TSMC xác nhận lộ trình chip 3nm, mở đường cho các GPU với 80 tỷ bóng bán dẫn (11/12/2020)

Với công nghệ 3nm của TSMC, mật độ bóng bán dẫn có thể cao gấp 2,5 lần đến 3 lần so với công nghệ 7nm hiện nay, cho phép tạo ra các GPU có đến 80 tỷ bóng bán dẫn.

Theo trang tin ItHome của Trung Quốc, người khổng lồ sản xuất chip TSMC đã xác nhận việc sản xuất hàng loạt chip trên tiến trình 3nm vào nửa sau của năm 2022. TSMC dự kiến tiến trình 3nm sẽ mang lại mật độ khoảng 250 triệu bóng bán dẫn nằm trong mỗi mm2 silicon, nhiều hơn ít nhất gấp 2,5 lần so với tiến trình 10nm hiện tại của Intel.

Về lý thuyết, công nghệ 3nm của TSMC sẽ có thể tạo ra các GPU mới với số bóng bán dẫn nhiều gấp 3 lần các chip Radeon RX  6000 mới của AMD hiện nay. Cho đến nay, TSMC vẫn là nhà sản xuất duy nhất các CPU Ryzen và GPU Radeon hiệu năng cao cho AMD.

Đó là còn chưa kể đến thỏa thuận ưu tiên sản xuất chip cho Apple, cũng như các chip đồ họa của Nvidia. Các tiến bộ trong công nghệ 3nm của TSMC sẽ cho phép tạo nên các chip máy tính phức tạp hơn, mạnh mẽ và hiệu quả năng lượng cao hơn.

Hiện tại, Intel đang dự kiến tiến trình 10nm của mình sẽ mang lại khoảng 100 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2 silicon, trong khi đó, tiến trình 7nm của TSMC đã có mật độ khoảng 113 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2.

Hơn thế nữa, cho dù TSMC đang hứa hẹn mật độ khoảng 250 triệu bóng bán dẫn đối với tiến trình 3nm, con số thực tế có thể lên đến gần 300 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2. Điều này có nghĩa là đến cuối năm 2022, TSMC sẽ có khả năng sản xuất các con chip với mật độ cao gấp 2,5x đến 3x so với các chip 7nm sử dụng trong GPU và CPU hiện tại của AMD.

Hiện tại chip Navi 21 của AMD, con chip bên trong các GPU Radeon 6800 và 6900, đang có khoảng 21 tỷ bóng bán dẫn được sản xuất trên tiến trình 7nm. Vì vậy nếu được sản xuất trên tiến trình 3nm, GPU với cùng kích thước này có thể chứa khoảng 80 tỷ bóng bán dẫn nếu được khai thác tối đa.

Mật độ bóng bán dẫn cao đến mức này có thể tạo nên các con chip với độ phức tạp tương đương nhưng có kích thước nhỏ hơn, đồng nghĩa với việc rẻ hơn hoặc có thiết kế phức tạp hơn nữa. Chừng nào TSMC còn tiếp tục phát triển các tiến trình chip mới, xu hướng này sẽ tiếp tục kéo dài trong tương lai.

Lộ trình ra mắt chip của AMD

Tất nhiên, AMD cũng không thường sử dụng ngay các công nghệ chip mới nhất của TSMC. Hiện tại khi TSMC bắt đầu sản xuất các chip 5nm mới cho iPhone của Apple – với mật độ khoảng 173 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2 – AMD vẫn đang sử dụng các thiết kế chip dựa trên tiến trình 7nm của nhà sản xuất chip này.

Do vậy, có lẽ khả năng GPU mới của AMD sử dụng tiến trình 3nm của TSMC xuất hiện trong năm 2022 gần như là điều không thể.

Trái ngược với TSMC, tiến trình 7nm của Intel vẫn tiếp tục bị trì hoãn đến và lùi thời gian ra mắt sớm nhất đến cuối năm 2022 và hoàn toàn có thể sẽ còn muộn hơn nữa – sang năm 2023 và sau đó. Dự kiến công nghệ 7nm của Intel sẽ có mật độ trong khoảng từ 200 triệu đến 250 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2 – khá tương đồng với công nghệ 3nm của TSMC.

Một đối thủ khác của TSMC, Samsung, gần đây cũng thông báo kế hoạch thu hẹp khoảng cách với TSMC khi ra mắt công nghệ 3nm của riêng họ vào nửa sau năm 2022. Điều này cho thấy, nhiều khả năng hiệu năng PC sắp đạt được những bước nhảy vọt lớn trong 3 đến 4 năm nữa.