Công ty sản xuất chip lớn nhất thế giới TSMC sắp tung công nghệ chip đỉnh cao

Về mặt hình thức, công ty không tiết lộ những khách hàng có kế hoạch sử dụng công nghệ sản xuất chip 3nm của mình trước tiên, nhưng các nguồn tin không chính thức cho biết Apple sẽ là khách hàng alpha đầu tiên của TSMC.

Cụ thể, Công ty sản xuất chất bán dẫn Đài Loan TSMC cho biết công nghệ sản xuất chip 3 nanomet siêu tiên tiến của họ sẽ sớm đi vào sản xuất, nhưng lạm phát và những khó khăn liên tục trong chuỗi cung ứng đang đẩy chi phí xây dựng các nhà máy mới lên cao.

Giám đốc điều hành CC Wei đã mô tả tình huống mà TSMC phải đối mặt tại một diễn đàn công nghệ hàng năm diễn ra ở Tân Trúc vào hôm 30/8, ông thừa nhận rằng ngay cả nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới cũng phải vật lộn với sự chậm trễ giao hàng và những trở ngại khác trong bối cảnh thúc đẩy mở rộng toàn cầu lớn nhất từ trước đến nay.

Wei nói: "Chuỗi cung ứng chất bán dẫn cực kỳ phức tạp, đòi hỏi hàng trăm thiết bị và hàng nghìn linh kiện, vật liệu và hóa chất riêng lẻ để có thể sản xuất chip. Tờ Nikkei Asia lần đầu tiên đưa tin vào tháng 4 rằng, tất cả các nhà sản xuất thiết bị sản xuất chip hàng đầu thế giới đang gặp phải tình trạng chậm trễ giao hàng công cụ lên tới 18 tháng.

Ngay cả sự thiếu hụt các thành phần tương đối nhỏ cũng có thể dẫn đến sự cố trong đường dây cung cấp. Ví dụ, các máy in thạch bản cực tím (EUV) tiên tiến, mỗi chiếc có giá hơn 100 triệu đô la, nhưng việc thiếu một con chip có giá chỉ 10 đô la có thể ngăn cản chuyến hàng của họ, Wei nói, trong khi việc giao một chiếc xe 50.000 đô la có thể bị tạm dừng do thiếu chip radio 50 cent.

Wei nói: "Tôi nghĩ cả thế giới trước đây không nhận ra tầm quan trọng của quản lý chuỗi cung ứng và cả thế giới đã không làm tốt công việc quản lý chuỗi cung ứng, bao gồm cả TSMC", Wei nói.

Ông nói, quản lý chuỗi cung ứng sẽ trở nên quan trọng hơn khi các chính phủ ở Mỹ, châu Âu và châu Á đều thúc đẩy nội địa hóa chuỗi cung ứng chip.

Wei nói: "Nhìn về phía trước, chỉ nêu bật tính hiệu quả có thể không phải lúc nào cũng hiệu quả. Khi các chính phủ trên thế giới muốn nội địa hóa sản xuất chip, chi phí chắc chắn sẽ tăng lên. Và hiện nay cũng đang có lạm phát".

YL Wang, phó chủ tịch TSMC, cho biết tại sự kiện này rằng công ty xây dựng trung bình hai nhà máy mỗi năm từ năm 2017 đến năm 2019, nhưng tốc độ hiện đã tăng lên ít nhất năm nhà máy một năm. Tất cả như đã nói, công ty có kế hoạch xây dựng 23 nhà máy từ năm 2020 đến năm 2023.

Wei cũng nói về tương lai công nghệ của sản xuất chip, nói rằng việc thu nhỏ kích thước của bóng bán dẫn để vừa với chip hơn không phải là ưu tiên duy nhất. Ông nói, cách đóng gói và xếp lớp bóng bán dẫn tiên tiến sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong việc cải thiện hơn nữa hiệu suất của chip.

TSMC dự kiến sẽ đưa công nghệ chip 3nm của mình, đi vào sản xuất hàng loạt trong năm nay và đặt mục tiêu nâng công suất ban đầu lên 20 lần vào năm 2026.

Khi so sánh với quy trình chế tạo chip 5nm của TSMC, quy trình chế tạo chip 3nm thế hệ đầu tiên của xưởng đúc hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu suất từ 10% đến 15% (ở cùng công suất và độ phức tạp), giảm tiêu thụ điện năng từ 25% - 30% ( ở cùng tốc độ và số lượng bóng bán dẫn), và tăng mật độ logic lên khoảng 1,6 lần.

Các con chip này sẽ cho phép phát triển các mạch tích hợp giúp tăng tốc hiệu suất hoạt động của thiết bị mà không làm tiêu hao pin. Tiến bộ công nghệ chip dự kiến này sẽ phục vụ cho thị trường điện thoại thông minh 5G và các sản phẩm điện tử khác.

Trong khi đó, đối thủ Hàn Quốc Samsung Electronics cho biết công nghệ chip 3 nm của họ đã được đưa vào sản xuất hàng loạt vào tháng 6.

Vốn dĩ, kích thước nanomet càng nhỏ, càng khó để ép nhiều bóng bán dẫn hơn vào một con chip. Khung thời gian và lịch trình sản xuất những con chip như vậy được coi là thước đo sức mạnh công nghệ của các nhà sản xuất chip. Chỉ có TSMC, Samsung và Intel là có lộ trình tiếp tục phát triển các công nghệ chip như vậy. Trong khi đó, TSMC vẫn duy trì thông báo trước đó rằng việc sản xuất chip 2 nm sẽ sẵn sàng vào năm 2025.

Apple, khách hàng lớn nhất của TSMC, dự kiến sẽ là công ty đầu tiên áp dụng công nghệ chip 3nm của xưởng đúc, mặc dù vẫn chưa rõ chính xác công ty có kế hoạch tích hợp chip này vào sản phẩm nào. Sau đó, công nghệ này sẽ sớm được sử dụng bởi Intel cũng như các khách hàng khác của TSMC, bao gồm AMD, Nvidia, MediaTek và Qualcomm.