Johnny Lê Nữu Vượng
Già làng
Theo Tom's Hardware, chip xử lý thế hệ mới ngày càng đòi hỏi nhiều công cụ sản xuất phức tạp, khiến chi phí đẩy lên cao. Nikkei Asia cũng dẫn phân tích của International Business Strategies (IBS) cho thấy giá sản xuất chip trên tiến trình 2 nm sẽ tăng 50% so với tiến trình 3 nm.
Theo tính toán của IBS, để xây một nhà máy sản xuất chip 2 nm với công suất 50.000 tấm wafer mỗi tháng (WSPM) tốn ít nhất 28 tỷ USD. Trong khi với chip 3 nm, con số này là 20 tỷ USD.
Xem toàn màn hình
Một tấm wafer silicon chứa chip sản xuất theo công nghệ 2 nm của IBM. Ảnh: IBM
Một trong những lý do khiến chip 2 nm đắt đỏ là yêu cầu tăng cường về số lượng máy quang khắc cực tím (EUV) tốn kém. Giá chip cao sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới những công ty công nghệ hàng đầu như Apple. Hãng này đang sản xuất hàng loạt chip smartphone, PC dựa trên tấm nền N3B (3 nm) mới nhất của TSMC.
Công ty nghiên cứu Arete Research ước tính mỗi chip 3 nm của Apple hiện tốn gần 50 USD để sản xuất. Dòng A17 Pro trên iPhone 15 Pro và 15 Pro Max có kích thước khuôn 100-110 mm vuông. Có nghĩa, mỗi tấm wafer 300 mm có thể tạo ra được 586 chip A17 Pro. Trong trường hợp hiệu suất đạt 100%, chi phí mỗi chip khoảng 34 USD. Trên thực tế, hiệu suất thường chỉ khoảng 85%, tương ứng giá sản xuất chip 3 nm tốn hơn 40 USD.
IBS ước tính, nếu chuyển sang tiến trình chip 2 nm, Apple sẽ cần 30.000 USD để làm ra một tấm wafer, đắt hơn 10.000 USD so với hiện tại. Từ đó, giá sản phẩm đầu cuối sẽ tăng lên.
Trong lĩnh vực bán dẫn, wafer là miếng silicon mỏng được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Nó được dùng như vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp. Khi mới bắt đầu làm chip, các công ty như Intel dùng tấm wafer cỡ 2 inch, còn hiện nay là 12 inch (300 mm) và 8 inch (200 mm) để đạt sản lượng cao và giảm chi phí.
Dựa trên ước tính sơ bộ, các nhà phân tích kết luận chi phí sản xuất chip 2 nm đắt hơn nhiều so với tiến trình 3 nm. Để giảm giá thành, nhà sản xuất hàng đầu như Intel, AMD đang đẩy nhanh biện pháp tối ưu trong những năm tới. Do đó, nhiều khả năng, bộ xử lý smartphone vẫn sẽ giữ nguyên thiết kế trong một thời gian dài do giá của chip 2 nm còn quá cao.
Tập đoàn IBM vừa chính thức công bố bước đột phá trong thiết kế và quy trình bán dẫn với công nghệ bán dẫn 2 nanomet (nm) đầu tiên trên thế giới được công bố với công nghệ tấm nano 2 nm.
Chất bán dẫn đóng vai trò quan trọng trong mọi thứ, từ thiết bị gia dụng đến thiết bị liên lạc, hệ thống giao thông và cơ sở hạ tầng quan trọng ... Nhu cầu tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong mỗi CPU chưa bao giờ hạ nhiệt, đặc biệt là trong kỷ nguyên của đám mây lai, trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoTT).
Thiết kế chip 2nm mới của IBM sẽ giúp nâng cao hơn nữa những cải cách tiên tiến trong ngành công nghiệp bán dẫn, giải quyết nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp này.
50 tỷ bóng bán dẫn trên một con chip kích cỡ móng tay:
Được phát triển chưa đầy 4 năm sau khi IBM Research công bố thiết kế 5nm quan trọng của mình, bước đột phá mới nhất này cho phép có tới 50 tỷ bóng bán dẫn trên một con chip 2nm có kích thước bằng móng tay.
Việc tăng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi chip có thể làm cho chúng nhỏ hơn, nhanh hơn, đáng tin cậy hơn và hiệu quả hơn. Thiết kế chip 2nm của IBM thể hiện khả năng mở rộng quy mô tiên tiến của chất bán dẫn sử dụng công nghệ bảng nano của IBM Research. Kiến trúc của thế hệ chip hoàn toàn mới này là một bước tiến nảy vọt quan trọng của cả ngành công nghiệp.
Công nghệ chip 2nm mới dự đoán sẽ đạt được hiệu suất cao hơn 45%, sử dụng năng lượng thấp hơn 75% so với các chip 7nm tiên tiến nhất hiện nay trên thị trường.
Những lợi ích tiềm năng của chip 2nm tiên tiến này sẽ được tính theo cấp số nhân so với các chip bán dẫn tiên tiến nhất hiện nay, có thể kể đến như:
• Cắt giảm lượng khí thải carbon của các trung tâm dữ liệu, những nơi đang sử dụng 1% tổng số năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Việc thay thế tất cả các máy chủ tại những trung tâm dữ liệu này sang bộ xử lý dựa trên công nghệ chip 2nm có thể làm giảm đáng kể con số đó.
• Tăng tốc mạnh mẽ các chức năng của máy tính xách tay, từ xử lý nhanh hơn trong các ứng dụng, hoặc hỗ trợ dịch ngôn ngữ dễ dàng hơn, cho đến đẩy nhanh hơn tốc độ truy cập internet...
• Tăng gấp 4 lần tuổi thọ pin điện thoại di động, người dùng chỉ cần sạc thiết bị cầm tay thông minh của họ bốn ngày một lần.
• Góp phần phát hiện đối tượng nhanh hơn và rút ngắn thời gian phản ứng trên các phương tiện tự hành như xe tự lái.
Ông Dario Gil, Phó Chủ tịch cấp cao kiêm Tổng Giám đốc Nhóm nghiên cứu của IBM (IBM Research) cho biết: "Những đổi mới trong thế hệ chip xử lý hoàn toàn mới này là điều cần thiết để tạo ra các nền tảng công nghệ vượt trội và mạnh mẽ hơn. Công nghệ chip được giới thiệu lần này là thành quả của cách tiếp cận hợp tác, là minh chứng cho thấy các đột phá về khoa học và công nghệ có thể diễn ra nhanh chóng và hiệu quả như thế nào, nhờ vào sự hợp tác sâu rộng và nguồn lực được các bên đầu tư và chia sẻ".
Theo tính toán của IBS, để xây một nhà máy sản xuất chip 2 nm với công suất 50.000 tấm wafer mỗi tháng (WSPM) tốn ít nhất 28 tỷ USD. Trong khi với chip 3 nm, con số này là 20 tỷ USD.
Một tấm wafer silicon chứa chip sản xuất theo công nghệ 2 nm của IBM. Ảnh: IBM
Một trong những lý do khiến chip 2 nm đắt đỏ là yêu cầu tăng cường về số lượng máy quang khắc cực tím (EUV) tốn kém. Giá chip cao sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới những công ty công nghệ hàng đầu như Apple. Hãng này đang sản xuất hàng loạt chip smartphone, PC dựa trên tấm nền N3B (3 nm) mới nhất của TSMC.
Công ty nghiên cứu Arete Research ước tính mỗi chip 3 nm của Apple hiện tốn gần 50 USD để sản xuất. Dòng A17 Pro trên iPhone 15 Pro và 15 Pro Max có kích thước khuôn 100-110 mm vuông. Có nghĩa, mỗi tấm wafer 300 mm có thể tạo ra được 586 chip A17 Pro. Trong trường hợp hiệu suất đạt 100%, chi phí mỗi chip khoảng 34 USD. Trên thực tế, hiệu suất thường chỉ khoảng 85%, tương ứng giá sản xuất chip 3 nm tốn hơn 40 USD.
IBS ước tính, nếu chuyển sang tiến trình chip 2 nm, Apple sẽ cần 30.000 USD để làm ra một tấm wafer, đắt hơn 10.000 USD so với hiện tại. Từ đó, giá sản phẩm đầu cuối sẽ tăng lên.
Trong lĩnh vực bán dẫn, wafer là miếng silicon mỏng được cắt ra từ thanh silicon hình trụ. Nó được dùng như vật liệu nền để sản xuất vi mạch tích hợp. Khi mới bắt đầu làm chip, các công ty như Intel dùng tấm wafer cỡ 2 inch, còn hiện nay là 12 inch (300 mm) và 8 inch (200 mm) để đạt sản lượng cao và giảm chi phí.
Dựa trên ước tính sơ bộ, các nhà phân tích kết luận chi phí sản xuất chip 2 nm đắt hơn nhiều so với tiến trình 3 nm. Để giảm giá thành, nhà sản xuất hàng đầu như Intel, AMD đang đẩy nhanh biện pháp tối ưu trong những năm tới. Do đó, nhiều khả năng, bộ xử lý smartphone vẫn sẽ giữ nguyên thiết kế trong một thời gian dài do giá của chip 2 nm còn quá cao.
Tập đoàn IBM vừa chính thức công bố bước đột phá trong thiết kế và quy trình bán dẫn với công nghệ bán dẫn 2 nanomet (nm) đầu tiên trên thế giới được công bố với công nghệ tấm nano 2 nm.
Chất bán dẫn đóng vai trò quan trọng trong mọi thứ, từ thiết bị gia dụng đến thiết bị liên lạc, hệ thống giao thông và cơ sở hạ tầng quan trọng ... Nhu cầu tăng hiệu suất và tiết kiệm năng lượng trong mỗi CPU chưa bao giờ hạ nhiệt, đặc biệt là trong kỷ nguyên của đám mây lai, trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoTT).
Thiết kế chip 2nm mới của IBM sẽ giúp nâng cao hơn nữa những cải cách tiên tiến trong ngành công nghiệp bán dẫn, giải quyết nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp này.
50 tỷ bóng bán dẫn trên một con chip kích cỡ móng tay:
Được phát triển chưa đầy 4 năm sau khi IBM Research công bố thiết kế 5nm quan trọng của mình, bước đột phá mới nhất này cho phép có tới 50 tỷ bóng bán dẫn trên một con chip 2nm có kích thước bằng móng tay.
Việc tăng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi chip có thể làm cho chúng nhỏ hơn, nhanh hơn, đáng tin cậy hơn và hiệu quả hơn. Thiết kế chip 2nm của IBM thể hiện khả năng mở rộng quy mô tiên tiến của chất bán dẫn sử dụng công nghệ bảng nano của IBM Research. Kiến trúc của thế hệ chip hoàn toàn mới này là một bước tiến nảy vọt quan trọng của cả ngành công nghiệp.
Công nghệ chip 2nm mới dự đoán sẽ đạt được hiệu suất cao hơn 45%, sử dụng năng lượng thấp hơn 75% so với các chip 7nm tiên tiến nhất hiện nay trên thị trường.
Những lợi ích tiềm năng của chip 2nm tiên tiến này sẽ được tính theo cấp số nhân so với các chip bán dẫn tiên tiến nhất hiện nay, có thể kể đến như:
• Cắt giảm lượng khí thải carbon của các trung tâm dữ liệu, những nơi đang sử dụng 1% tổng số năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Việc thay thế tất cả các máy chủ tại những trung tâm dữ liệu này sang bộ xử lý dựa trên công nghệ chip 2nm có thể làm giảm đáng kể con số đó.
• Tăng tốc mạnh mẽ các chức năng của máy tính xách tay, từ xử lý nhanh hơn trong các ứng dụng, hoặc hỗ trợ dịch ngôn ngữ dễ dàng hơn, cho đến đẩy nhanh hơn tốc độ truy cập internet...
• Tăng gấp 4 lần tuổi thọ pin điện thoại di động, người dùng chỉ cần sạc thiết bị cầm tay thông minh của họ bốn ngày một lần.
• Góp phần phát hiện đối tượng nhanh hơn và rút ngắn thời gian phản ứng trên các phương tiện tự hành như xe tự lái.
Ông Dario Gil, Phó Chủ tịch cấp cao kiêm Tổng Giám đốc Nhóm nghiên cứu của IBM (IBM Research) cho biết: "Những đổi mới trong thế hệ chip xử lý hoàn toàn mới này là điều cần thiết để tạo ra các nền tảng công nghệ vượt trội và mạnh mẽ hơn. Công nghệ chip được giới thiệu lần này là thành quả của cách tiếp cận hợp tác, là minh chứng cho thấy các đột phá về khoa học và công nghệ có thể diễn ra nhanh chóng và hiệu quả như thế nào, nhờ vào sự hợp tác sâu rộng và nguồn lực được các bên đầu tư và chia sẻ".
