Theo Nikkei Asia, TSMC, nhà sản xuất chip theo hợp đồng hàng đầu thế giới, đã tuyên bố sẽ bắt đầu sản xuất chip sử dụng quy trình 1.6nm vào năm 2026. Thông báo được đưa ra tại Hội nghị Công nghệ Bắc Mỹ diễn ra ở Santa Clara, California.

Quy trình 1.6nm hứa hẹn hiệu suất và tiết kiệm năng lượng vượt trội

Khi kích thước quy trình giảm, kích thước của bóng bán dẫn bên trong chip cũng giảm theo. Điều đó có nghĩa là nhiều bóng bán dẫn hơn có thể được tích hợp trên một diện tích, giúp tăng hiệu suất và/hoặc tiết kiệm năng lượng của chip. Ví dụ, chip A13 Bionic 7nm trang bị trên iPhone 11 series năm 2019 có 8,5 tỷ bóng bán dẫn, trong khi iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max năm ngoái sử dụng chip A17 Pro 3nm chứa tới 19 tỷ bóng bán dẫn. TSMC cho biết quy trình 1.6nm sẽ “cải thiện đáng kể mật độ logic và hiệu suất.”

TSMC giới thiệu “đường ray nguồn điện mặt sau” cho quy trình 1.6nm

Tại hội nghị, CEO TSMC C.C. Wei tuyên bố: “Tại TSMC, chúng tôi cung cấp cho khách hàng bộ công nghệ toàn diện nhất để hiện thực hóa tầm nhìn về AI [sử dụng] silicon tiên tiến nhất thế giới.” TSMC cũng tiết lộ rằng quy trình 1.6nm sẽ bao gồm “đường ray nguồn điện mặt sau” (backside power rails), giúp di chuyển các dây dẫn kết nối chip với nguồn điện từ mặt trên xuống mặt dưới của chip.

Intel vượt mặt TSMC với công nghệ “PowerVia”

Thiết kế hiện tại khiến các dây dẫn trên cùng chip, kết nối với nguồn điện, cạnh tranh về không gian với các dây dẫn kết nối các thành phần khác, dẫn đến lãng phí năng lượng và hiệu suất thấp hơn. Intel, gọi tính năng này là “PowerVia”, sẽ vượt qua TSMC bằng cách tích hợp công nghệ này vào các chip 20A (2nm) và 18A (1.8nm) bắt đầu từ năm tới. Intel cho biết việc sử dụng nguồn điện mặt sau có thể tăng tốc độ xung nhịp lên tới 6%.

TSMC bắt đầu sản xuất chip 2nm vào nửa cuối năm 2025

Vào nửa cuối năm sau, TSMC sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt chip được sản xuất bằng quy trình 2nm. Ở quy trình 2nm, TSMC sẽ giới thiệu bóng bán dẫn GAA (Gate-All-Around). GAA sử dụng cổng bao phủ tất cả bốn mặt của kênh, giúp giảm rò rỉ dòng điện và tăng dòng dẫn. Samsung đã sử dụng bóng bán dẫn GAA với quy trình 3nm của mình. Cuối năm ngoái, TSMC đã bàn giao các mẫu thử 2nm cho hai khách hàng lớn nhất của mình là Apple và NVIDIA.

Tương lai của công nghệ chip

Tóm lại, các bộ xử lý ứng dụng (AP) cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh sẽ tiếp tục trở nên mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn trong vài năm tới. Điều này khiến các chuyên gia hoài nghi liệu công nghệ hiện tại có thể hỗ trợ các bóng bán dẫn thậm chí còn nhỏ hơn vào cuối thập kỷ này hay không.