Trung Đào
Writer
Một ngày trọng đại được ghi vào lịch sử ngành công nghiệp bán dẫn. Giờ đây, khi đã là ngày 23/12/202 hãy cùng bàn về tin tức gây chấn động vừa làm rung chuyển thế giới công nghệ - chip điện thoại di động 2nm đầu tiên trên thế giới đã chính thức được đưa vào sản xuất hàng loạt.
Đây không chỉ đơn thuần là việc con số thay đổi từ 3 thành 2; đằng sau đó là một trò chơi về giới hạn của vật lý, và một "thảm họa" mà ví tiền của chúng ta sắp phải đối mặt.
Chip 2nm: Không chỉ "nhỏ" mà còn "bất thường".
Đừng để bị đánh lừa bởi thuật ngữ "nanomet". Trước đây, khi nói về nanomet, chúng ta thường đề cập đến chiều dài cổng của một transistor. Giờ đây, con số này giống như một mã thương mại, thể hiện mức độ lặp lại của nút quy trình .
Tuy nhiên, công nghệ sản xuất 2nm có một số điểm đặc biệt. Vậy nó vượt trội hơn so với các công nghệ 3nm và 4nm trước đó như thế nào? Nói một cách đơn giản, nó được xây dựng trên một "nền tảng" khác.
Tạm biệt những chiếc vây cá (ý nói FinFET - một kiến trúc transistor đã thống trị ngành bán dẫn hơn một thập kỷ), hãy đón nhận thiết kế "GAAFET" (Đa năng).
Trong khoảng mười năm trở lại đây, kể từ thời 14 nm, transistor chủ đạo trong chip là FinFET. Có thể hình dung FinFET như một con cá dựng đứng, nơi dòng điện chạy dọc theo “vây”, còn cổng điều khiển thì giống một chiếc kẹp hình chữ U úp ngược, kẹp vào vây để bật hoặc tắt dòng điện, tức là tạo ra 0 và 1.
Cách làm này hoạt động rất tốt ở các tiến trình lớn hơn, nhưng khi kích thước thu nhỏ xuống dưới 3 nm, nó bắt đầu mất hiệu quả. Chiếc kẹp chữ U không còn giữ được dòng điện như mong muốn, khiến điện tử bị rò rỉ ngay cả khi transistor đang ở trạng thái tắt. Nguyên nhân nằm ở hiệu ứng xuyên hầm lượng tử, hiện tượng quen thuộc khi mọi thứ trở nên quá nhỏ.
Bước ngoặt của công nghệ 2 nm là sự xuất hiện của GAAFET, tức transistor có cổng bao quanh hoàn toàn.
Thay vì một vây cá duy nhất, kênh dẫn được cắt thành nhiều tấm nano cực mỏng rồi xếp chồng lên nhau. Cổng điều khiển cũng không còn kẹp từ ba phía, mà bao trọn các tấm nano này từ mọi hướng.
Nếu ví cách cũ như việc dùng tay bóp hai bên một ống nước, rất dễ bị rỉ, thì cách mới giống như nắm chặt cả bàn tay quanh ống. Nhờ được bao kín hoàn toàn, dòng điện được kiểm soát tốt hơn và hiện tượng rò rỉ gần như bị chặn lại.
Điều làm công nghệ này trở nên mạnh mẽ nằm ở cách dòng điện được kiểm soát tốt hơn. Rò rỉ ít đi, thời gian chờ ngắn hơn, đường dẫn dòng điện rộng hơn, cho phép nhiều electron di chuyển cùng lúc. Kết quả là khả năng tính toán tăng lên rõ rệt, trong khi mức sinh nhiệt lại thấp. Một “quái vật hiệu năng” nhưng không còn cảnh máy nóng ran như trước.
Theo số liệu từ các nhà sản xuất chip như TSMC và Samsung, so với quy trình 3 nm thế hệ đầu, công nghệ mới mang lại mức cải thiện rất đáng kể. Nếu giữ nguyên mức tiêu thụ điện, hiệu năng tăng khoảng 10 đến 15 phần trăm. Nếu giữ nguyên hiệu năng, điện năng tiêu thụ giảm khoảng 25 đến 30 phần trăm.
Nghe qua thì 15% có vẻ không nhiều, nhưng trong bối cảnh Định luật Moore đã chậm lại, đây là một bước tiến rất lớn. Nó giống như việc rút ngắn thành tích chạy 100 mét từ 9,8 giây xuống còn 8,5 giây, một cú nhảy vượt qua giới hạn sinh học. Với điện thoại tương lai, điều này đồng nghĩa việc chạy các mô hình AI cực lớn ngay trên máy, thậm chí ở mức tương đương ChatGPT-5, mà không cần mạng, pin không tụt nhanh và máy không nóng đến mức khó chịu.
Vấn đề còn lại là giá bán. Thực tế phải nói thẳng, giá điện thoại gần như chắc chắn sẽ tăng và không tăng nhẹ.
Lý do đầu tiên là chi phí thiết bị sản xuất quá đắt. Để làm chip 2 nm, các nhà máy cần máy quang khắc EUV High-NA mới nhất của ASML, mỗi máy có giá khoảng 350 đến 400 triệu USD, tương đương hơn 9.000 đến 10.000 tỷ đồng Việt Nam theo tỷ giá hiện tại. Chi phí khổng lồ này cuối cùng sẽ được phân bổ vào từng con chip, rồi đi thẳng vào giá sản phẩm.
Lý do thứ hai là quy trình sản xuất phức tạp hơn rất nhiều. Việc chuyển từ FinFET sang GAA kéo theo hàng chục công đoạn bổ sung. Mỗi công đoạn đều làm tăng rủi ro lỗi, đặc biệt ở giai đoạn đầu sản xuất hàng loạt khi tỷ lệ đạt chuẩn còn thấp. Khi một phần lớn wafer bị lỗi, số chip đạt yêu cầu còn lại buộc phải gánh toàn bộ chi phí. Nó giống như mua cả chiếc pizza nhưng một nửa bị cháy, những miếng ăn được còn lại tự nhiên trở nên đắt gấp đôi.
Vì vậy, hiệu năng cao hơn, mát hơn và tiết kiệm pin hơn là có thật. Nhưng cái giá phải trả cho bước tiến này cũng rất rõ ràng và người dùng cuối gần như chắc chắn sẽ là bên phải chi thêm tiền.
3. Ai sẽ thanh toán hóa đơn?
Không còn nghi ngờ gì nữa, đó là người tiêu dùng.
Các mẫu điện thoại cao cấp năm 2026 (những mẫu được trang bị chip 2nm thế hệ đầu tiên) dự kiến sẽ có giá khởi điểm cao hơn từ 50 đến 100 đô la so với các mẫu năm 2024/2025.
Nếu bạn hỏi tôi liệu những chiếc điện thoại 3nm hay thậm chí 4nm mà tôi đang dùng hiện nay có còn mượt mà không?
Miễn là bạn không chơi các game sử dụng công nghệ dò tia quá mức hoặc thực hiện huấn luyện mô hình quy mô lớn cục bộ, thì nó hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu.
Sự xuất hiện của chip 2nm thực chất là sự dư thừa hiệu năng so với hệ sinh thái ứng dụng di động hiện nay.
Nhưng trong giới công nghệ có câu nói: "Tôi có thể không dùng đến nó, nhưng bạn không thể sống thiếu nó."
Ý nghĩa thực sự của công nghệ 2nm nằm ở việc mở đường cho các ứng dụng AI gốc trong tương lai. Trong tương lai, bạn có thể không cần phải mở ứng dụng trên điện thoại nữa. Thay vào đó, bạn chỉ cần nói một câu vào điện thoại, và AI bên dưới sẽ tận dụng sức mạnh tính toán đáng kinh ngạc của chip 2nm để xử lý ngay lập tức các tác vụ như chỉnh sửa video, lập kế hoạch du lịch và thậm chí cả suy luận logic phức tạp ngay tại chỗ.
Vì vậy, tôi tạm nhận định:
● Dành cho người giàu/mọt sách: Hãy mua ngay! Trải nghiệm kiệt tác đỉnh cao của ngành công nghiệp nhân loại.
● Đối với người dùng thông thường: Hãy để mọi thứ diễn ra tự nhiên trong một thời gian. Vẫn chưa quá muộn để hành động khi tỷ suất lợi nhuận được cải thiện, chi phí giảm xuống, hoặc thậm chí sau khi các "ứng dụng đột phá" thực sự yêu cầu khả năng tính toán mạnh mẽ như vậy xuất hiện.
Suy cho cùng, định luật Moore có thể đã cũ, nhưng nó chưa hề lỗi thời; ví tiền của chúng ta có thể trống rỗng, nhưng chúng ta vẫn phải kiếm sống, đúng không?
Đây không chỉ đơn thuần là việc con số thay đổi từ 3 thành 2; đằng sau đó là một trò chơi về giới hạn của vật lý, và một "thảm họa" mà ví tiền của chúng ta sắp phải đối mặt.
Chip 2nm: Không chỉ "nhỏ" mà còn "bất thường".
Đừng để bị đánh lừa bởi thuật ngữ "nanomet". Trước đây, khi nói về nanomet, chúng ta thường đề cập đến chiều dài cổng của một transistor. Giờ đây, con số này giống như một mã thương mại, thể hiện mức độ lặp lại của nút quy trình .
Tuy nhiên, công nghệ sản xuất 2nm có một số điểm đặc biệt. Vậy nó vượt trội hơn so với các công nghệ 3nm và 4nm trước đó như thế nào? Nói một cách đơn giản, nó được xây dựng trên một "nền tảng" khác.
Tạm biệt những chiếc vây cá (ý nói FinFET - một kiến trúc transistor đã thống trị ngành bán dẫn hơn một thập kỷ), hãy đón nhận thiết kế "GAAFET" (Đa năng).
Trong khoảng mười năm trở lại đây, kể từ thời 14 nm, transistor chủ đạo trong chip là FinFET. Có thể hình dung FinFET như một con cá dựng đứng, nơi dòng điện chạy dọc theo “vây”, còn cổng điều khiển thì giống một chiếc kẹp hình chữ U úp ngược, kẹp vào vây để bật hoặc tắt dòng điện, tức là tạo ra 0 và 1.
Cách làm này hoạt động rất tốt ở các tiến trình lớn hơn, nhưng khi kích thước thu nhỏ xuống dưới 3 nm, nó bắt đầu mất hiệu quả. Chiếc kẹp chữ U không còn giữ được dòng điện như mong muốn, khiến điện tử bị rò rỉ ngay cả khi transistor đang ở trạng thái tắt. Nguyên nhân nằm ở hiệu ứng xuyên hầm lượng tử, hiện tượng quen thuộc khi mọi thứ trở nên quá nhỏ.
Bước ngoặt của công nghệ 2 nm là sự xuất hiện của GAAFET, tức transistor có cổng bao quanh hoàn toàn.
Thay vì một vây cá duy nhất, kênh dẫn được cắt thành nhiều tấm nano cực mỏng rồi xếp chồng lên nhau. Cổng điều khiển cũng không còn kẹp từ ba phía, mà bao trọn các tấm nano này từ mọi hướng.
Nếu ví cách cũ như việc dùng tay bóp hai bên một ống nước, rất dễ bị rỉ, thì cách mới giống như nắm chặt cả bàn tay quanh ống. Nhờ được bao kín hoàn toàn, dòng điện được kiểm soát tốt hơn và hiện tượng rò rỉ gần như bị chặn lại.
Điều làm công nghệ này trở nên mạnh mẽ nằm ở cách dòng điện được kiểm soát tốt hơn. Rò rỉ ít đi, thời gian chờ ngắn hơn, đường dẫn dòng điện rộng hơn, cho phép nhiều electron di chuyển cùng lúc. Kết quả là khả năng tính toán tăng lên rõ rệt, trong khi mức sinh nhiệt lại thấp. Một “quái vật hiệu năng” nhưng không còn cảnh máy nóng ran như trước.
Theo số liệu từ các nhà sản xuất chip như TSMC và Samsung, so với quy trình 3 nm thế hệ đầu, công nghệ mới mang lại mức cải thiện rất đáng kể. Nếu giữ nguyên mức tiêu thụ điện, hiệu năng tăng khoảng 10 đến 15 phần trăm. Nếu giữ nguyên hiệu năng, điện năng tiêu thụ giảm khoảng 25 đến 30 phần trăm.
Nghe qua thì 15% có vẻ không nhiều, nhưng trong bối cảnh Định luật Moore đã chậm lại, đây là một bước tiến rất lớn. Nó giống như việc rút ngắn thành tích chạy 100 mét từ 9,8 giây xuống còn 8,5 giây, một cú nhảy vượt qua giới hạn sinh học. Với điện thoại tương lai, điều này đồng nghĩa việc chạy các mô hình AI cực lớn ngay trên máy, thậm chí ở mức tương đương ChatGPT-5, mà không cần mạng, pin không tụt nhanh và máy không nóng đến mức khó chịu.
Vấn đề còn lại là giá bán. Thực tế phải nói thẳng, giá điện thoại gần như chắc chắn sẽ tăng và không tăng nhẹ.
Lý do đầu tiên là chi phí thiết bị sản xuất quá đắt. Để làm chip 2 nm, các nhà máy cần máy quang khắc EUV High-NA mới nhất của ASML, mỗi máy có giá khoảng 350 đến 400 triệu USD, tương đương hơn 9.000 đến 10.000 tỷ đồng Việt Nam theo tỷ giá hiện tại. Chi phí khổng lồ này cuối cùng sẽ được phân bổ vào từng con chip, rồi đi thẳng vào giá sản phẩm.
Lý do thứ hai là quy trình sản xuất phức tạp hơn rất nhiều. Việc chuyển từ FinFET sang GAA kéo theo hàng chục công đoạn bổ sung. Mỗi công đoạn đều làm tăng rủi ro lỗi, đặc biệt ở giai đoạn đầu sản xuất hàng loạt khi tỷ lệ đạt chuẩn còn thấp. Khi một phần lớn wafer bị lỗi, số chip đạt yêu cầu còn lại buộc phải gánh toàn bộ chi phí. Nó giống như mua cả chiếc pizza nhưng một nửa bị cháy, những miếng ăn được còn lại tự nhiên trở nên đắt gấp đôi.
Vì vậy, hiệu năng cao hơn, mát hơn và tiết kiệm pin hơn là có thật. Nhưng cái giá phải trả cho bước tiến này cũng rất rõ ràng và người dùng cuối gần như chắc chắn sẽ là bên phải chi thêm tiền.
3. Ai sẽ thanh toán hóa đơn?
Không còn nghi ngờ gì nữa, đó là người tiêu dùng.
Các mẫu điện thoại cao cấp năm 2026 (những mẫu được trang bị chip 2nm thế hệ đầu tiên) dự kiến sẽ có giá khởi điểm cao hơn từ 50 đến 100 đô la so với các mẫu năm 2024/2025.
Nếu bạn hỏi tôi liệu những chiếc điện thoại 3nm hay thậm chí 4nm mà tôi đang dùng hiện nay có còn mượt mà không?
Miễn là bạn không chơi các game sử dụng công nghệ dò tia quá mức hoặc thực hiện huấn luyện mô hình quy mô lớn cục bộ, thì nó hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu.
Sự xuất hiện của chip 2nm thực chất là sự dư thừa hiệu năng so với hệ sinh thái ứng dụng di động hiện nay.
Nhưng trong giới công nghệ có câu nói: "Tôi có thể không dùng đến nó, nhưng bạn không thể sống thiếu nó."
Ý nghĩa thực sự của công nghệ 2nm nằm ở việc mở đường cho các ứng dụng AI gốc trong tương lai. Trong tương lai, bạn có thể không cần phải mở ứng dụng trên điện thoại nữa. Thay vào đó, bạn chỉ cần nói một câu vào điện thoại, và AI bên dưới sẽ tận dụng sức mạnh tính toán đáng kinh ngạc của chip 2nm để xử lý ngay lập tức các tác vụ như chỉnh sửa video, lập kế hoạch du lịch và thậm chí cả suy luận logic phức tạp ngay tại chỗ.
Vì vậy, tôi tạm nhận định:
● Dành cho người giàu/mọt sách: Hãy mua ngay! Trải nghiệm kiệt tác đỉnh cao của ngành công nghiệp nhân loại.
● Đối với người dùng thông thường: Hãy để mọi thứ diễn ra tự nhiên trong một thời gian. Vẫn chưa quá muộn để hành động khi tỷ suất lợi nhuận được cải thiện, chi phí giảm xuống, hoặc thậm chí sau khi các "ứng dụng đột phá" thực sự yêu cầu khả năng tính toán mạnh mẽ như vậy xuất hiện.
Suy cho cùng, định luật Moore có thể đã cũ, nhưng nó chưa hề lỗi thời; ví tiền của chúng ta có thể trống rỗng, nhưng chúng ta vẫn phải kiếm sống, đúng không?
