Một bảng vi mạch do nhà sản xuất Đài Loan TSMC chế tạo (Ảnh: TSMC).

Việc sản xuất hàng loạt dự kiến sẽ diễn ra vào nửa cuối năm và TSMC cam kết đây sẽ là bước tiến lớn về hiệu suất và hiệu quả.

Vi mạch là nền tảng của công nghệ hiện đại, được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, từ bàn chải đánh răng điện và điện thoại thông minh đến máy tính xách tay và đồ gia dụng. Chúng được tạo ra bằng cách xếp lớp và khắc các vật liệu như silicon để tạo ra các mạch vi mô chứa hàng tỷ bóng bán dẫn.

Các bóng bán dẫn này thực chất là những công tắc nhỏ, kiểm soát dòng điện và cho phép máy tính hoạt động. Chip càng chứa nhiều bóng bán dẫn thì càng nhanh và mạnh hơn.

Ngành công nghiệp vi mạch luôn nỗ lực tích hợp nhiều bóng bán dẫn hơn vào một diện tích nhỏ hơn, tạo ra các thiết bị công nghệ nhanh, mạnh và tiết kiệm năng lượng hơn.

So với chip tiên tiến nhất trước đây, được gọi là chip 3nm, công nghệ 2nm của TSMC sẽ mang lại những lợi ích đáng kể, ví dụ như tăng tốc độ tính toán 10%-15% ở cùng mức công suất hoặc giảm 20-30% mức sử dụng điện năng ở cùng tốc độ.

Ngoài ra, mật độ bóng bán dẫn trong chip 2nm tăng khoảng 15%, cao hơn công nghệ 3nm. Điều này sẽ cho phép các thiết bị hoạt động nhanh hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và quản lý các tác vụ phức tạp hơn một cách hiệu quả.

TSMC gần đây đã đạt được thỏa thuận trị giá 100 tỷ USD để xây dựng năm nhà máy mới tại Mỹ. Tuy nhiên, vẫn chưa chắc chắn liệu các chip 2nm có thể được sản xuất bên ngoài Đài Loan (Trung Quốc) hay không, vì một số quan chức lo ngại rằng điều đó có thể làm suy yếu an ninh của hòn đảo này.

Được thành lập vào năm 1987, TSMC, viết tắt của Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, sản xuất chip cho các công ty khác. Đài Loan chiếm 60% thị trường "đúc" toàn cầu (gia công sản xuất chất bán dẫn) và phần lớn trong số đó chỉ do TSMC sản xuất.

Các vi mạch siêu tiên tiến của TSMC được các công ty khác sử dụng trong nhiều loại thiết bị.

Công ty này sản xuất bộ xử lý A-series của Apple được sử dụng trong iPhone, iPad và máy Mac, bộ xử lý đồ họa (GPU) của Nvidia, bộ vi xử lý Ryzen và EPYC của AMD và bộ vi xử lý Snapdragon của Qualcomm được sử dụng trong các điện thoại Samsung, Xiaomi, OnePlus và Google.

Vào năm 2020, TSMC đã bắt đầu một quy trình thu nhỏ vi mạch đặc biệt, được gọi là công nghệ FinFET 5nm, đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển điện thoại thông minh và điện toán hiệu suất cao (HPC). HPC là phương pháp sử dụng nhiều bộ xử lý để xử lý đồng thời các vấn đề điện toán phức tạp.

Hai năm sau, TSMC đã tung ra quy trình thu nhỏ 3nm dựa trên các vi mạch thậm chí còn nhỏ hơn. Điều này đã nâng cao hiệu suất và hiệu quả sử dụng điện năng hơn nữa. Bộ xử lý A-series của Apple dựa trên công nghệ này.

Điện thoại thông minh, máy tính xách tay và máy tính bảng có chip 2nm sẽ phát triển hơn nhờ hiệu suất tốt hơn và thời lượng pin dài hơn. Điều này sẽ dẫn đến các thiết bị nhỏ, nhẹ hơn mà không phải hy sinh điện năng.

Hiệu quả và tốc độ của chip 2nm có tiềm năng nâng cao các ứng dụng dựa trên AI như trợ lý giọng nói, dịch ngôn ngữ thời gian thực và hệ thống máy tính tự động (được thiết kế để hoạt động với ít hoặc không cần sự can thiệp của con người).

Các trung tâm dữ liệu có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng và cải thiện khả năng xử lý, góp phần đạt được mục tiêu phát triển bền vững về môi trường. Các lĩnh vực như xe tự hành và robot có thể được cải tiến nhờ tốc độ xử lý và độ tin cậy cao hơn của các con chip mới, giúp các công nghệ này an toàn và thiết thực hơn để áp dụng rộng rãi.

Tất cả những điều này nghe rất có tiềm năng, nhưng mặc dù chip 2nm đại diện cho một cột mốc công nghệ, nó cũng đặt ra những thách thức. Thách thức đầu tiên liên quan đến sự phức tạp trong sản xuất.

Sản xuất chip 2nm đòi hỏi các kỹ thuật tiên tiến như quang khắc cực tím (EUV). Quy trình phức tạp và tốn kém này làm tăng chi phí sản xuất và đòi hỏi độ chính xác cực cao.

Một vấn đề lớn khác là nhiệt. Ngay cả khi mức tiêu thụ tương đối thấp hơn, khi bóng bán dẫn co lại và mật độ tăng lên, việc quản lý tản nhiệt trở thành một thách thức quan trọng. Quá nhiệt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của chip.

Ngoài ra, ở quy mô nhỏ như vậy, các vật liệu truyền thống như silicon có thể đạt đến giới hạn hiệu suất của chúng, đòi hỏi phải khám phá các vật liệu khác nhau.

Có thể nói, sức mạnh tính toán nâng cao, hiệu quả năng lượng và khả năng thu nhỏ của những con chip này hoàn toàn có thể là cánh cổng mở ra kỷ nguyên mới của máy tính tiêu dùng và công nghiệp.

Những con chip nhỏ hơn có thể tạo ra những đột phá trong công nghệ tương lai, tạo ra những thiết bị không chỉ mạnh mẽ mà còn nhỏ gọn và thân thiện hơn với môi trường.

Theo dantri.com.vn

https://dantri.com.vn/cong-nghe/tsmc-tung-ra-vi-mach-moi-tuyen-bo-dinh-hinh-lai-cuoc-choi-20250408002502674.htm