Buzz
Bước đi này là một phần trong cuộc đua sản xuất chip công nghệ cao, nơi kích thước bóng bán dẫn ngày càng được thu gọn để tối ưu hóa hiệu suất.
TSMC công bố kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt chip 2nm vào năm 2025 và dự kiến chuyển sang sản xuất chip 1.6nm vào năm 2026. Đây là một phần trong cuộc đua công nghệ, nơi kích thước bóng bán dẫn ngày càng thu nhỏ. Việc này cực kỳ quan trọng vì bóng bán dẫn nhỏ hơn giúp tăng mật độ, từ đó cải thiện hiệu năng và tiết kiệm năng lượng cho chip.
Theo TSMC, chip 1,6 nm sẽ tăng tốc độ lên 8-10% so với chip 2 nm ở cùng mức tiêu thụ điện. Đây được xem là bước đột phá lớn, mở ra kỷ nguyên mới cho hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trên các thiết bị di động.
TSMC cũng sẽ áp dụng công nghệ BPD, chuyển nguồn cung cấp năng lượng từ mặt trước sang mặt sau của tấm wafer silicon để tạo ra những con chip nhỏ nhất thế giới.
TSMC hiện là nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới, với doanh thu quý IV/2024 tăng 37% so với cùng kỳ năm 2023, đạt 26,88 tỷ USD. Dự kiến doanh thu quý I/2025 sẽ giảm do chu kỳ mùa vụ của smartphone, nhưng vẫn cao hơn so với cùng kỳ năm 2024.
Trở lại năm 2009, khi ngành bán dẫn gặp khó khăn trong việc thu nhỏ kích thước chip, Chiang Shang-yi, lúc đó là giám đốc R&D của TSMC, tin rằng ông đã tìm ra giải pháp.
Thay vì cố gắng nhồi nhét thêm bóng bán dẫn vào những con chip vốn đã cực kỳ nhỏ, Shang-yi đã đề xuất với Morris Chang, người sáng lập TSMC, rằng công ty nên tập trung vào công nghệ đóng gói chip - một lĩnh vực ít được chú ý và kém phát triển hơn. “Tôi đã nói với ông Chang rằng Định luật Moore có thể chậm lại trong tương lai, vì vậy chúng ta cần tìm cách khác để nâng cao hiệu suất”, Shang-yi chia sẻ.
Định luật Moore, được Gordon Moore, đồng sáng lập Intel, đưa ra vào năm 1965, khẳng định rằng việc tăng gấp đôi số lượng bóng bán dẫn sẽ giúp hiệu suất CPU tăng gấp đôi theo chu kỳ tương tự. Mật độ bóng bán dẫn càng cao, hiệu suất càng tốt và ngược lại.
Trước đây, kích thước bóng bán dẫn được đo bằng centimet. Sau đó, chúng giảm xuống còn milimet và hiện nay đã đạt đến mức nanomet (nm), tương đương với đường kính của sợi DNA người.
Định luật Moore đã định hướng sự phát triển của ngành công nghiệp chip, thúc đẩy sự tiến bộ trong nhiều lĩnh vực từ máy tính cá nhân, điện thoại thông minh đến các bộ xử lý AI hiện đại. Cuộc đua này cũng buộc các công ty như TSMC của Đài Loan, Intel của Mỹ và Samsung của Hàn Quốc đầu tư hàng tỷ USD mỗi năm để sản xuất chip với bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn, đẩy Định luật Moore đến giới hạn của nó.
“Nếu Định luật Moore thực sự đạt đến giới hạn, nó sẽ tác động mạnh mẽ đến ngành bán dẫn”, Shang-yi nhận định. “Nếu không có giải pháp thay thế, trong vòng 20 năm tới, ngành chip có nguy cơ trở thành một ngành công nghiệp truyền thống thay vì công nghệ cao.”
Có nhiều dấu hiệu cho thấy nhận định của Shang-yi đang trở thành hiện thực. Khoảng cách giữa công ty dẫn đầu và những đối thủ phía sau đang dần thu hẹp.
“Việc chạy nhanh hơn người dẫn đầu là rất khó. Nhưng khi người dẫn đầu không thể tăng tốc thêm nữa, những người phía sau sẽ có cơ hội bắt kịp”, Dan Hutcheson, Phó chủ tịch công ty nghiên cứu TechInsights, nhận xét. “Trong cuộc đua chip, người dẫn đầu không được phép mắc sai lầm, dù chỉ một lần.”
Việc thu nhỏ kích thước chip bán dẫn là một cuộc đua kéo dài hàng thập kỷ. Bóng bán dẫn càng nhỏ, mức tiêu thụ năng lượng càng giảm và tốc độ xử lý càng được cải thiện đáng kể.
Hiện nay, cuộc đua tập trung vào việc phát triển chip 2 nm. Công ty nào dẫn đầu về công nghệ trong thế hệ chip tiếp theo sẽ có cơ hội thống trị ngành công nghiệp tỷ đô, dự kiến đạt doanh thu 1.000 tỷ USD toàn cầu vào năm 2030.
“Sở hữu công nghệ sản xuất chip 2 nm chắc chắn sẽ biến doanh nghiệp thành người dẫn đầu cuộc chơi. Về quy mô sản xuất, chỉ có TSMC hiện đáp ứng được yêu cầu này. Samsung cũng đang tiến rất gần nhưng chưa thể so sánh với TSMC”, Giáo sư Teck-Seng Low, Phó Chủ tịch cấp cao tại Đại học Quốc gia Singapore, nhận định.
Theo thống kê, tổng chi tiêu vốn của TSMC, Intel và Samsung Electronics trong năm 2022 lên tới hơn 97 tỷ USD, gấp đôi số tiền EU dự định đầu tư vào ngành chip trong vòng một thập kỷ tới. Một nhà máy sản xuất chip 2 nm thường yêu cầu đầu tư khoảng 30 tỷ USD cho thiết bị.
Nguồn: Reuters, WSJ
