Các xưởng đúc độc lập lấy các thiết kế chip do các công ty khác tạo ra và chế tạo các chip thực tế dựa trên thiết kế đó. Cả TSMC và Samsung đều đang nghiên cứu chế tạo chip sử dụng các nút quy trình 3nm. Nút xử lý được sử dụng càng nhỏ thì số lượng bóng bán dẫn bên trong chip càng lớn.

Tin đồn cho thấy Samsung sẽ sản xuất hàng loạt chip 3nm ngay trong tuần tới

Điều này rất quan trọng bởi vì càng nhiều bóng bán dẫn được sử dụng trong một con chip, thì con chip đó càng mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn. Cứ sau hai năm, nút qui trình sẽ nhỏ hơn và nhiều bóng bán dẫn hơn nằm gọn bên trong một mạch tích hợp. Đây là "Định luật Moore" nổi tiếng mà bạn đã từng nghe đến, nó được đặt theo tên của người đồng sáng lập ra Intel và Fairchild - Gordon Moore. 

Tuy nhiên, theo thời gian, bạn có thể thấy "Định luật Moore" đã dự báo sự gia tăng đáng kinh ngạc của khả năng xử lý trong những năm qua như thế nào. iPhone X ra mắt vào tháng 11 năm 2017 được trang bị chipset Apple A10 Bionic, phiên bản thứ 2 chứa 4,3 tỷ bóng bán dẫn trong mỗi chip. Còn với dòng iPhone 13 2021 dùng chipset A15 Bionic chứa đến 15 tỷ bóng bán dẫn, tăng 27,1% so với 11,8 tỷ bóng bán dẫn được sử dụng bởi chip A14 Bionic.
 
Vì vậy, hiện tại Samsung và TSMC đang chiến đấu để giành vị trí tối cao trong lĩnh vực kinh doanh sản xuất chip cho bên thứ ba. TSMC đang là công ty dẫn đầu khi danh sách khách hàng của họ có các công ty công nghệ hàng đầu như Apple (vị trí số 1), MediaTek, Nvidia, Qualcomm và những công ty nhỏ khác. Theo dự đoán của ExtremeTech, Samsung sẽ sớm đánh bại TSMC bằng cách bắt đầu sản xuất hàng loạt chip sử dụng quy trình 3nm vào tuần tới còn TSMC sẽ chỉ bắt đầu làm điều này vào cuối năm 2022.

Ngoài ra, Samsung sẽ sử dụng một cấu trúc bóng bán dẫn mới trên chip 3nm của mình được gọi là GAA hoặc cổng toàn phần. Với cấu trúc này, dòng điện được điều khiển bởi các cổng tiếp xúc với bóng bán dẫn ở cả bốn phía. TSMC sẽ tiếp tục sử dụng cấu trúc FinFET đã có từ khi nút quy trình 22nm khi ra mắt. Ngoài ra, TSMC cũng sẽ loại bỏ FinFET cho GAA khi bắt đầu xuất xưởng chip 2nm vào năm 2026.

Thiết kế GAA của Samsung được gọi là Transistor hiệu ứng trường đa cầu (MBCFET) hay còn gọi là dây nano. Đây là một trong hai thiết kế toàn cổng khác nhau hiện có sẵn với thiết kế thứ hai được gọi là GAAFET hoặc dây nano.

Kiến trúc bóng bán dẫn di chuyển từ FinFET sang cổng xung quanh

Báo cáo cũng trích dẫn từ một hãng thông tấn lớn của Hàn Quốc cho biết Samsung dự kiến ​​sẽ sớm đưa ra thông báo quan trọng về việc sản xuất chip 3nm của mình. Đồng thời cũng tiết lộ rằng việc chuyển sang toàn bộ cổng từ FinFet sẽ giảm 45% diện tích của chip để giúp tăng hiệu suất 30% trong khi giảm tiêu thụ năng lượng 50%. Tuy nhiên, có một vấn đề lớn là Samsung được cho là chỉ đạt được năng suất từ ​​10% đến 20% ở 3nm, nghĩa là phần lớn chip 3nm của họ được cắt ra từ tấm wafer không đáp ứng được chất lượng.

Hồi tháng 2, một báo cáo chỉ ra rằng năng suất sản xuất trên quy trình 4nm của Samsung chỉ đạt 35%, dẫn đến việc Samsung mất đi thị phần từ Qualcomm. Sau đó, Qualcomm được cho là đã chuyển một số đơn đặt hàng đó sang TSMC. Tuy nhiên, nếu Samsung Foundry chuẩn bị công bố bắt đầu sản xuất số lượng lớn (HVM) ở nút quy trình 3nm, người ta có thể đi đến kết luận rằng Samsung Foundry đã cải thiện năng suất 3nm của mình.

Nói về 3nm, Digitimes báo cáo rằng các khách hàng lớn của TSMC như AMD, Apple, Broadcom, Intel, MediaTek, Nvidia và Qualcomm, đã bắt đầu xếp hàng để đặt hàng chip 3nm. Và tiếp theo, tất nhiên là quy trình 2nm mà cả TSMC và Samsung đều đang phát triển. Một cái tên khác dự kiến ​​sẽ gia nhập TSMC và Samsung trong danh sách các xưởng đúc tiên tiến. Giám đốc điều hành của Intel, Pat Gelsinger đã thông báo rằng công ty Mỹ sẽ sớm giành lại vị trí sản xuất chip số 1 từ Samsung và TSMC vào năm 2025.

Hãy cùng chờ xem nhé