TSMC, Samsung và Intel phát động cuộc đua thế hệ chip cao cấp mới
Ngọc Huyền
(KTSG Online) – Các hãng ty bán dẫn hàng đầu thế giới đang chạy đua để sản xuất chip xử lý kích cỡ 2 nanometer (nm) để cung cấp năng lượng cho thế hệ điện thoại thông minh, trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo (AI) tiếp theo.
Samsung và Intel đang ráo riết chạy đua sản xuất chip 2nm vì nhìn thấy cơ hội lớn để thu hẹp khoảng cách với TSMC ở phân khúc chip cao cấp. Ảnh: Business Korea
Hãng bán dẫn TSMC của Đài Loan được các nhà phân tích kỳ vọng tiếp tục duy trì vị thế thống trị toàn cầu trong lĩnh vực chip. Tuy nhiên, Samsung Electronics của Hàn Quốc và Intel của Mỹ xác định bước nhảy vọt tiếp theo của ngành là cơ hội hiếm có để họ thu hẹp khoảng cách.
Trong nhiều thập niên, các nhà sản xuất chip nỗ lực thu gọn kích cỡ bán dẫn ngày càng nhỏ. Các bóng bán dẫn trên chip càng nhỏ thì mức tiêu thụ năng lượng càng thấp và tốc độ của chúng càng cao. Ngày nay, các thuật ngữ “chip 2 nanometer” và “chip 3 nanometer” được sử dụng rộng rãi như cách viết tắt cho mỗi thế hệ chip mới được trang bị các bóng bán dẫn có kích thước đó, thay vì kích thước vật lý thực tế của chip.
Bất kỳ công ty nào vươn lên vị trí dẫn đầu về công nghệ trong thế hệ chip cao cấp tiếp theo sẽ có cơ hội thống trị một ngành công nghiệp đạt doanh thu hơn 500 tỉ đô la Mỹ trên toàn cầu vào năm ngoái. Con số này dự kiến còn tăng hơn nữa nhờ nhu cầu về chip trung tâm dữ liệu cung cấp năng lượng cho các dịch vụ AI.
TSMC, công ty thống trị thị trường chip toàn cầu, đã công bố kết quả thử nghiệm quy trình đối với các nguyên mẫu chip “N2” (2 nanometer) cho một số khách hàng lớn nhất, bao gồm Apple và Nvidia, theo hai nguồn thạo tin.
Trong khi đó, các nguồn tin thân cận với Samsung cho biết, nhà sản xuất chip Hàn Quốc đang cung cấp phiên bản giảm giá của nguyên mẫu chip 2 nm mới nhất của hãng trong nỗ lực thu hút sự quan tâm của những khách hàng tên tuổi bao gồm cả Nvidia.
“Samsung coi chip 2 nm là công nghệ thay đổi cuộc chơi. Nhưng mọi người vẫn nghi ngờ về việc hãng có thể thực hiện quá trình di chuyển sang loại chip này tốt hơn TSMC”, James Lim, nhà phân tích tại quỹ phòng hộ Dalton Investments của Mỹ, bình luận.
Hãng Intel cũng đã đưa ra những tuyên bố táo bạo về kế hoạch sản xuất thế hệ chip tiếp theo vào cuối năm tới. Intel kỳ vọng chip cao cấp mới sẽ giúp hãng vượt lên trên các đối thủ châu Á. Tuy nhiên, giới phân tích vẫn còn những hoài nghi về hiệu suất của các sản phẩm từ Intel.
TSMC tiết lộ hãng sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt chip N2 sẽ bắt đầu vào năm 2025, dự kiến ra mắt phiên bản chip dành di động trước, với Apple là khách hàng chính. Các phiên bản chip N2 dành cho máy tính cá nhân và sau đó là chip N2 dành cho điện toán hiệu suất cao, sẽ ra mắt sau.
Điện thoại thông minh hàng đầu mới nhất của Apple, iPhone 15 Pro và Pro Max, là những thiết bị điện tử tiêu dùng đại chúng đầu tiên triển khai công nghệ chip 3 nm mới của TSMC khi chúng ra mắt vào tháng 9 năm nay.
Những thách thức của việc chuyển sang thế hệ chip tiếp theo ngày càng gia tăng khi các con chip ngày càng nhỏ hơn, làm tăng khả năng xảy ra sai lầm, có thể khiến “ngôi vương” của TSMC bị tuột mất.
Trao đổi với Financial Times, đại diện của TMSC cho biết quá trình phát triển công nghệ N2 của hãng “đang tiến triển tốt và đi đúng hướng để sản xuất số lượng lớn vào năm 2025, đồng thời đây sẽ là công nghệ bán dẫn tiên tiến nhất trong ngành cả về mật độ và hiệu quả năng lượng khi nó được giới thiệu”.
Nhưng Lucy Chen, Phó Chủ tịch của hãng nghiên cứu thị trường Isaiah Research, lưu ý, chi phí chuyển sang thế hệ công nghệ chip tiếp theo đang tăng lên, trong khi những cải tiến về hiệu suất vẫn giữ nguyên. “Chuyển sang chip thế hệ tiếp theo không còn hấp dẫn khách hàng nữa”, bà nói.
Các chuyên gia nhấn mạnh rằng vẫn còn hai năm nữa các hãng mới bắt đầu sản sản xuất chip N2 hàng loạt và những vấn đề nảy sinh là một phần tất yếu của quá trình sản xuất chip.
Các nguồn tin nội bộ của Samsung cho biết, hãng đang nhìn thấy cơ hội để thu hẹp khoảng cách với TSMC. Theo hãng ty nghiên cứu thị trường TrendForce, Samsung đang chiếm 25% thị phần chip cao cấp toàn cầu so với 66% của TSMC. Samsung là hãng bán dẫn đầu tiên bắt đầu sản xuất chip 3 nm (hay còn gọi là SF3) hàng loạt vào năm ngoái và là hãng đầu tiên chuyển sang cấu trúc bóng bán dẫn mới được gọi là “Gate-All-Around” (GAA).
Trong khi đó, hãng thiết kế chip Qualcomm của Mỹ đang có kế hoạch sử dụng chip 2 nm (SF2) của Samsung trong bộ vi xử lý điện thoại thông minh cao cấp thế hệ tiếp theo.
“Chúng tôi được chuẩn bị bị tốt để chuẩn bị sản xuất SF2 hàng loạt vào năm 2025. Vì chúng tôi là công ty đầu tiên thực hiện bước nhảy vọt này và chuyển đổi sang cấu trúc GAA, nên chúng tôi hy vọng quá trình chuyển từ SF3 sang SF2 sẽ tương đối liền mạch”, Samsung cho biết trong một tuyên bố.
Các nhà phân tích cảnh báo, dù Samsung là công ty đầu tiên đưa chip 3nm ra thị trường nhưng hãng vẫn đang phải vật lộn với tỷ lệ chip được sản xuất không bị lỗi để có thể chuyển giao cho khách hàng.
Samsung khẳng định rằng tỷ lệ sản xuất chip 3nm không bị lỗi của hãng đã được cải thiện. Nhưng theo hai nguồn tin thân cận với Samsung, tỷ lệ sản xuất thành công chip 3nm đơn giản nhất chỉ là 60%, thấp hơn nhiều so với mong đợi của khách hàng và có khả năng giảm hơn nữa khi hãng sản xuất các chip phức tạp hơn.
“Samsung có thể tuyên bố những gì tất cả hãng này muốn, nhưng cho đến nay, hãng vẫn chưa phát hành được chip 3 nm thích hợp”, Dylan Patel, nhà phân tích trưởng của hãng nghiên cứu SemiAnalysis, nói
Trong khi đó, Intel đang quảng bá chip “18A” (bóng bán dẫn có kích cỡ 1,8 nm) của hãng tại các hội nghị công nghệ và cung cấp sản phẩm thử nghiệm miễn phí cho các công ty thiết kế chip. Intel cho biết sẽ bắt đầu sản xuất chip 18A vào cuối năm 2024, có khả năng trở thành nhà sản xuất chip đầu tiên chuyển sang thế hệ chip tiếp theo.
Nhưng CC Wei, CEO của TSMC, không quá lo lắng. Hồi tháng 10, ông cho biết,,biến thể 3 nm mới nhất của hãng hiện đã có mặt trên thị trường có thể so sánh với 18A của Intel về sức mạnh và hiệu suất.
Cả Samsung và Intel hy vọng sẽ được hưởng lợi từ những khách hàng tiềm năng đang tìm cách giảm sự phụ thuộc vào TSMC, dù vì lý do thương mại hay vì lo ngại về căng thẳng địa chính trị.
“Thật quá mạo hiểm nếu chỉ dựa vào TSMC” Leslie Wu, CEO của công ty tư vấn RHCC, nói. Nhưng Mark Li, nhà phân tích bán dẫn châu Á của Bernstein cho rằng ,TSMC vẫn vượt trội so với các đối thủ về “chi phí, hiệu quả và độ tin cậy”.
Theo Financial Times
