Một trong những điều tốt đẹp xuất hiện từ chính quyền Trump là tập trung vào sản xuất chất bán dẫn của Hoa Kỳ. Điều này đã khiến nhà máy đúc hàng đầu thế giới, TSMC, mở một cơ sở chế tạo chip ở Phoenix, Arizona, dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2024 với các chip được sản xuất trên dây chuyền được sản xuất bằng nút quy trình 5nm của xưởng đúc.
Apple và TSMC thảo luận về việc chuyển sản xuất chip 3nm sang Hoa Kỳ
Nói một cách đơn giản, nút xử lý càng thấp, các bóng bán dẫn được sử dụng càng nhỏ thành phần cho phép nhiều người trong số họ phù hợp với bên trong chip. Điều này rất quan trọng vì thông thường số lượng bóng bán dẫn được gắn bên trong chip càng cao thì chip càng mạnh và tiết kiệm năng lượng. Năm nay, Samsung Foundry sẽ xuất xưởng chip 3nm và năm sau TSMC sẽ cung cấp chip A17 Bionic 3nm cho Apple cho iPhone 15 Pro và iPhone 15 Ultra.
Các bóng bán dẫn Gate All Around sẽ được sử dụng trên sản xuất 3nm của Samsung và sản xuất 2nm của TSMC. Image Credit CopperPod
Ví dụ, A13 Bionic được tìm thấy trong dòng iPhone 11 từ năm 2019 được TSMC sản xuất bằng cách sử dụng nút quy trình 7nm và mang 8,5 tỷ bóng bán dẫn. A16 Bionic được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các mẫu iPhone 14 Pro được TSMC sản xuất bằng quy trình 5nm cải tiến (được gọi là 4nm) và mỗi chip được trang bị gần 16 tỷ bóng bán dẫn. Trở lại vào tháng 5 năm 2021, IBM thông báo rằng họ đã phát triển một con chip 2nm có thể”lắp được 50 tỷ bóng bán dẫn trong một không gian có kích thước gần bằng móng tay.”Apple, công ty chiếm 25% doanh thu hàng năm hàng đầu của TSMC, sẽ thích chuyển sản xuất chip sang một khu vực trên thế giới không có khả năng là tâm điểm chú ý của Trung Quốc như Đài Loan. Với việc Trung Quốc đang tìm cách tự cung tự cấp về sản xuất chip, luôn có nỗi lo rằng nước này đang để mắt đến Đài Loan. Apple rất muốn chuyển hoạt động sản xuất tiên tiến của TSMC ra khỏi Đài Loan và sang các tiểu bang. Nhưng theo TechSpot , cả Apple và TSMC đều đang thảo luận về việc chuyển sản xuất 3nm của TSMC sang các tiểu bang. Điều này có thể yêu cầu TSMC phải đưa thêm một số tài năng hàng đầu đến Hoa Kỳ. Apple sẽ có thể truy cập chip của mình nhanh hơn nếu TSMC có thể sản xuất chúng ở Arizona và có lẽ điều này có thể giải tỏa cho Apple một số lo ngại về tình hình địa chính trị.
Rõ ràng là điều này không thể xảy ra ngay lập tức, và với việc nhà máy ở Arizona dự kiến sẽ mở cửa kinh doanh cho đến năm 2025, vào thời điểm nút quy trình 3nm có sẵn để được sản xuất ở các bang, Apple có thể đang xem xét sử dụng 2nm chip trong dòng iPhone 17 Pro. Nhưng nếu công ty tiếp tục phân biệt các loại chip được sử dụng trong các mẫu không phải Pro và Pro, thì đến năm 2025, iPhone 17 và iPhone 17 Plus có thể sẽ sử dụng chip được sản xuất tại Hoa Kỳ.
Ngoài ra, một trong những sản phẩm của TSMC Các nhà máy hiện đang tìm cách đưa nút quy trình xuống 1nm. Tháng trước, Samsung Foundry đã công bố một lộ trình sản xuất chip của mình, từ nút quy trình 3nm của năm nay lên 2nm vào năm 2025. Năm 2027, Samsung Foundry nói rằng họ sẽ sản xuất chip sử dụng nút quy trình 1,4nm. Năm ngoái, Intel đã công bố rằng các công nghệ mới sẽ cho phép họ cạnh tranh vị trí dẫn đầu quy trình vào năm 2025 với TSMC và Samsung.
TSMC sẽ không chuyển sang sử dụng bóng bán dẫn Gate All Around cho đến khi bắt đầu xuất xưởng chip 2nm
Vấn đề mà các công ty như TSMC, Samsung Foundry và Intel phải đối mặt là làm thế nào để tạo ra các bóng bán dẫn nhỏ hơn. Toàn bộ quá trình này là vô cùng phức tạp. Trong vài năm gần đây, TSMC và Samsung Foundry đã sử dụng bóng bán dẫn FinFET (Hiệu ứng trường hình vây). Samsung năm nay đã bắt đầu sử dụng bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA).
Các bóng bán dẫn GAA có thể có cổng tiếp xúc với tất cả bốn cạnh của kênh của bóng bán dẫn để giúp nó kiểm soát nhiều hơn dòng điện (bóng bán dẫn FinFET chỉ bao phủ ba mặt của kênh) bằng cách thay thế thẳng đứng vây với các ngăn xếp nằm ngang được gọi là trang tính nano. Bóng bán dẫn GAA, được thiết kế đầu tiên bởi Samsung, có thể giúp giảm kích thước bóng bán dẫn (những lợi ích mà chúng tôi đã đề cập trước đây) và cải thiện mật độ bóng bán dẫn cho phép nhiều bóng bán dẫn hơn bên trong một con chip.
Các chip GAA cũng cho phép mở rộng kênh bên trong thành phần này sẽ cho phép chip nhanh hơn. Nó cũng sẽ giúp điều khiển các chip tiết kiệm điện hơn. Hãy nhớ rằng TSMC đang gắn bó với FinFET để sản xuất 3nm và sẽ sử dụng GAA khi chip 2nm bắt đầu tung ra thị trường. Samsung hiện đang sử dụng GAA trên các thành phần 3nm của mình.
