TSMC tiết lộ chi tiết quy trình sản xuất chíp 5nm và 3nm mới, hứa hẹn cải thiện đáng kể hiệu suất và mức độ tiêu thụ điện năng

Phạm Hải

Taiwan Semiconductor (TSMC), một trong những trụ cột chính của ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu vừa tiết lộ khá nhiều thông tin chi tiết về các công nghệ vi xử lý tương lai của công ty tại sự kiện Technology Symposium lần thứ 26 đang diễn ra. Trong đó đáng chú ý nhất là các công nghệ N5, N5P (trên quy trình 5nm) và đặc biệt là N3 (3nm) sẽ được tung ra thị trường trong vài năm tới, hứa hẹn làm nên cuộc cách mạng thực sự trong thế giới công nghệ.

Các con chip phát triển trên dây chuyền N5 hiện đã bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt, với nền tảng cốt lõi là công nghệ EUV tiên tiến. TSMC cho biết các con chip 5nm của hãng sẽ có thể cải thiện tới 30% mức tiêu thụ điện năng, đồng thời tăng thêm 15% hiệu suất xử lý so với dòng chip 7nm hiện tại, cùng với sự cải thiện lên đến 1,8 lần về mật độ bóng bán dẫn. Trong khi đó, N5P sẽ là phiên bản nâng cấp của quy trình N5, nhắm đến các ứng dụng hiệu suất cao. N5P hiện vẫn đang trong giai đoạn phát triển hoàn thiện với kế hoạch tăng cường sản xuất vào năm 2021. Các con chip phát triển trên quy trình N5P được cho là sẽ sở hữu mức tiêu thụ điện năng tốt hơn 10% và 5% về hiệu suất so với N5.

Đáng chú ý hơn cả là công nghệ N3 (3nm), dự kiến sẽ đi vào sản xuất thử nghiệm cuối năm 2021 và xuất xưởng hàng loạt đầu năm 2022. Mật độ bóng bán dẫn (transistor) của quy trình này hứa hẹn sẽ tạo ra một kỷ lục mới, lên đến 250 triệu transistor/mm², mang lại khả năng cải thiện 25% đến 30% trong mức độ sử dụng năng lượng và 10% đến 15% hiệu suất xử lý so với N5 - những con số cực kỳ ấn tượng.

Các dòng chip 3nm được cho là sẽ trở thành trọng tâm phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn trong tương lai gần. Một nhà sản xuất lớn khác là Samsung cũng đang tỏ ra đặc biệt quan tâm đến công nghệ này. Nhà sản xuất Hàn Quốc cho biết họ đang có kế hoạch giới thiệu các con chip 3nm đầu tiên ra thị trường vào năm 2021, được phát triển triển công nghệ Gate-All-Around độc quyền, thay vì FinFET như TSMC. Gate-All-Around được cho là một bước kế thừa của công nghệ FinFET hiện nay. Do đó, rất đáng để mong chờ màn đối đầu giữa Samsung và TSMC trong phân khúc 3nm thời gian tới.