TSMC, Intel, Samsung chạy đua sản xuất chip 2 nm

TSMC đang sản xuất chip Apple A18 trên tiến trình 3 nm thế hệ hai (N3E) cho iPhone 16. Ban đầu, một số nguồn tin cho biết chip A19 trên iPhone 17 năm tới sẽ được tạo trên tiến trình 3 nm thế hệ ba (N3P).

Tuy nhiên theo PhoneArena, công ty Đài Loan có thể sẽ chuyển sang tiến trình 2 nm ngay năm 2025 cho mẫu chip này. Một nguồn tin khác nói TSMC "chắc chắn" sử dụng công nghệ 2 nm cho Apple A20, dự kiến có mặt trên iPhone 18 năm 2026. Giá điện thoại có thể tăng do chi phí cho các tấm wafer được sử dụng trong sản xuất chip bằng tiến trình mới cao hơn.

TSMC được cho là đã "kín" đơn chip 2 nm. Bên cạnh Apple, nhiều khách hàng lớn khác đều đã ký hợp đồng sản xuất chip sử dụng tiến trình này vào năm 2026, gồm cả các công ty chip di động, máy tính và chip AI như AMD, Nvidia, MediaTek và Qualcomm.

Hồi tháng 9, truyền thông đưa tin TSMC đã lên kế hoạch vận hành hai nhà máy P1 và P2 chuyên cho sản xuất chip 2 nm ở Công viên Khoa học Nanzi miền nam Đài Loan vào quý đầu tiên năm tới. Công ty cũng sẽ mở rộng nhà máy P4 và P5 cho chip 1,4 nm vào năm 2027.

Trong khi đó, Samsung Foundry được cho đã gặp vấn đề liên quan đến sản xuất chip vài năm qua trên tiến trình 4 nm, 3 nm và sắp tới là 2 nm. Theo tài khoản Naver Yeux1122 - người được đánh giá là "thân cận" với chuỗi cung ứng, năng suất chip 4 nm của Samsung Foundry tệ đến mức khi sản xuất Snapdragon 8 Gen 1, công ty không đáp ứng được, buộc Qualcomm phải chuyển hợp đồng sang TSMC.

Samsung Foundry sau đó cải thiện năng suất lên 70% ở tiến trình 4 nm. Tuy nhiên, họ tiếp tục gặp vấn đề với tiến trình 3 nm, được cho là dẫn đến sự chậm trễ trong sản xuất chip Exynos 2500 AP 3 nm. Đây cũng có thể là nguyên nhân Samsung phải dùng Snapdragon 8 Elite đắt tiền hơn thay vì Exynos 2500 tự sản xuất cho thế hệ Galaxy S25 sắp ra mắt.

Đầu năm nay, Android Headlines đưa tin Samsung Foundry đã giành được hợp đồng sản xuất chip 2 nm cho Preferred Networks (PFN), công ty khởi nghiệp Nhật Bản, dự kiến bắt đầu từ 2025. Tuy vậy, một số chuyên gia đánh giá công ty Hàn Quốc cần cải thiện khả năng sản xuất chip 3 nm trước khi tập trung cho loại chip mới.

Hồi đầu tháng, Techspot đưa tin Exynos 2600, chipset 2 nm được kỳ vọng là bước tiến trong vi xử lý di động của Samsung, có thể không ra mắt. Báo cáo cho biết tỷ lệ năng suất sản xuất, số liệu quan trọng để xác định bao nhiêu chip được tạo ra từ một tấm wafer, của Samsung thấp một cách đáng báo động, không khả thi để sản xuất hàng loạt.

Cuộc đua chip 2 nm hiện có sự tham gia của một tên tuổi mới: Rapidus của Nhật Bản. Theo Digitimes, công ty đang được chính phủ Nhật hợp tác với Mỹ hỗ trợ sản xuất chip 2 nm bằng công nghệ của IBM.

Tháng 5/2021, IBM thử nghiệm thành công chip dùng tiến trình này, sử dụng các bóng bán dẫn Gate-All-Around (GAA) bao quanh kênh nơi dòng điện chạy qua ở cả bốn phía, qua đó kiểm soát tốt hơn dòng điện truyền động và giảm rò rỉ dòng điện. Công nghệ hiện được kỳ vọng tạo ra chip mạnh và tiết kiệm điện năng hơn. Dù vậy, Rapidus được cho là chỉ có kế hoạch tập trung vào đơn đặt hàng nhỏ và chip tùy chỉnh thay vì hướng tới đối tác lớn và sản xuất hàng loạt.

Trong khi đó, Intel vẫn loay hoay với các kế hoạch vạch ra từ thời cựu CEO Pat Gelsinger. Năm 2021, công ty Mỹ đặt mục tiêu sản xuất chip trên nút 18A, tương đương tiến trình 1,8 nm, với khách hàng lớn đầu tiên là AWS. Dù vậy, khi ông Gelsinger nghỉ hưu đầu tháng này, kế hoạch có thể sẽ thay đổi. Hiện chưa có ai ngồi vào "ghế nóng" CEO Intel.

Theo ArsTechnica, dựa trên thị phần sản xuất bán dẫn, TSMC vẫn là cái tên không thể thay thế trong ít nhất nửa thập kỷ tới. Tuy nhiên, Samsung Foundry và Intel vẫn có cơ hội ở thị trường nếu có giá thành cạnh tranh trong bối cảnh các tập đoàn tìm cách giảm phụ thuộc vào TSMC. Ngoài ra, những vấn đề liên quan đến địa chính trị tại đảo Đài Loan cũng có thể giúp Samsung và Intel hưởng lợi.