TSMC giới thiệu quy trình 1,6nm: Hiệu suất tăng 10%, tiết kiệm năng lượng hơn 20% so với 2nm

Trong khi các dòng chip 2nm hay thậm chí 3nm vẫn chưa thực sự được phổ cập hóa trong thế giới công nghệ, thì TSMC mới đây tiếp tục gây chú ý khi giới thiệu những thông tin đầu tiên về quy trình 1,6nm mà hãng đang phát triển hoàn thiện, với điểm nhấn ở hiệu suất cũng như hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội.

TSMC gọi quy trình 1.6 này A16, chủ yếu tập chung vào việc cải thiện logic chip, giúp triển khai mật độ bóng bán dẫn dày đặc hơn, từ đó nâng cao sức mạnh xử lý trong khi vẫn đảm bảo cải thiện khả năng tiêu thụ điện. TSMC có kế hoạch bắt đầu sản xuất thương mại chip xử lý trên quy trình A16 vào năm 2026, trong đó bao gồm các bóng bán dẫn nanosheet hoàn toàn mới sử dụng các tấm vật liệu bán dẫn nằm ngang được sắp xếp theo chiều dọc nhằm tạo ra cấu trúc ba chiều. Công nghệ này sẽ được kết hợp với giải pháp đường ray điện phía sau - một phát minh độc đáo từ TSMC - để nâng cao hiệu suất và tiêu thụ điện năng ít hơn.

Với những thay đổi được áp dụng, công nghệ A16 sẽ cho phép bộ xử lý tăng hiệu suất lên tới 10% và giảm tới 20% mức tiêu thụ điện năng so với quy trình N2P vốn đã cực kỳ tiên tiến hiện nay. Như đã đề cập, lợi ích bổ sung của công nghệ mới bao gồm mật độ chip dày đặc hơn để có số lượng bóng bán dẫn lớn hơn. Ngoài ra, TSMC cũng đang triển khai công nghệ System-on-Wafer mới cho phép nhiều khuôn cùng tồn tại trên một wafer. “Sản phẩm phụ” của phương pháp này là sự gia tăng về hiệu suất với khả năng phân bổ không gian tốt hơn.

Công nghệ SoW hiện tại của nhà sản xuất bán dẫn Đài Loan đã được triển khai, nhưng sử dụng giải pháp Integrated Fan-Out (InFO), trong khi phiên bản chip trên wafer sẽ được đưa vào sản xuất thương mại trong năm 2027. Mặc dù cả hai công nghệ này đều sẽ xuất hiện trong tương lai gần, nhưng TSMC cũng đang có kế hoạch gấp rút hoàn thiện các dây chuyền chip 2nm và 1,4nm cho công ty. Chip 2nm dựa trên quy trình N2 sẽ bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào cuối năm nay, dự kiến sẽ được áp dụng cho phiên bản kế nhiệm của dòng vi xử lý Apple M3, nhiều khả năng sẽ ra mắt chính thức năm 2026. Cho đến lúc đó, quy trình 3nm sẽ là dòng sản phẩm chủ lực của công ty. Đối với chip A14 hoặc 1,4nm, TSMC sẽ bắt đầu sản xuất thử nghiệm vào năm 2027.

Apple là đối tác truyền thống hàng đầu của TSMC trong việc áp dụng các công nghệ chế tạo chip bán dẫn mới nhất. Táo Khuyết chính là công ty đầu tiên sử dụng chip chế tạo hàng loạt từ quy trình 3nm của TSMC, và đã ứng dụng tương đối thành công trên các mẫu iPhone 15 Pro cũng như dòng chip M3 cho phân khúc laptop, máy tính bảng. Do đó, nhiều khả năng, Apple sẽ tiếp tục trở thành thương hiệu đầu tiên sử dụng công nghệ quy trình A16 và A14 của TSMC trong tương lai. Chip A18 Pro năm nay sẽ được sản xuất bằng quy trình N3E của TSMC, trong khi iPhone của năm tới sẽ tự hào được trang bị những con chip 2nm đầu tiên trong ngành.