 1930 đội ngũ khoa học Oxford là Howard Florey, Norman Heatly và Ernst Chain xác định và chiết xuất được thuốc kháng sinh (nấm mốc) và đem thử lên chuột
năm 1940 nhóm Oxford xuất bản công trình nghiên cứu
năm 1943 thuốc của nhóm Oxford được chào bán ra thị trường

Vi khuẩn đất
năm 1939 sinh viên Rene Dubos ở Viện Rockefeller chiết xuất thuốc kháng sinh tyrothricin kháng khuẩn những vết thương ngoài da
Rene Dubos tìm ra tyrothricin bằng cách "bón" một khuẩn lạc vi khuẩn [colony] vào một hỗn hợp đất, để tìm ra một hoá chất trong đất có thể giết chết vi khuẩn ấy
Selman Waksman là giáo sư Mỹ gốc Ukraine ngành vi sinh, trường đại học Rutgers, đã nghe về 2 phát minh penicillin và tyrothricin
trong một bài lịch sử lời nói, sinh viên Woodruff Boyd nhớ lại Selman Waksman nói với mình rằng: "tôi biết rằng loài sinh vật ưa thích của tôi, actinomyces sẽ hiệu quả hơn [penicillin]... bỏ hết những thứ cậu đang làm đi, bắt đầu chiết xuất một ít streptomyces xem xem liệu có thể tìm ra một thuốc kháng sinh tốt hơn penicillin không"
trong đất, lớp xạ khuẩn actinomyces có streptomyces là một chi vi khuẩn Gram dương, hiếu khí, bao gồm hàng trăm loài vi khuẩn
đội ngũ Selman Waksman thu thập hàng nghìn mẫu vi khuẩn đất, và nuôi cấy trên những đĩa agar, có cấy giống vi khuẩn
nhóm Selman Waksman tìm trên những đĩa này những điểm nổi lên hoạt động kháng sinh
năm 1940 nhóm Selman Waksman phát hiện ứng viên thuốc kháng sinh Actinomycin chữa được bệnh lao, nhưng vẫn quá độc hại để ứng dụng cho điều trị
mãi sau, người ta mới thấy Actinomycin có khả năng chữa ung thư, và một phiên bản Actinomycin đang được dùng cho phương pháp hoá trị
năm 1943 Selman Waksman và doanh nghiệp tài trợ Merck phát hiện Streptomycin chữa trị bệnh lao
sinh viên Albert Schatz là người thực hiện thí nghiệm phát hiện Streptomycin, sau này đã kiện đòi được ghi danh đồng-tác-giả và cổ phần tài chính trong những tiền phí bản quyền
tỷ lệ lớn thuộc về Quỹ, còn Selman Waksman nhận 20% tiền phí bản quyền, tương đương 4.5 triệu USD một năm nếu tính theo thời giá ngày nay
sau khi dàn xếp vụ kiện, tỷ lệ 20% được sửa thành: Selman Waksman nhận 10% phí bản quyền, Albert Schatz nhận 3% cộng với được ghi danh đồng-phát-hiện trên bằng sáng chế thuốc
Elizabeth Bugie Gregory độc lập xác nhận những kết quả thí nghiệm, nhận 0.2% phí bản quyền, và được ghi danh đồng-tác-giả trên giấy phép streptomycin đầu tiên
tỷ lệ tiền phí bản quyền còn lại đã được chia đều cho các thành viên khác của phòng thí nghiệm

Phương pháp luận
năm 1952 Selman Waksman nhận giải Nobel dược
trích dẫn đã ghi nhận: trong khi penicillin được khám phá một cách tình cờ, streptomycin được phát hiện nhờ một phương pháp có mục tiêu và có thể tăng quy mô
quỹ Nobel có viết: "trái ngược với penicillin được khám phá bởi giáo sư Fleming chủ yếu nhờ may mắn, chiết xuất streptomycin là kết quả của một nghiên cứu miệt mài dài-hạn có hệ thống được thực hiện bởi một nhóm nhân viên đông đảo"
streptomycin được tìm thấy làm 2 chủng vi khuẩn: chủng hiệu quả hơn trong việc sản xuất thuốc, đến từ họng gà, sinh viên Doris Jones Ralston lấy tăm bông phết lấy mẫu [swab] đem nuôi trước khi đưa Albert Schatz
Albert Schatz mất 3 tháng trong phòng thí nghiệm của Selman Waksman thực hiện cùng những thủ tục trên với tất cả (nhân viên phòng thí nghiệm) giống như với Doris Jones Ralston
chi streptomyces có 700 loài vi khuẩn, cung cấp 2/3 số thuốc kháng sinh sản-sinh-tự-nhiên ngày nay
thuở đầu, lý thuyết "Đại chiến" cho rằng đất có chứa hàng chục vạn vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo, nấm... một cuộc cạnh tranh nguồn lực: không gian, dinh dưỡng
thuyết "Đại chiến" cho rằng vi khuẩn đất đã tiến hoá những thuốc kháng sinh này để đánh bại các đối thủ trong cuộc canh tranh nguồn lực
sau này, nghiên cứu cho thấy rằng thuốc kháng sinh phục vụ nhiều mục đích
ví dụ, thuóc kháng sinh ở liều nhỏ được dùng làm những tín hiệu: ra dấu rằng khu vực đang thay đổi, rằng vi khuẩn lân cận cần phải chuẩn bị, hoặc ra dấu cho các đối thủ rằng khu vực cụ thể này đã bị chiếm đóng
ở tình huống căng thẳng, ví dụ một cuộc cạnh tranh chiếm lấy 1 chỗ ở một ngách dinh dưỡng địa phương trong đất, vi khuẩn sẽ sản xuất hàng loạt liều lượng kháng sinh, để giữ chỗ

Phát hiện thuốc
trong 20 năm, các doanh nghiệp dược đi tìm đất trên toàn cầu để sản xuất thuốc kháng sinh mới
đội ngũ Selman Waksman trường Rutgers quét hàng chục vạn vi sinh vật lấy từ những đất này
nhân viên đi công tác hoặc đi nghỉ ở nước ngoài đã được khuyến khích mang theo những túi đựng mẫu đất, để có thể lấy đất về
năm 1949 kháng sinh erythromycin lấy từ một mẫu đất Philippines
năm 1947 thuốc uống kháng sinh phổ-rộng chloramphenicol lấy từ một mẫu đất ở gần thành Caracas, Venezuela
tại Ý, doanh nghiệp Lepetit phát hiện nhóm thuốc kháng sinh rifamycin lấy từ một mẫu đất ở thành Saint-Raphael (Pháp) nơi nhân viên đi nghỉ dưỡng
năm 1952 một nhà truyền giáo Thiên Chúa lấy vancomycin từ một mẫu đất rừng Borneo ngoại ô Tengeng
nhiều thuốc kháng sinh đã được lấy từ đất sân sau của doanh nghiệp
ví dụ một nhân viên Pfizer chiết xuất oxytetracyclin từ một mẫu đất bên ngoài phòng thí nghiệm ở Terra Haute tiểu bang Indiana, thuốc được bán dưới cái tên Terramycin
sau khi lấy được mẫu, một chuỗi actinomycetes (xạ khuẩn) được trải xuống một đĩa petri; các doanh nghiệp dược đã tuyển dụng những nhà vi sinh vật đất, về nhìn xem actinomycetes ấy là loài gì
nhiều vi khuẩn và nấm sẽ được trải xuống đĩa petri theo một góc thích hợp với chuỗi xạ khuẩn [actinomycetes]
sau ít ngày, một kỹ thuật viên sẽ đánh giá đĩa petri xem có dấu hiệu của hoạt động kháng sinh (hay không): tăng trưởng của vi khuẩn có thể bị cản trở dưới một cách thức hoặc một hình thức nào đó
tỷ lệ trúng số độc đắc của những chương trình phát hiện thuốc như thế này là rất thấp
suốt 30 năm, tập đoàn Eli Lilly nghiên cứu một triệu chiết xuất [isolate] chỉ chào bán được 3 thuốc kháng sinh, trong đó có vancomycin
Pfizer nghiên cứu 10 vạn chiết xuất, chỉ terramycin được chào bán, còn lại bị trùng hoặc quá độc hại
trong 15 năm kể từ năm 1943, streptomyces sản xuất 1 thuốc 1 năm
cuối thập niên 1950 số thuốc mới phát hiện đã đạt đỉnh, sau đấy các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm thấy thuốc trùng lặp, bất chấp những nỗ lực ngoan cố
từ năm 1947 đến 1956 có 606 công trình nghiên cứu được xuất bản, công bố phát hiện thuốc kháng sinh, trong đó 163 bài viết trùng lặp
từ năm 1957 đến 1967 số bài viết báo cáo nghiên cứu trùng lặp đã lên đến 253, trong đó 1/4 những thuốc được phát hiện trước đấy đã được "phát hiện lại" ít nhất 1 lần
ví dụ streptothricin được sản xuất bởi 10% tất cả vi sinh vật đất, đã được "phát hiện lại" 19 lần
thập niên 1950 đã xuất hiện những vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh, nhất là ở các bệnn viện, nơi xuất hiện sớm và nhanh nhất, thúc đẩy bởi những vi sinh vật, ví dụ: tụ cầu vàng [staphylococcus aureus]
năm 1951 ở mỗi bệnh viện, có 4.8% ca bệnh kháng thuốc tetracyclin và aureomycin
năm 1953 tỷ lệ đã tăng đến 78%
tháng 9 năm 1952 một ca bệnh đã không xuất hiện những biến chủng kháng khuẩn erythromycin, chỉ 1 tháng sau đã xuất hiện những biến chủng kháng, và đến tháng 1 năm 1953 tất cả erythromycin đã bị kháng
năm 1953 các bác sĩ đã bắt đầu áp dụng những liệu pháp điều trị nhiều-thuốc

Nhật Bản
Hamao Umezawa là thế hệ thứ 4 của một gia đình truyền thống y dược
cuối Thế chiến 2, Hamao Umezawa dẫn dắt một nhóm nhà sinh vật, giúp Nhật Bản là quốc gia thứ 3 tự sản xuất penicillin
chuyển sang phát hiện thuốc, mới đầu Hamao Umezawa làm theo phương pháp của Selman Waksman là nhìn vào những xạ khuẩn [actinomycetes] sống trong đất
hiện tượng kháng thuốc - ví dụ streptomycin - bắt đầu phổ biến, Hamao Umezawa chuyển sang nhìn vào những mục tiêu để khắc phục tình trạng kháng thuốc này
nhờ vậy Hamao Umezawa phát hiện kanamycin mới đầu đã chữa được bệnh lao kháng-streptomycin
kanamycin là thuốc kháng sinh Nhật Bản đầu tiên được xuất khẩu, tiền phí bản quyền đã tài trợ những dự án ở Viện Hoá học Vi sinh
đầu thập niên 1970 khi những phương pháp của Selman Waksman hết hiệu nghiệm, Hamao Umezawa trang bị lại công cụ
nghiên cứu khả năng sống sót của kanamycin, Hamao Umezawa phát hiện rằng vi khuẩn này sản sinh 2 enzyme gián đoạn tính hiệu quả của thuốc
Hamao Umezawa tổng hợp một thuốc mới, hiệu quả giống kanamycin nhưng không có 2 enzyme trên, bằng cách loại bỏ một nhóm hydroxyl cụ thể là dibekacin
khi những vi khuẩn bắt đầu xuất hiện khả năng kháng dibekacin, Hamao Umezawa tổng hợp arbekacin sau khi gắn thêm một chuỗi bên vào dibekacin
suốt một sự nghiệp dài, Hamao Umezawa tạo ra 70 thuốc kháng sinh, và thấy rằng thuốc kháng sinh có thể ức chế tăng trưởng tế bào ung thư
Hamao Umezawa phát hiện 40 thuốc kháng sinh trị ung thư, trong đó có Bleomycin trị u lympho Hodgkin và ung thư tinh hoàn
điều trị u tinh hoàn, Bleomycin đóng góp 1 chân trong liệu pháp điều trị 3-hướng BEP [bleomycin, etoposide và cisplatin]
năm 1986 Hamao Umezawa mất

Bán tổng hợp
không có đất, các nhà hoá học như Hamao Umezawa tìm đến phương pháp bán-tổng-hợp: điều chỉnh hoặc cải tiến những phân tử đã biết, ngành gọi là "giàn giáo tế bào gốc" [scaffold]
căn bản, Hamao Umezawa lấy một phân tử thuốc kháng sinh tự nhiên, giản lược nó xuống còn phần lõi có tác dụng [effective core] rồi thêm những chuỗi bên mới
thành phẩm mới sẽ được quan sát những yếu tố, ví dụ: khả năng sinh học có cải thiện không, có tăng hiệu quả kháng kháng thuốc không, độc tính
ví dụ: thêm hydrogen vào streptomycin tạo ra đi-hydro streptomycin là một phiên bản bền vững hoá học hơn
bán-tổng-hợp là phương pháp cần thiết cho việc duy trì tính hiệu quả, khi khả năng kháng thuốc đã tiếp tục mở rộng
bán-tổng-hợp đã sửa penicillin thành cả một lớp thuốc mới, gọi là beta-lactam ngày nay chiếm 60% tổng số thuốc điều trị, và 65% thị phần thị trường 15 tỷ USD thuốc kháng sinh
tuy nhiên bán-tổng-hợp không giúp gì cho việc phát hiện những lớp thuốc mới, số lượng được chào bán mới đã chậm lại, phần nhiều đã được phát hiện trong 20 năm "kỷ nguyên vàng"

Đa dạng sinh học
môi trường đất rất hiệu quả trong việc sản sinh những thuốc kháng sinh mới bởi có mật độ vi sinh vật dày đặc, cạnh tranh thức ăn và nguồn lực
các nghiên cứu sinh đã khuyến nghị nhiều môi trường khác: bọt biển, động vật không xương sống, côn trùng, nhóm bệnh viêm da và viêm mạc Lichen, vi khuẩn đường ruột
thập niên 1980 có 20 doanh nghiệp dược làm việc phát hiện thuốc kháng sinh
ngày nay đã không còn động lực kinh tế của việc phát hiện thuốc kháng sinh mới, bởi vì thuốc đã rẻ, trong khi việc chào bán thuốc mới sẽ mất nhiều năm và nhiều triệu USD đầu tư
mỗi năm 2 triệu người Mỹ nhiễm bệnh kháng-thuốc-kháng-sinh trong đó 2 vạn người tử vong

Vi nhựa phát tán xuống biển

thập niên 1950 nhựa trở thành một vật liệu phổ biến, với nhiều ưu điểm: kháng lửa, dẻo

Công nghiệp
thập niên 1930 bắt đầu sản xuất hàng loạt nhựa nhiệt dẻo PVC [polyvinyl chloride], PS [polystyrene] và nilon
cuối thế kỷ 18 xuất hiện nhựa PVC dưới dạng thuần tuý keo resin giống như thuỷ tinh
thập niên 1930 phát hiện những chất phụ gia "hoá dẻo" [plasticizer] biến PVC trở thành thứ vật liệu với tính bền, khả năng cách điện, khả năng kháng lửa
PVC được ứng dụng làm những lớp bọc bảo vệ [seal] bộ giảm xóc [absorber], những vật liệu lót [lining] bể [tank], rồi sau được làm những lớp phủ [coating] kháng lửa, áo mưa, rèm cửa
thập niên 1950 xuất hiện những bộ đồ ăn dùng-một-lần và túi nhựa, được làm bằng PS
năm 1955 tạp chí Life đăng lên trang nhất một bài báo với tựa đề "lối sống dùng-một-lần" ca ngợi một 'thời đại vàng' của việc tiết kiệm thời gian cho các bà nội chợ

năm 1950 thế giới sản xuất 1.5 triệu tấn nhựa
cuối thập niên 1950 sản lượng nhựa đã đạt 5 triệu tấn mỗi năm trên toàn cầu

Nhựa dưới biển
năm 1870 Jules Vern xuất bản tiểu thuyết "Hai vạn dặm dưới biển" có đoạn miêu tả những dòng nước biển đã đánh dạt lên bờ những đống [patch] rong biển và mảnh vụn xác tàu đắm
năm 1947 báo cáo nhìn thấy một con chim hải âu đã bị quấn trong một sợi dây dài 5 mét và khúc gỗ, nhưng không rõ sợi dây được làm bằng vật liệu gì
thập niên 1960 chương trình khảo sát CPR [continuous plankton recorder] cho thấy rác nhựa dưới biển
năm 1957 máy khảo sát CPR quấn phải những dây nilon [troll twine] ở bờ đông Iceland
năm 1965 máy CPR ghi nhận những túi nilon ở bờ biển Tây Bắc Iceland
cuối thế kỷ 20 ghi nhận hiện tượng chim biển đã ăn những món đồ nhựa, ví dụ nắp vỏ chai, cùng với đá núi lửa [pumice]
năm 1971 JB Buchanan ở phòng thí nghiệm Dove Marine, vương quốc Anh báo cáo những vi nhựa ở dưới đại dương
kiểm tra định kỳ những dị vật trôi nổi trong những mẫu nước biển ở miền nam Hạt Northumberland, JB Buchanan phát hiện những chất xơ tổng hợp, đủ màu đỏ, da cam, xanh dương... được tìm thấy ở tất cả các tầng độ sâu
JB Buchanan cho rằng những chất xơ tổng hợp này đã bị phát tán từ những lưới bắt cá, viện dẫn những tài liệu ghi nhận những lưới đánh cá được làm từ chất xơ tự nhiên, ví dụ manila (sợi thừng làm từ cây chuối, hoặc loại giấy bìa nâu) hoặc vải đay [jute]
JB Buchanan viết: "tuy nhiên, sợi tổng hợp đã gây ra một vấn đề nghiêm trọng hơn... bên cạnh việc tan vỡ cơ học, có vẻ như, sợi tổng hợp sẽ hình thành và tích luỹ một thành phần vật liệu nhẹ trong tổng thể những vật liệu trôi nổi của biển gần bờ"
năm 1971 Kenneth Smith và Edward J.Carpenter ở Viện hải dương học Woods Hole nghiên cứu những quần thể tảo mơ [sargassum] ở biển Sargasso
Edward J.Carpenter nhớ rằng đã kéo [tow] lưới Houston vớt lên những sinh vật dưới bề mặt đại dương, sau vài lượt đã phát hiện nhiều hạt nhựa nhỏ, đường kính 0.25 - 0.5 cm
những hạt nhựa này giòn, cho thấy những chất hoá dẻo [plasticizer] đã bị hao mòn đi mất, nhựa nhiệt dẻo đã không còn dẻo nữa
Edward J.Carpenter nhớ rằng đã bối rối vì biển Sargasso rất xa khỏi đất liền, chả nhẽ những hạt nhựa nhỏ này đến từ rác thải đô thị, thuyền cá, hay thuyền chở khách??
năm 1972 đội ngũ Edward J.Carpenter xuất bản báo cáo trên tạp chí Science, đoạn tóm tắt có viết: "sản lượng nhựa ngày càng tăng, cùng với những thói quen đổ rác hiện nay, sẽ dẫn đến những hạt này bị tích tụ thêm"
tờ báo New York Times đăng lại bài báo cáo, lưu ý thêm một số rủi ro: một là những nhựa này có thể phát tán PCB [polychlorinated biphenyl] là những tác nhân gây ung thư
Edward J.Carpenter nhớ lại rằng một số nhà khoa học ở Woods Hole sau đấy khuyên ông chuyên tâm vào lĩnh vực sinh học, và một thành viên của cộng đồng công nghiệp nhựa Michigan đã chỉ trích bài báo cáo của Edward J.Carpenter
ít lâu sau Edward J.Carpenter nghiên cứu sinh vật phù du và nước mát ở nhà máy điện hạt nhân, miền đông Connecticut
sau này Edward J.Carpenter nhớ lại: "tôi lấy những cái kẹp sản khoa [forcep] bóp một thứ mà tôi nghĩ là trứng cá, và nó đã rơi ra khỏi đĩa petri xuống bàn. Tôi phát hiện thấy đây rõ ràng là một cục PS, và có rất nhiều cục [sphere] như thế"
những cục [sphere] được xác định là những hột PS trôi nổi [polystyrene suspension bead]
"các nhà sản xuất nhựa đã sản xuất những viên nén, để bán cho những nhà đúc [fabricator] tạo hình thành phẩm" - Edward J.Carpenter nhớ lại - "trở về Woods Hole, tôi thả lưới bắt sinh vật phù du xuống một cầu kéo ở làng, để bắt sóng thuỷ triều. Thật ngạc nhiên, khi tôi nhấc đuôi con cá tuyết ra khỏi lưới, tôi đã thấy cũng những cục PS bám cạnh sinh vật phù du"
năm 1972 Edward J.Carpenter đăng báo cáo thứ 2 trên tờ Science lưu ý rằng cá sẽ nuốt và mắc nghẹn những hột nhựa này
thập niên 1970 càng ngày càng nhiều báo cáo cảnh báo những hạt nhựa nhỏ trong nước biển
năm 1973 cơ quan quản lý đại dương và khí quyển quốc gia NOAA đếm được 24000 dị vật nhựa, trôi dạt lên 97 km bờ biển Alaska là một nơi hoang vắng
năm 1974 một bài báo khác đăng trên tạp chí Science xác nhận những hạt nhựa hiện diện khắp Bắc Đại Tây Dương
50-69% mẫu vật được lấy từ nhiều thuyền trong khu vực đã cùng cho thấy những cục PS, xi lanh, đĩa [disc]
năm 1972-1976 khảo sát New Zealand tìm thấy những viên nén và hạt [granule] nhựa trôi dạt lên bờ biển nước này
thập niên 1970 ô nhiễm nhựa đã không được dư luận chú ý bằng DTT [di-chloro-di-phenyl-tri-chloro-ethane] hay PCB, ngoài một số lo ngại rằng những mảnh nhựa sẽ gây vướng, làm mắc nghẹn những động vật biển: chim hải âu, rùa
bản thân Edward J.Carpenter nói rằng ô nhiễm biển đã không đủ truyền tải một nghiên cứu trong tương lai, và quay trở lại nghiên cứu vi khuẩn đại dương
nhiều năm sau Edward J.Carpenter cho rằng, dư luận không chú ý đến chủ đề biển bị ô nhiễm nhựa, bởi vì: 1 là công chúng cho rằng nhựa là đồ có thể tái chế, trên thực tế chỉ có 10% nhựa được tái chế, và 2 là Edward J.Carpenter viện dẫn một kiến thức sai lầm của công chúng rằng nhựa dưới biển là rác từ những thuyền đánh cá hoặc tàu chở hàng
năm 1972 Công ước về ngăn ngừa ô nhiễm biển do hoạt động đổ chất thải và các vật chất khác (công ước Luân Đôn) tập hợp 80 quốc gia cấm đổ rác nhựa tổng hợp xuống biển
các nhà khoa học đã không thể xác nhận rằng những hạt nhựa này "đáng lo" trích lời một bài báo, không rõ có ảnh hưởng sức khoẻ con người hay không, trong khi đại dương rất rộng, viên nén và hột nhựa "khuất mắt khôn coi"

Hội nghị mảnh vụn
cuối thập niên 1970 những bài báo đã quan sát những viên nén nhựa công nghiệp ở bờ biển Canada, Bermuda, Li Băng và Tây Ban Nha đầu độc chim biển hoặc làm tắc ruột
năm 1982 uỷ ban thú biển MMC [marine mammal commission] liên lạc Phòng cá biển quốc gia NMFS [national marine fisheries service] để sắp xếp một buổi hội thảo [workshop]
cuối tháng 11 năm 1984 hội thảo về tình trạng và ảnh hưởng của mảnh vụn đại dương ở Hawaii có 125 người tham dự đến từ 8 quốc gia, mời các nhà nghiên cứu đến chia sẻ những báo cáo về nguồn gốc của những mảnh vụn này, ảnh hưởng của chúng đến nguồn tài nguyên biển, và tương lai của những mảnh vụn biển
hội thảo kết luận rằng những mảnh vụn đại dương đã xuất hiện trên tất cả đại dương và đang đe doạ động vật biển như hải cẩu và rùa, bằng cách làm vướng hoặc nuốt phải
một số điểm tích cực cũng được nhắc đến, ví dụ những mảnh vụn có thể làm nơi trú ẩn cho cá
hội thảo đã đề nghị một số khuyến nghị cơ bản: quy định việc vứt rác nhựa, sử dụng vật liệu và dụng cụ đánh cá có-thể-phân-huỷ-sinh-học, bắt buộc tái sử dụng lưới bắt cá
năm 1986 và 1989 tổ chức thêm những hội thảo chuyên đề [symposium] và hội nghị [conference] nhiều người tham dự hơn với nhiều chia sẻ hơn
thập niên 1980 và 1990 thông điệp nhựa ô nhiễm biển đã được truyền tải, báo chí đăng những hình ảnh chim bị quấn những vòng nhựa quanh cổ, câu chuyện "rùa ăn túi nilon"
một chi tiết gây chú ý dư luận là những hiệu ứng độc hại: nhựa làm từ những hoá chất độc hại như PCB và kim loại nặng
giữa thập niên 1980 những nhóm phi-lợi-nhuận và nhóm tình nguyện đã giúp dọn dẹp nhựa trên những bờ biển, ví dụ chương trình Beach tiểu bang Texas, những trạm tái chế ở Alaska xử lý những lưới bắt cá
cuối năm 1988 MARPOL Annex V có hiệu lực, hạn chế đổ rác nhựa và vật liệu tổng hợp khác như dây thừng, lưới cá, túi nilon... ngoài trừ trường hợp an toàn
cuối thập niên 1980 khuyến khích những biện pháp, ví dụ những cam kết tự nguyện tái chế công nghiệp, mã định danh resin, biểu tượng (ảnh dưới) giúp người tái chế phân loại hàng... nhưng thường cũng làm rối trí công chúng thêm

thập niên 1990 các nghiên cứu sinh đã thấy ít viên nén nhựa công nghiệp ở trong dạ dày chim hơn, nhưng số lượng vẫn nhiều, khi những rác công nghiệp này đã bị thay thế bởi những vật dụng tiêu dùng được làm bằng nhựa, ví dụ bộ đồ ăn dùng-một-lần và đóng gói

Vi nhựa
năm 2004 đội ngũ Richard Thompson trường đại học Plymouth xuất bản báo cáo có tựa đề "Mất tích ngoài biển: nhựa đi đâu hết?" miêu tả thuật ngữ 'vi nhựa' là những mảnh vụn nhỏ hơn 20 micromet, giả định rằng 'vi nhựa' đến từ việc thoái hoá và phân mảnh những mảnh lớn
báo cáo cũng phản ánh rằng nhựa trở nên phổ biến trong tự nhiên, khi so sánh những phân tích đất trầm tích ở Vương quốc Anh với những mẫu vật sinh vật phù du thập niên 1950
báo cáo một thử nghiệm cho những vi nhựa này vào một bể chứa những con hà biển, giun cát, những sinh vật ăn mùn bã hữu cơ... những sinh vật này đã ăn hết "vi nhựa" chỉ trong vòng 1 tuần
người phát ngôn của Hội đồng nhựa Mỹ [America plastics council] Robert S. Krebs đổ lỗi cho những phương pháp vứt không-đúng-cách, rằng: "bạn không thể buộc tội một loại vật liệu duy nhất... chúng ta đều chia sẻ trách nhiệm vứt rác xuống biển"
năm 2008 NOAA tổ chức hội thảo khác, chính thức định nghĩa "vi nhựa" là những mảnh nhỏ hơn 5 milimet, và dự kiến tương lai sẽ liệt kê "nhựa nano" là những mảnh nhỏ hơn 50 micromet
năm 2008 hội thảo thừa nhận rằng ít nghiên cứu ở lĩnh vực này, vẫn còn khoảng trống kiến thức, phần vì thiếu phương pháp thu thập, cô lập và định lượng những vi nhựa
trong 10 năm sau đấy, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra: 1 là số lượng "vi nhựa" rất nhiều
năm 2015 một báo cáo ước tính 15-51 nghìn tỷ hạt vi nhựa trên bề mặt biển, nặng 93-236 nghìn tấn
năm 2019 con số được cập nhật 82-358 nghìn tỷ hạt, nặng 1.1 - 4.9 triệu tấn, không nặng bằng khối lượng những mảnh nhựa lớn hơn, nhưng số lượng thì vượt trội
2 là "vi nhựa" khắp nơi: bờ biển, trầm tích đáy biển sâu, băng biển, sông suối, ao hồ, đất, khí quyển... "vi nhựa" bị cuốn lên mây và rơi xuống khi trời mưa... người ta tìm được "vi nhựa" trên đỉnh núi Everest
3 là động vật ăn "vi nhựa", tích tụ trong cơ thể... "vi nhựa" được phát hiện trong 1300 loài trên biển và trên cạn... cá, chim, động vật có vú
năm 2020 một nghiên cứu cho thấy 5-20 vạn hạt vi nhựa nhỏ dưới 10 micromet trong rau quả, một nghiên cứu khác tìm thấy hàng vạn hạt vi nhựa trong những miếng phi lê cá Địa Trung Hải

Sức khoẻ
năm 2013 một báo cáo nghiên cứu đã viết rằng cá ăn nhiều 'vi nhựa' có thể tích tụ độc chất như PCB, DDT và kim loại nặng, làm tổn hại gan và tế bào
"vi nhựa" có thể hấp thụ độc chất môi trường và phát tán vào cơ thể sinh vật ăn phải
nhiều nghiên cứu cho thấy những hạt vi nhựa làm viêm nhiễm bên trong những động vật (vật chủ được làm thí nghiệm) và những dòng tế bào người trong phòng thí nghiệm
rất ít nghiên cứu khẳng định những tác hại thực tế lên con người
"vi nhựa" là một thuật ngữ rất rộng: có 'vi nhựa' thoái hoá trong chưa đến 1 năm, có 'vi nhựa' bị chia nhỏ bởi vi khuẩn đường ruột, có 'vi nhựa' có độc, có 'vi nhựa' lành tính
tương quan [correlation] không đồng nghĩa với 'nhân quả' [causation], sức khoẻ bị ảnh hưởng bởi những yếu tố như sự giàu có và thói quen... cũng khó phát hiện 'vi nhựa' hay phát hiện 'nhựa nano'
năm 2024 báo New England Journal of Medicine xuất bản báo cáo 1 thí nghiệm: ghi danh 304 người bệnh phẫu thuật loại bỏ những mảng xơ vữa mạch máu [plaque] khỏi tim
người bệnh có 'vi nhựa' gặp rủi ro đột quỵ, nhồi máu cơ tim, đột tử... cao hơn trong vòng 33 tháng sau đó
nghiên cứu năm 2024 cũng cho thấy 'vi nhựa' PVC và PET [polyethylene terephthalate] trong tinh hoàn người và chó làm giảm số lượng tinh trùng

Nhựa đi đâu ngoài biển
mỗi năm 11 triệu tấn nhựa vứt ra biển
mỗi năm 300 triệu tấn nhựa được sản xuất toàn cầu, chỉ 10% được tái chế
hiện vẫn còn 75-200 triệu tấn nhựa sót lại dưới biển
những phương pháp lọc và xử lý nước thải đã được thực hiện để lọc 'vi nhựa' khỏi nước sinh hoạt, hoặc sử dụng tảo xanh hoặc hợp chất hoá học để lọc lấy 'vi nhựa'

TSMC và chuỗi cung bán dẫn

Ben Thompson sáng lập Stratechery
ngày 8 tháng 3 năm 2024 Ben Thompson trình làng Passport là một trình cắm WordPress
thập niên 1950 giáo sư Jay Wright Forrester trường MIT phát triển "trò chơi phân phối bia" là một trình mô phỏng kinh doanh tương tác, trên bộ nhớ lõi từ [magnetic core], nhập vai một người bán bia ở một trong 4 phân nhánh: bán lẻ, bán buôn, nhà phân phối, nhà máy
người bán lẻ sẽ muốn tối thiểu hoá hàng tồn kho, để giảm chi phí lưu kho, đồng thời không muốn tình trạng hết hàng tồn [stockout] sẽ làm mất doanh thu
người bán lẻ sẽ bổ sung hàng tồn kho, bằng những đơn hàng đặt từ người bán buôn
người bán buôn sẽ tìm nhà phân phối để tải hàng về, nhà phân phối sẽ mua hàng từ nhà máy
vậy là, sẽ có thời gian chậm trễ, cho việc xử lý đơn hàng, vận chuyển, sản xuất

Vi xử lý
TSMC có hàng nghìn nhà cung cấp, chia làm 2 hạng mục: thiết bị (công cụ in thạch bản) và vật liệu (chất cản quang, wafer silic, khí etch axit)
chỉ riêng quy trình lắng đọng [deposition] đã có nhiều phiên bản, ví dụ LP CVD [low pressure chemical vapor deposition], mọc ghép chùm phân tử [molecular beam epitaxi], ALD [atomic layer deposition]
mỗi "ngách" công cụ, thường có 3 đối tác thiết bị: Applied Material, Lam Research, Tokyo Electron
Đài Loan và Hoa Kỳ đều gặp vấn đề cung cấp điện nước, bất động sản, nhân lực

Bộ nhớ
chip AI của Nvidia sử dụng DRAM băng thông cao HBM [high bandwidth memory] từ 3 hãng Samsung, Micron và SK Hynix
Phương Tây bị cấm sử dụng các hãng bộ nhớ Trung Quốc
từ năm 1961 đến 2006 điện tử tiêu dùng Hoa Kỳ tăng trưởng, biến động 0-20% khiến gây ra những biến động 20-40% của ngành bán dẫn, khiến gây ra những biến động 60% của ngành thiết bị sản xuất bán dẫn
trung bình 4.5 tháng để đúc và đóng gói 1 con chip điện tử, mất 18-24 tháng xây dựng một xưởng đúc [fab] tính từ khi động thổ cho đến khi sản xuất được chip, mất 12-18 tháng lắp đặt một máy EUV vào xưởng fab, và thêm nửa năm nữa để máy EUV bắt đầu thực sự sản xuất chip
báo cáo năm 2025 của ASML cho thấy 13.2 tỷ EUR đơn đặt hàng "ròng" mới, vượt kỳ vọng 6.32 tỷ EUR của các nhà phân tích, sau khi TSMC tăng chi tiêu vốn 35%
ASML nhận đơn hàng, không chỉ từ TSMC, mà còn từ Samsung, Intel và những hãng bộ nhớ khác

Làm việc từ xa
năm 2021 New York Times, Wall Street Journal và các ấn phẩm blog đã giật tít rằng nền kinh tế Hoa Kỳ đang cày cuốc đến kiệt sức, vì không nhận được những vi xử lý "thế hệ cũ" [trailing edge] khiến các hãng ô tô đóng cửa nhà máy
năm 2022 TSMC đầu tư 36 tỷ USD chi tiêu vốn
năm 2024 Marc Hijink xuất bán sách Focus miêu tả chi tiết những tương tác căng thẳng với Phó chủ tịch R&D bấy giờ của TSMC, hiện đã chuyển sang Intel
cuối tháng 11 năm 2022 TSMC công bố những nhà máy "thế hệ cũ" [trailing edge] dự kiến ở Cao Hùng, chạy node quy trình 29 nanomet
sau rốt, những khách hàng của TSMC đã đặt trùng [double book] và thổi phồng nhu cầu
năm 2022 tình hình kinh tế vĩ mô đã cải thiện, các khách hàng đã bắt đầu cắt giảm đơn mua chip ô tô, điện thoại và máy tính
cuối năm 2022 thung lũng Silicon đã chuyển hướng sang ChatGPT, các trung tâm dữ liệu đã bắt đầu mở rộng, bỏ lại TSMC những xưởng fab N7 trị giá hàng tỷ USD bỏ không, tỷ lệ tối ưu nhà máy đã sụp đổ
tháng 4 năm 2023 SemiAnalysis viết: "dữ liệu chúng tôi cho thấy những tỷ lệ tối ưu N7 giảm còn chưa đến 70% vào quý 1. Quý 2 còn tệ hơn, tỷ lệ còn dưới 60% chủ yếu vì thị trường điện thoại và máy tính yếu ớt, và hầu hết các phân khúc đều yếu"
60-70% là tỷ lệ tối ưu nhà máy "hoà vốn", các xưởng fab N7 ở Cao Hùng chịu lỗ hàng trăm triệu USD, có thể đến tỷ USD
năm 2022-2023 giá cổ phiếu TSMC nhìn mong manh

Intel
từ năm 2021 đến năm 2023 Intel thuê 2 vạn nhân viên, công bố hàng tỷ USD đầu tư các xưởng fab và đề ra kế hoạch triển khai một node quy trình tiên tiến
làn sóng "làm việc từ xa" nổi lên, các trung tâm dữ liệu đã mua GPU thay vì CPU, Intel phải sa thải hàng nghìn nhân viên và giám đốc Pat Gelsinger
Ben Thompson chỉ trích việc chi tiêu vốn của TSMC năm 2023-2024 đã không theo kịp việc trình làng ChatGPT tháng 11 năm 2022
tháng 4 năm 2023 tại cuộc họp công bố thu nhập TSMC, CC Wei nói: "chúng tôi không thấy dấu hiệu tích cực của việc người ta chú ý đến những ứng dụng AI, nhất là ở lĩnh vực của ChatGPT. Như tôi đã nói, về mặt định lượng, chúng tôi không có đủ dữ liệu để kết luận được lý do là gì, và tỷ lệ đóng góp vào việc kinh doanh của TSMC"
CC Wei nhắc đến những đơn hàng đầu tiên của Nvidia tăng sản lượng CoWoS: "trong 2 năm mới đây, tôi nhận cuộc gọi điện của khách, yêu cầu tăng sản lượng back-end nhất là ở CoWoS. Chúng tôi vẫn đang cân nhắc lời đề nghị"
tháng 7 năm 2023 CC Wei nói rằng các bộ tăng tốc AI chiếm 6% doanh thu TSMC và dự kiến sẽ tăng đến đầu 1x% với x là số nhỏ, trong những năm tới
TSMC cũng đã dự báo doanh thu năm 2023 giảm 10% vì những lý do vĩ mô, hậu-covid và căng thẳng Trung Quốc đang diễn ra
giữa năm 2024 TSMC vất vả với những "nghẽn cổ chai" sản lượng CoWoS và vấn đề hiệu suất, trong đó có 1 vấn đề thiết kế đã khiến những đóng gói chip Nvidia bị nứt
một kỹ sư đóng gói TSMC kể lại những thử nghiệm tối muộn, để tìm cách chỉnh sửa đúng cho vấn đề; Nvidia nói với TSMC hãy sử dụng mọi lựa chọn chỉnh sửa có thể, và thử chạy trên wafer "sống", tức là đẩy trực tiếp vào sản xuất
cuối năm 2024 báo chí đăng tin những nhà cung cấp rack máy chủ Blackwell của Nvidia gặp vấn đề quá nóng, rò rỉ nước tản nhiệt, lỗi phần mềm, vấn đề kết nối... trì hoãn triển khai đến giữa năm 2025
tháng 9 năm 2023 rồi tháng 6 năm 2024 Seoia Capital đăng những bài viết đặt câu hỏi về 200 tỷ USD đầu tư AI, rồi lên đến 600 tỷ USD đầu tư AI

Điện lực
CC Wei nói: "nói về việc xây dựng nhiều trung tâm dữ liệu AI khắp thế giới, tôi xin dẫn lời 1 khách hàng. Tôi đã hỏi cùng câu hỏi... họ nói rằng họ đã xong phần việc cấp điện 5-6 năm trước"
"cho nên, hiện nay, thông điệp của họ gửi tôi rằng: thiết bị silic từ TSMC là nút nghẽn cổ chai, và xin tôi không chú ý đến những thứ khác, vì họ cần giải quyết vấn đề nghẽn silic trước"
kế toán trưởng Gina Proctor của chi nhánh TSMC Arizona đăng trên LinkedIn một bài viết đã bị xoá, rằng "nút nghẽn cổ chai AI không phải chip, mà là vấn đề điện lực"
Elon Musk mua cả những tua-bin khí đốt gắn-xe-tải đến những trung tâm dữ liệu, những tua-bin mới sẽ không sẵn trước năm 2029

Phần mềm
đã 30 năm kể từ khi Thung lũng Silicon còn sản xuất phần cứng
những người sản xuất phần cứng ở Santa Clara, Sunnyville và Palo Alto đã già, có thể đã nghỉ hưu
ở San Francisco, những người làm phần mềm và AI nói rằng họ gần như không biết gì đến phần cứng