Sasha
Writer
Một cuộc chiến lớn đang hình thành trong thế giới bán dẫn khi các hãng sản xuất chip lớn bắt đầu sản xuất hàng loạt chip sử dụng nút quy trình 2nm vào năm tới. Sự kiện này trùng với năm thứ ba sản xuất 3nm. Những chiếc điện thoại thông minh đầu tiên được trang bị chip 3nm là iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max, cả hai đều được trang bị bộ xử lý ứng dụng Apple A17 Pro được sản xuất trên nút tiến trình 3nm của TSMC.
Nút 3nm thế hệ thứ ba của TSMC sẽ tiếp tục được sử dụng để sản xuất bộ xử lý Apple A19 của Apple cho năm tới.
Nút 3nm thế hệ thứ hai của TSMC (N3E) được sử dụng để sản xuất vi xử lý Apple A18 và A18 Pro trang bị trên dòng iPhone 16. Bất chấp những tin đồn trước đó về việc TSMC sản xuất chip Apple A19 bằng nút 2nm, chip cho dòng iPhone 17 của năm sau sẽ được TSMC sản xuất bằng nút quy trình 3nm thế hệ thứ ba (N3P).
Apple có thể đã tìm cách tiết kiệm tiền bằng cách đợi đến dòng iPhone 18 năm 2026 để sử dụng nút 2nm cho vi xử lý Apple A20 và A20 Pro. Giá của các tấm bán dẫn (wafer silicon) được sử dụng để sản xuất chip bằng nút tiến trình mới thường cao hơn trong năm đầu tiên sử dụng.
TSMC hiện đã chuẩn bị sẵn sàng cho việc tiến lên nút 2nm. Không chỉ Apple, khách hàng lớn nhất của TSMC mà nhiều khách hàng khác như các nhà sản xuất HPC (máy tính hiệu suất cao), AI, nhà sản xuất chip và nhà sản xuất chip di động đều đã ký hợp đồng sản xuất trên tiến trình 2nm của TSMC vào năm 2026. Điều này đã giúp hãng sản xuất bán dẫn Đài Loan dẫn trước Intel và Samsung Foundry khi nói đến các đơn đặt hàng 2nm. Bên cạnh Apple, các công ty đáng chú ý khác đã bày tỏ mong muốn tham gia vào chuyến tàu 2nm của TSMC bao gồm AMD, Nvidia, MediaTek và Qualcomm.
Samsung Foundry, bộ phận sản xuất chip của Samsung, đã gặp sự cố về năng suất sản xuất chip 4nm, 3nm và 2nm trong những năm gần đây. Năng suất là thông số đo lường tỷ lệ chip được sản xuất từ tấm wafer silicon vượt qua kiểm soát chất lượng và có thể được sử dụng để cung cấp sức mạnh xử ký cho các thiết bị. Năng suất sản xuất trên tiến trình 4nm của Samsung Foundry quá tệ khi sản xuất Snapdragon 8 Gen 1 cho Qualcomm đến nỗi nhà thiết kế chip Mỹ chuyển việc đó cho TSMC. Hãng TSMC sau đó đã sản xuất chip Snapdragon 8+ Gen 1 thay thế cho Snapdrgon 8 Gen 1. Cuối cùng, Samsung Foundry đã cải thiện năng suất lên 70% ở tiến trình 4nm.
Tuy nhiên, bộ phận sản xuất chip của Samsung vẫn tiếp tục gặp vấn đề về năng suất ở tiến trình 3nm, được cho là đã dẫn đến sự chậm trễ trong việc sản xuất vi xử lý Exynos 2500 ở tiến trình 3nm. Do đó, Samsung có thể phải chi thêm tiền để trang bị cho tất cả các điện thoại dòng Galaxy S25 với Snapdragon 8 Elite SoC đắt tiền hơn thay vì Exynos 2500 do công ty tự sản xuất. Năng suất thấp làm tăng chi phí chip vì cần nhiều tấm wafer silicon để sản xuất đủ chip để hoàn thành một đơn hàng.
Một công ty khác trong cuộc cạnh tranh sản xuất chip trên tiến trình 2nm là Rapidus của Nhật Bản. Công ty này đang được chính phủ Nhật Bản tài trợ và hợp tác với Mỹ để sản xuất chip 2nm bằng công nghệ của IBM.
Trước đó, IBM đã tạo ra con chip đầu tiên sử dụng nút 2nm vào tháng 5 năm 2021 và thậm chí còn sử dụng bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA) bao quanh kênh (nơi dòng điện chạy qua) ở cả bốn mặt bằng cách sử dụng các tấm nano nằm ngang được đặt theo chiều dọc. GAA cho phép kiểm soát tốt hơn dòng điện truyền động và giảm rò rỉ dòng điện. Điều này dẫn đến việc sản xuất ra những con chip mạnh mẽ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Intel vẫn còn trong cuộc chơi nhưng đang chìm trong hỗn loạn
Trở lại với Rapidus của Nhật Bản, công ty này có kế hoạch tập trung vào các đơn đặt hàng nhỏ và chip tùy chỉnh. Ban đầu, Rapidus sẽ không tập trung vào việc đạt được lợi nhuận bằng các đơn đặt hàng lớn. Trong khi đó, hoạt động kinh doanh sản xuất chip thuê của Intel là một phần chính trong nỗ lực xoay chuyển tình thế của nhà sản xuất chip Mỹ.
Nhưng đó là kế hoạch của cựu CEO Pat Gelsinger và vào năm 2021, ông đã nói rằng Intel sẽ giành quyền lãnh đạo quy trình từ TSMC và Samsung Foundry vào năm 2025 với nút 1,8nm.
Gelsinger đã từ chức vào ngày 1/12/2024 trong bối cảnh công ty vẫn kỳ vọng sẽ sản xuất chip 1,8nm vào năm tới. Tuy vậy, Intel vẫn đang ở thái hỗn loạn vì vẫn chưa có người thay thế Gelsinger lâu dài. Cho đến nay, AWS (Amazon Web Service) là cái tên nổi tiếng duy nhất đăng ký nút quy trình 1,8nm của Intel.
Nút 3nm thế hệ thứ ba của TSMC sẽ tiếp tục được sử dụng để sản xuất bộ xử lý Apple A19 của Apple cho năm tới.
Nút 3nm thế hệ thứ hai của TSMC (N3E) được sử dụng để sản xuất vi xử lý Apple A18 và A18 Pro trang bị trên dòng iPhone 16. Bất chấp những tin đồn trước đó về việc TSMC sản xuất chip Apple A19 bằng nút 2nm, chip cho dòng iPhone 17 của năm sau sẽ được TSMC sản xuất bằng nút quy trình 3nm thế hệ thứ ba (N3P).
Apple có thể đã tìm cách tiết kiệm tiền bằng cách đợi đến dòng iPhone 18 năm 2026 để sử dụng nút 2nm cho vi xử lý Apple A20 và A20 Pro. Giá của các tấm bán dẫn (wafer silicon) được sử dụng để sản xuất chip bằng nút tiến trình mới thường cao hơn trong năm đầu tiên sử dụng.
TSMC hiện đã chuẩn bị sẵn sàng cho việc tiến lên nút 2nm. Không chỉ Apple, khách hàng lớn nhất của TSMC mà nhiều khách hàng khác như các nhà sản xuất HPC (máy tính hiệu suất cao), AI, nhà sản xuất chip và nhà sản xuất chip di động đều đã ký hợp đồng sản xuất trên tiến trình 2nm của TSMC vào năm 2026. Điều này đã giúp hãng sản xuất bán dẫn Đài Loan dẫn trước Intel và Samsung Foundry khi nói đến các đơn đặt hàng 2nm. Bên cạnh Apple, các công ty đáng chú ý khác đã bày tỏ mong muốn tham gia vào chuyến tàu 2nm của TSMC bao gồm AMD, Nvidia, MediaTek và Qualcomm.
Samsung Foundry, bộ phận sản xuất chip của Samsung, đã gặp sự cố về năng suất sản xuất chip 4nm, 3nm và 2nm trong những năm gần đây. Năng suất là thông số đo lường tỷ lệ chip được sản xuất từ tấm wafer silicon vượt qua kiểm soát chất lượng và có thể được sử dụng để cung cấp sức mạnh xử ký cho các thiết bị. Năng suất sản xuất trên tiến trình 4nm của Samsung Foundry quá tệ khi sản xuất Snapdragon 8 Gen 1 cho Qualcomm đến nỗi nhà thiết kế chip Mỹ chuyển việc đó cho TSMC. Hãng TSMC sau đó đã sản xuất chip Snapdragon 8+ Gen 1 thay thế cho Snapdrgon 8 Gen 1. Cuối cùng, Samsung Foundry đã cải thiện năng suất lên 70% ở tiến trình 4nm.
Tuy nhiên, bộ phận sản xuất chip của Samsung vẫn tiếp tục gặp vấn đề về năng suất ở tiến trình 3nm, được cho là đã dẫn đến sự chậm trễ trong việc sản xuất vi xử lý Exynos 2500 ở tiến trình 3nm. Do đó, Samsung có thể phải chi thêm tiền để trang bị cho tất cả các điện thoại dòng Galaxy S25 với Snapdragon 8 Elite SoC đắt tiền hơn thay vì Exynos 2500 do công ty tự sản xuất. Năng suất thấp làm tăng chi phí chip vì cần nhiều tấm wafer silicon để sản xuất đủ chip để hoàn thành một đơn hàng.
Một công ty khác trong cuộc cạnh tranh sản xuất chip trên tiến trình 2nm là Rapidus của Nhật Bản. Công ty này đang được chính phủ Nhật Bản tài trợ và hợp tác với Mỹ để sản xuất chip 2nm bằng công nghệ của IBM.
Trước đó, IBM đã tạo ra con chip đầu tiên sử dụng nút 2nm vào tháng 5 năm 2021 và thậm chí còn sử dụng bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA) bao quanh kênh (nơi dòng điện chạy qua) ở cả bốn mặt bằng cách sử dụng các tấm nano nằm ngang được đặt theo chiều dọc. GAA cho phép kiểm soát tốt hơn dòng điện truyền động và giảm rò rỉ dòng điện. Điều này dẫn đến việc sản xuất ra những con chip mạnh mẽ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Intel vẫn còn trong cuộc chơi nhưng đang chìm trong hỗn loạn
Trở lại với Rapidus của Nhật Bản, công ty này có kế hoạch tập trung vào các đơn đặt hàng nhỏ và chip tùy chỉnh. Ban đầu, Rapidus sẽ không tập trung vào việc đạt được lợi nhuận bằng các đơn đặt hàng lớn. Trong khi đó, hoạt động kinh doanh sản xuất chip thuê của Intel là một phần chính trong nỗ lực xoay chuyển tình thế của nhà sản xuất chip Mỹ.
Nhưng đó là kế hoạch của cựu CEO Pat Gelsinger và vào năm 2021, ông đã nói rằng Intel sẽ giành quyền lãnh đạo quy trình từ TSMC và Samsung Foundry vào năm 2025 với nút 1,8nm.
Gelsinger đã từ chức vào ngày 1/12/2024 trong bối cảnh công ty vẫn kỳ vọng sẽ sản xuất chip 1,8nm vào năm tới. Tuy vậy, Intel vẫn đang ở thái hỗn loạn vì vẫn chưa có người thay thế Gelsinger lâu dài. Cho đến nay, AWS (Amazon Web Service) là cái tên nổi tiếng duy nhất đăng ký nút quy trình 1,8nm của Intel.
