TSMC tiết lộ nguyên mẫu chip 2nm cho Apple

TSMC, hãng gia công chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, dự kiến cung cấp chip với tiến trình 2nm cho dòng iPhone 17 của Apple.

TSMC là xưởng đúc lớn nhất thế giới và Apple là khách hàng lớn nhất của họ. Apple đã sử dụng phần lớn sản lượng nút quy trình 3nm đầu tiên của TSMC cho chipset A17 Pro đang được sử dụng để cung cấp năng lượng cho iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max.

Được biết, số nút quy trình càng thấp, các bóng bán dẫn được sử dụng trong chip sẽ có kích thước nhỏ hơn, điều đó có nghĩa là nhiều bóng bán dẫn hơn có thể vừa với không gian nhỏ bên trong một con chip. Số lượng bóng bán dẫn của chip càng cao thì nó càng mạnh và tiết kiệm năng lượng hơn.

Apple và NVIDIA sẽ sớm thử nghiệm nguyên mẫu chip 2nm do TSMC sản xuất

Lấy iPhone làm ví dụ, dòng iPhone 11 được cung cấp sức mạnh bởi A13 Bionic 7nm mang 8,5 tỉ bóng bán dẫn. A17 Pro 3nm có 19 tỉ bóng bán dẫn. Vì phải mất vài năm để xây dựng nhà máy và đặt hàng máy móc cần thiết nên từ lâu xưởng đúc chip của Đài Loan TSMC đang nỗ lực sản xuất chip 2nm. Theo The Financial Times, Apple đã có cơ hội kiểm tra các nguyên mẫu chip 2nm được xây dựng trên nút N2 của TSMC. Báo cáo lưu ý rằng một khách hàng lớn khác của TSMC là NVIDIA cũng đã có thể xem chip nguyên mẫu 2nm.

TSMC trước đây cho biết, công ty sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt chip 2nm vào năm 2025 và trong một tuyên bố với The Financial Times, công ty cho biết, mọi kế hoạch đang “tiến triển tốt cũng như đi đúng hướng để sản xuất hàng loạt vào năm 2025. Nút quy trình 2nm sẽ là công nghệ bán dẫn tiên tiến nhất trong ngành, cả về mật độ và hiệu quả sử dụng năng lượng khi nó được giới thiệu".

Nếu mọi thứ theo đúng kế hoạch, bộ đôi iPhone 17 Pro và iPhone 17 Pro Max có thể là những thiết bị cầm tay đầu tiên của Apple được trang bị bộ xử lý ứng dụng (AP) 2nm, có thể là chip A19 Pro.

Ở quy trình 2nm, TSMC sẽ ra mắt các bóng bán dẫn Cổng toàn diện (GAA) mới, giúp giảm rò rỉ dòng điện và mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng cao hơn. Samsung Foundry đã sử dụng GAA trong quy trình sản xuất 3nm của mình.

Nói về Samsung Foundry, thông tin mới nhất là Qualcomm sẽ chuyển hợp đồng từ TSMC sang Samsung để sản xuất chip Snapdragon 8 Gen 5 AP 3nm vào năm 2025. Trước đó, Qualcomm đã ngừng hợp tác với Samsung Foundry vào năm 2022 sau khi công ty này báo cáo năng suất xây dựng chip Snapdragon 8 Gen 1 thấp, sau đó TSMC tiếp quản hoạt động sản xuất chip Snapdragon 8+ Gen 1 và hoạt động kinh doanh kể từ đó, mặc dù kế hoạch hợp tác giữa các đối tác có vẻ sẽ thay đổi vào năm 2025. Hiệu suất của Samsung Foundry là khoảng 60% đối với quy trình sản xuất 3nm cơ bản nhất. Lợi nhuận dự kiến sẽ giảm khi xây dựng bộ xử lý ứng dụng mới (AP) cho điện thoại thông minh.

Với hiệu suất 60%, cứ 100 khuôn được cắt từ tấm bán dẫn thì có 40 khuôn không đáp ứng được yêu cầu kiểm soát chất lượng. Theo đó, khách hàng của xưởng đúc thường chịu trách nhiệm về chi phí nên năng suất là yếu tố chính khi xác định nhà thiết kế chip sẽ kinh doanh với xưởng đúc nào.

Nút A18 (1.8nm) của Intel sẽ đi vào sản xuất hàng loạt vào năm 2025

Samsung tuyên bố, công ty đã sẵn sàng sản xuất tiến trình 2nm. Theo đó, Samsung cho biết, sẽ trang bị những gì tốt để chuẩn bị sản xuất hàng loạt chip với quy trình 2nm vào năm 2025. "Vì chúng tôi là người đầu tiên thực hiện bước nhảy vọt và chuyển đổi sang kiến trúc GAA nên chúng tôi hy vọng quá trình từ nút 3nm sang 2nm sẽ tương đối suôn sẻ".

Intel cũng đang tìm cách giành lấy một số hợp đồng kinh doanh từ TSMC và Samsung Foundry. Nút 18A thế hệ tiếp theo (1,8nm) của Intel có thể gây khó dễ cho các đối thủ và tiến tới dẫn đầu về công nghệ trên chip. Intel cũng đang cung cấp cho các công ty thiết kế chip quá trình sản xuất thử nghiệm miễn phí. Nếu mọi thứ trở thành hiện thực thì Intel có thể làm rung chuyển thị trường. Khách hàng lâu năm của TSMC, AMD cho biết vào tháng 7 vừa qua rằng, họ sẽ “xem xét các khả năng sản xuất khác”.

Leslie Wu, giám đốc điều hành của công ty tư vấn RHCC, cho biết các công ty muốn sản xuất thiết kế chip của họ trên tiến trình 2nm có thể bắt đầu sản xuất chip của họ trải rộng trên nhiều xưởng đúc. Với mối lo ngại về quan hệ giữa Trung Quốc và Đài Loan, Wu nói: “Thật quá rủi ro nếu chỉ dựa vào TSMC.” Tuy nhiên, Apple trên thực tế đã chỉ dựa vào TSMC trong suốt nhiều năm qua.