Kết thúc quá trình phát triển diễn ra trong nhiều năm, sáng nay 30/6, Samsung Foundry đã chính thức tuyên bố khởi động sản xuất thương mại hoá chip bán dẫn trên tiến trình 3nm của họ. Thông tin này đối với người tiêu dùng sản phẩm công nghệ chỉ có giá trị cho thấy Samsung đang có lợi thế trước TSMC về khả năng chế tác chip bán dẫn.
Nhưng đối với ngành công nghiệp chip bán dẫn, đây là thông tin rất quan trọng. Lý do là những con chip 3nm do Samsung sản xuất sẽ là những sản phẩm thương mại đầu tiên sử dụng công nghệ GAAFET, bước tiến rất lớn của kỹ nghệ in thạch bản chip bán dẫn silicon. GAAFET, viết tắt của Gate-All-Around Field Effect Transistor, là bước phát triển kế tiếp của công nghệ FinFET, thứ cho phép Samsung tạo ra những chip xử lý “hiệu năng cao nhưng tiêu thụ điện thấp.” Ban đầu nó sẽ được dùng phục vụ những khách hàng sản xuất linh kiện máy tính, sau đó là đến lượt những con chip xử lý trên di động.
![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2022/06/6040055_Tinhte_Samsung5.jpeg)
Nói vậy đồng nghĩa với việc, Samsung LSI cũng sẽ sớm công bố những SoC điện thoại được sản xuất dựa trên tiến trình 3nm, hay chính xác hơn là 3GAE của Samsung.
Nguyên 6 tháng đầu năm nay, Samsung luôn im lặng về tốc độ phát triển tiến trình 3nm/GAAFET của họ. Lần gần đây nhất tại sự kiện Foundry Forum, họ nhắc lại kế hoạch đưa tiến trình 3GAE vào giai đoạn sản xuất thương mại hoá trước cuối năm 2022. Điều đó khiến nhiều người lo ngại rằng Samsung sẽ phải hoãn sản xuất chip 3nm đến hết năm 2022, nghĩa là lại hoãn thêm một lần nữa sau mục tiêu ban đầu là ứng dụng công nghệ GAAFET cho tiến trình 4nm trong năm 2021.
Nhưng đối với ngành công nghiệp chip bán dẫn, đây là thông tin rất quan trọng. Lý do là những con chip 3nm do Samsung sản xuất sẽ là những sản phẩm thương mại đầu tiên sử dụng công nghệ GAAFET, bước tiến rất lớn của kỹ nghệ in thạch bản chip bán dẫn silicon. GAAFET, viết tắt của Gate-All-Around Field Effect Transistor, là bước phát triển kế tiếp của công nghệ FinFET, thứ cho phép Samsung tạo ra những chip xử lý “hiệu năng cao nhưng tiêu thụ điện thấp.” Ban đầu nó sẽ được dùng phục vụ những khách hàng sản xuất linh kiện máy tính, sau đó là đến lượt những con chip xử lý trên di động.
Nói vậy đồng nghĩa với việc, Samsung LSI cũng sẽ sớm công bố những SoC điện thoại được sản xuất dựa trên tiến trình 3nm, hay chính xác hơn là 3GAE của Samsung.
Nguyên 6 tháng đầu năm nay, Samsung luôn im lặng về tốc độ phát triển tiến trình 3nm/GAAFET của họ. Lần gần đây nhất tại sự kiện Foundry Forum, họ nhắc lại kế hoạch đưa tiến trình 3GAE vào giai đoạn sản xuất thương mại hoá trước cuối năm 2022. Điều đó khiến nhiều người lo ngại rằng Samsung sẽ phải hoãn sản xuất chip 3nm đến hết năm 2022, nghĩa là lại hoãn thêm một lần nữa sau mục tiêu ban đầu là ứng dụng công nghệ GAAFET cho tiến trình 4nm trong năm 2021.
Tuyên bố sáng 30/6 của Samsung đã xoá tan hết mọi lo ngại.
Nhưng cùng lúc, thông báo của Samsung cũng khá nước đôi. Họ không tuyên bố việc “sản xuất thương mại hoá” có đi kèm với “quy mô sản lượng lớn” hay không. Điều đó khiến các chuyên gia trong ngành nghĩ rằng, Samsung đang bỏ ngỏ cả hai số liệu năng suất và tỷ lệ chip đạt chuẩn trên mỗi wafer silicon sản xuất trên tiến trình 3nm. Thông cáo báo chí của Samsung là giải pháp vô cùng an toàn khi bên PR không rõ bên sản xuất có khả năng đến đâu, nhất là sau những gì đã xảy ra với tiến trình 8nm của Samsung, khi tỷ lệ chip đạt chuẩn sản xuất cho Nvidia (RTX 30 series) là câu chuyện khiến mọi người lo ngại.
Điều đó dĩ nhiên không phủ nhận được thành tựu Samsung đã đạt được. Họ đã bắt đầu nghiên cứu GAAFET 3nm từ trước năm 2019. Công nghệ ‘bóng bán dẫn’ GAAFET của Samsung là một phiên bản được đặt tên là MBCFET, viết tắt của Multi Bridge Channel FET, dựa trên việc ứng dụng FET nanosheet. Nhờ đó, những FET của Samsung sẽ rất dễ tuỳ chỉnh, với bề rộng nanosheet sẽ là số đo cơ bản quyết định tính chất hiệu năng và điện năng tiêu thụ. Nanosheet càng rộng, hiệu năng càng cao, dĩ nhiên tốn càng nhiều điện.
Khả năng tuỳ chỉnh của nanosheet FET là ở chỗ đó. Muốn sản xuất chip tiết kiệm năng lượng, chỉ cần dùng nanosheet kích thước nhỏ, và ngược lại.
Tổng thể một con chip 3GAE của Samsung, so với một con chip 5nm, sẽ có kích thước nhỏ hơn 16%, tiêu thụ điện thấp hơn 45% và hiệu năng xử lý cao hơn 23%. Những con số này tương đối khác so với những gì Samsung công bố hồi năm 2019, vì khi ấy họ so sánh 3GAE với tiến trình 7LPP (7nm Low Power Plus).
Quảng cáo
Ngay sau 3GAE (3nm Gate All-Around Early) sẽ là 3GAP (3nm Gate All-Around Plus), tiến trình mà Samsung kỳ vọng sẽ có tiêu thụ điện năng chỉ bằng 50%, nhưng hiệu năng cao hơn 30% so với tiến trình 5nm của họ. Roadmap cũ tháng 7/2021 tuyên bố rằng, 3GAP sẽ được ứng dụng thương mại hoá 1 năm sau 3GAE. Thời điểm Samsung sản xuất thương mại chip 3GAP cũng sẽ là lúc hãng chip Hàn Quốc mở cửa cung cấp dịch vụ gia công cho các tập đoàn đối tác.
Việc Samsung công bố sản xuất thương mại chip 3nm đến trong khung cảnh họ đang cố hết sức để giành lại thị phần gia công chip bán dẫn từ tay của TSMC. Hãng chip Đài Loan rõ ràng đã có lợi thế với những tiến trình 5 và 4nm. Và trong vài năm vừa rồi, khoảng cách giữa Samsung và TSMC đã đủ lớn để các đối tác như Qualcomm hay Nvidia đã phải chuyển đơn hàng sản xuất chip xử lý từ Samsung sang bớt cho TSMC.
Nhưng nếu mọi thứ diễn ra ổn thoả, việc là fab chế tác đầu tiên có khả năng sản xuất transistor GAAFET sẽ giúp Samsung Foundry có được lợi thế rõ ràng trước TSMC, khi tiến trình 3nm của người Đài Loan vẫn sẽ sử dụng công nghệ transistor FinFET cũ. Dĩ nhiên, điều đó sẽ chỉ khả thi nếu Samsung đảm bảo được sản lượng wafer xuất xưởng, cũng như yield rate trên mỗi tấm wafer.
Theo Anandtech
