Nóng cuộc đua thu nhỏ chip bán dẫn

Theo Financial Times, các công ty bán dẫn hàng đầu thế giới đang chạy đua để sản xuất chip xử lý kích cỡ 2 nm để cung cấp năng lượng cho các thế hệ điện thoại thông minh, trung tâm dữ liệu và sản phẩm trí tuệ nhân tạo (AI) tiếp theo vào năm 2025. TSMC, Samsung và Intel đang là những đối thủ dẫn đầu trong cuộc đua bán dẫn mới này.

Thu hẹp con chip bán dẫn là cuộc đua đã kéo dài nhiều thập kỷ qua. Các bóng bán dẫn trên con chip càng nhỏ, mức tiêu thụ năng lượng càng thấp và tốc độ của chúng càng cao.

Cuộc đua hiện nay ở thế hệ thứ 5 là hướng tới con chip 2 nanometer. Cả 3 ông lớn là TSMC, Samsung và Intel đều tuyên bố sẽ thương mại hóa con chip này vào năm 2025.

TSMC, công ty thống trị thị trường chip toàn cầu, cho biết dự kiến ra mắt phiên bản chip dành di động trước, với Apple là khách hàng chính.

Trong khi đó, các nguồn tin thân cận với Samsung tiết lộ, nhà sản xuất Hàn Quốc này coi chip 2 nm là công nghệ thay đổi cuộc chơi.

Các công ty bán dẫn hàng đầu thế giới đang chạy đua để sản xuất chip xử lý kích cỡ 2 nm để cung cấp năng lượng cho các thế hệ điện thoại thông minh… (Ảnh minh họa – Ảnh: Bloomberg)

Hãng Intel của Mỹ cũng đã quảng bá chip “18A” (1,8 nm). Intel sẽ bắt đầu sản xuất con chip này cuối 2024 và có khả năng trở thành nhà sản xuất chip đầu tiên chuyển sang thế hệ chip tiếp theo.

“Đúng là việc sở hữu công nghệ sản xuất con chip 2 nanometer sẽ giúp doanh nghiệp trở thành người thay đổi cuộc chơi. Về quy mô sản xuất đủ lớn hiện nay, có lẽ chỉ TSMC đáp ứng được. Samsung đã rất gần sở hữu công nghệ này, nhưng chưa thể đáp ứng như TSMC. Cuộc đua đang rất quyết liệt. Họ đang muốn có những bản hợp đồng với những tập đoàn lớn như Qualcomm”, Giáo sư Teck-Seng Low, Phó Chủ tịch cấp cao, Đại học Quốc gia Singapore, cho biết.

Theo tính toán, tổng chi tiêu vốn của TSMC, Intel và Samsung Electronics cộng lại trong năm 2022 là hơn 97 tỷ USD, cao gấp đôi số tiền EU dự định dùng để phát triển lĩnh vực chip trong một thập kỷ tới. Một nhà máy sản xuất chip 2nanometer cần đầu tư khoảng 30 tỷ USD tiền thiết bị.

Tuy nhiên, việc cố ép ngày càng nhiều bóng bán dẫn vào 1 con chip nhỏ hơn để tăng hiệu năng đã dần tới điểm giới hạn. Bên cạnh đó, chip càng nhỏ càng dễ gặp nhiều lỗi hơn.

“Trong dài hạn, cuộc đua thu nhỏ con chip này sẽ phải thay đổi. Người thay đổi cuộc chơi khi đó phải là doanh nghiệp tìm ra cách thực hiện nhiều tính toán hơn trên một công nghệ nhất định. Lần đầu tiên sau 40 năm, Intel phải thiết kế lại kiến trúc chip của mình nhằm tận dụng ưu thế khi đóng gói chip”, Tiến sĩ Sadasivan Shankar, chuyên gia bán dẫn, Đại học Stanford, Mỹ, nhận định.

Tuy nhiên cuộc đua sản xuất chip 2 nm vào năm 2025 không còn xa. 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 ngành công nghiệp đạt doanh thu 1.000 tỷ USD trên toàn cầu vào năm 2030.