TSMC, Intel, Samsung Foundry sẵn sàng chiến đấu giành vị trí dẫn đầu sản xuất chip 2nm vào năm tới

Nút 3nm thế hệ thứ hai (N3E) của TSMC được sử dụng để sản xuất AP A18 và A18 Pro được sử dụng để cung cấp năng lượng cho dòng iPhone 16. Mặc dù có những tin đồn trước đó về việc TSMC xây dựng AP dòng A19 bằng nút 2nm của mình, các chip cho dòng iPhone 17 năm tới sẽ được TSMC sản xuất bằng nút quy trình 3nm thế hệ thứ ba (N3P). Apple có thể đã tìm cách tiết kiệm một số tiền bằng cách đợi đến dòng iPhone 18 năm 2026 để sử dụng nút 2nm cho AP A20 và A20 Pro của mình. Giá của tấm silicon được sử dụng để sản xuất chip bằng nút quy trình mới thường cao hơn trong năm đầu tiên sử dụng nút đó.

[Hình ảnh: iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max (trong ảnh) là những điện thoại đầu tiên được trang bị chipset 3nm. | Nguồn ảnh-Apple]

Xưởng đúc hợp đồng lớn nhất thế giới, TSMC, đã lấp đầy “phiếu hẹn” của mình ở 2nm. Bên cạnh việc có Apple, khách hàng lớn nhất của mình, đã đăng ký sản xuất 2nm vào năm 2026, các khách hàng của TSMC như các nhà sản xuất HPC (Điện toán Hiệu suất Cao), AI, các nhà sản xuất chip và các nhà sản xuất chip di động đều tham gia. Điều này đã mang lại cho xưởng đúc có trụ sở tại Đài Loan một lợi thế so với 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 chuyến tàu 2nm của TSMC bao gồm AMD, Nvidia, MediaTek và Qualcomm.

Samsung Foundry đã gặp phải các vấn đề trong vài năm qua với năng suất của mình ở 4nm, 3nm và 2nm. Năng suất đo lường tỷ lệ phần trăm chip được sản xuất từ một tấm silicon vượt qua kiểm soát chất lượng và có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho thiết bị. Năng suất 4nm của Samsung Foundry tệ đến mức khi sản xuất Snapdragon 8 Gen 1 cho Qualcomm, nhà thiết kế chip fabless có trụ sở tại Hoa Kỳ đã loại bỏ nó để chọn TSMC. Công ty sau này đã xây dựng AP Snapdragon 8+ Gen 1 thay thế. Cuối cùng, Samsung Foundry đã cải thiện năng suất của mình lên 70% ở 4nm.

Tuy nhiên, xưởng đúc tiếp tục gặp vấn đề về năng suất ở 3nm, được báo cáo là đã dẫn đến sự chậm trễ trong việc sản xuất AP Exynos 2500 3nm. Do đó, Samsung có thể phải chi thêm tiền mặt cần thiết để trang bị cho tất cả điện thoại dòng Galaxy S25 SoC Snapdragon 8 Elite đắt hơn thay vì Exynos 2500 do chính họ sản xuất. Năng suất thấp làm tăng chi phí của một con chip vì cần thêm tấm silicon để chế tạo đủ chip để hoàn thành một đơn đặt hàng.

Một đối thủ khác trong cuộc cạnh tranh 2nm là Rapidus của Nhật Bản. Công ty đang được chính phủ Nhật Bản tài trợ, bản thân chính phủ cũng đang hợp tác với Hoa Kỳ để sản xuất chip 2nm bằng công nghệ của IBM. Để trả lời cho một câu hỏi đố vui trong tương lai, Big Blue (IBM) đã chế tạo chip đầu tiên bằng nút 2nm vào tháng 5 năm 2021 và thậm chí đã sử dụng các bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA) bao quanh kênh (nơi dòng điện chạy qua) trên cả bốn mặt bằng cách sử dụng các tấm nano đặt theo chiều dọc.

GAA cho phép kiểm soát tốt hơn dòng điện ổ và giảm rò rỉ dòng điện. Điều này dẫn đến việc sản xuất các chip mạnh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.

Intel vẫn ở trong cuộc chơi nhưng đang chìm trong hỗn loạn

Trở lại với Rapidus của Nhật Bản, công ty có kế hoạch tập trung vào các đơn đặt hàng nhỏ và chip tùy chỉnh. Họ sẽ không bắt đầu tập trung vào việc đạt được lợi nhuận với các đơn đặt hàng lớn chip được sản xuất hàng loạt. Trong khi đó, hoạt động kinh doanh xưởng đúc hợp đồng của Intel là một phần quan trọng trong nỗ lực tự xoay chuyển của nhà sản xuất chip Hoa Kỳ. Nhưng đó là kế hoạch của cựu CEO Pat Gelsinger và vào năm 2021, ông nói rằng Intel sẽ giành lấy vị trí dẫn đầu quy trình từ TSMC và Samsung Foundry vào năm 2025 với nút 18A (1,8nm) của mình.

Nhưng Gelsinger đã từ chức vào ngày 1 tháng 12 và trong khi công ty vẫn hy vọng sẽ sản xuất chip 1,8nm vào năm tới, sự hỗn loạn vẫn ngự trị tại Intel vì chưa có người thay thế vĩnh viễn cho Gelsinger được chỉ định. Cho đến nay, AWS (Amazon Web Service) là cái tên nổi bật duy nhất đăng ký nút quy trình A18 của Intel.

Xem xét gia phả của danh sách khách hàng của mình, nếu phải chọn xưởng đúc nào sẽ giành chiến thắng trong trận chiến 2nm, TSMC sẽ là lựa chọn của tôi.