TSMC chia sẻ roadmap tiến trình 3nm và 2nm từ nay đến 2026: N3P, N3X, N2P, N2X...

Hồi giữa tuần này, đại diện TSMC đã có mặt tại hội thảo 2023 North America Technology Symposium, tổ chức tại Santa Clara, California, Mỹ. Đơn vị gia công chip bán dẫn đến từ Đài Loan này đã hé lộ roadmap của những tiến trình sản xuất chip xử lý cao cấp nhất của họ, từ nay tới năm 2026. Tại sự kiện này, ít nhất đã có 1.600 đơn vị đối tác và khách hàng của TSMC đã tham gia.

Hiện tại, TSMC đang sản xuất thương mại tiến trình N3, hầu hết đơn hàng đều đến từ Apple, gia công những chip A17 Bionic và M3 trang bị trên iPhone và MacBook ra mắt cuối năm nay và đầu năm sau. Dự kiến nửa cuối năm nay, tiến trình N3E sẽ được đưa vào sản xuất thương mại hóa.

Theo TSMC, cùng mức điện năng tiêu thụ, hiệu năng của chip N3 cao hơn so với N5 khoảng 18%, mật độ transistor dày hơn N5 khoảng 1.6 lần. Nhưng ở khía cạnh ngược lại, để sản xuất những con chip trên tiến trình N3, TSMC phải ứng dụng một ký thuật gọi là EUV double patterning để in thạch bản những transistor cực kỳ phức tạp với mật độ rất dày trên tấm silicon. Vì thế chi phí gia công chip N3 cũng cao hơn hẳn so với N5.



Quay trở lại với roadmap N3 và N2 của TSMC. Kể từ năm 2024 tới, những tiến trình nâng cấp dựa trên N3 sẽ đi vào giai đoạn sản xuất thương mại:

• N3P: Tiến trình 3nm cải tiến, phục vụ sản xuất những chip xử lý tiêu dùng cao cấp nhất thị trường, với cả hiệu năng, tiêu thụ điện năng và mật độ transistor được cải thiện đáng kể so với N3. So với N3, N3P tạo ra tốc độ xử lý cao hơn 5%, tiêu thụ điện năng cùng xung nhịp giảm từ 5 đến 10%, và mật độ transistor tăng 4%. N3P sẽ đi vào sản xuất vào nửa cuối năm 2024.
• N3X: Cũng là cải tiến, nhưng nhắm tới thị trường HPC với những hệ thống máy chủ và trung tâm dữ liệu và điện toán đám mây, phục vụ nhu cầu của các doanh nghiệp. Cùng mức điện áp 1.2V, chip N3X tạo ra hiệu năng cao hơn N3P 5%. Tiến trình này sẽ đi vào sản xuất vào đầu năm 2025
• N3AE: Sử dụng tiến trình 3nm tạo ra những chip xử lý phục vụ cho ngành xe hơi, xử lý từ hiển thị infotainment cho tới xử lý thông tin từ hệ thống cảm biến phục vụ chế độ tự hành của những chiếc xe trong tương lai. AE là viết tắt của "Auto Early", tạo ra những bộ PDK (process design kits) phục vụ các đối tác trong ngành xe hơi phát triển ứng dụng phần mềm. Tới năm 2025, N3AE sẽ trở thành N3A sản xuất thương mại.

Từng tiến trình đều có ưu nhược điểm khác nhau, phục vụ cho từng nhu cầu gia công chip bán dẫn:

• Những thiết kế dựa trên tiến trình N3P, với khả năng tương thích về sau, do chỉ đơn thuần là một giải pháp thu gọn kiến trúc dựa trên N3E, nên nó sẽ là lựa chọn của hầu hết các nhà sản xuất chip, từ Apple đến Qualcomm, từ Nvidia đến AMD.
• N3X thì sẽ trở thành một lựa chọn hợp lý để Intel sản xuất chip Xeon, AMD đặt hàng những con chip Epyc thế hệ mới, hay Nvidia sản xuất những chip GPU hiệu năng cao trang bị trong những hệ thống GPU tăng tốc xử lý AI, hiện giờ cao cấp nhất là H100 dựa trên kiến trúc Hopper, cũng do TSMC gia công nhưng trên tiến trình 4nm. Cũng vì yếu tố hỗ trợ điện áp ở ngưỡng 1.2V, nên N3X đúng là một tiến trình gia công chip phục vụ nhu cầu doanh nghiệp, với những cụm máy chủ trang bị hệ thống làm mát công suất cao.

Những thông tin trong nội bộ chuỗi cung ứng nói rằng, thế hệ GPU Celestial của Intel, kiến trúc Xe3 sẽ sản xuất trên tiến trình N3X, dự kiến 2026 sẽ ra mắt thị trường. Còn Xe2, những GPU tên mã Battlemage sẽ ra mắt vào năm sau, sản xuất trên tiến trình 4nm của TSMC.



Có một điều chắc chắn, những tiến trình dựa trên node N3 của TSMC sẽ tăng tốc quá trình phát triển và hoàn thiện những kiến trúc chip xử lý dạng chiplet. Những die đóng vai trò xử lý điện toán được gia công trên tiến trình hiện đại nhất, còn bộ nhớ và cầu nối I/O với các thiết bị của hệ thống máy tính sẽ được gia công trên những tiến trình cũ hơn. Cũ hơn thì đồng nghĩa với hai lợi ích là rẻ hơn và tỷ lệ chip đạt chuẩn cao hơn, từ đó đảm bảo chi phí ở mức hiệu quả nhất, cũng như đảm bảo nguồn cung những die I/O và bộ nhớ đệm cho các CPU, GPU hay SoC.

Cũng tại sự kiện North America Technology Symposium, TSMC đã hé lộ những thông tin về tiến trình N2 của họ. Tiến trình này sẽ ứng dụng thiết kế transistor GAAFET, hay TSMC gọi là nanosheet, tạo ra hiệu năng mạnh hơn, tiết kiệm điện hơn, và đương nhiên là mật độ transistor cũng sẽ tăng lên. Một lợi thế rõ ràng của GAAFET so với transistor FinFET hiện tại là dòng điện rò rỉ thấp hơn. Nhờ đó, chip 2nm cho phép tùy chỉnh rộng hơn trần điện năng đầu vào để tăng xung nhịp và hiệu năng xử lý, hoặc tối ưu chip để tiết kiệm điện ở mức tối đa.

Quảng cáo

Đương nhiên, TSMC cũng đã vạch ra chiến lược của điện toán trong tương lai, khi chất liệu silic nguyên chất không còn đảm bảo được những cải tiến về hiệu năng và mật độ transistor theo những gì định luật Moore đã vạch ra. Nhưng những công nghệ chip xử lý dùng chất liệu transition metal dichalcogenides hay carbon nanotube lại là câu chuyện của vài thập niên nữa. Còn bây giờ, vẫn còn không gian để con người tối ưu đến mức tối đa hiệu quả của những die chip silicon.



Về mặt hiệu năng, TSMC cho biết tiến trình N2 sẽ tạo ra những con chip mạnh hơn 10 đến 15% so với N3 ở cùng mức năng lượng. Ở cùng mức hiệu năng, chip N2 tiết kiệm điện hơn N3 từ 20 đến 25%. Mật độ transistor tăng lên, đồng nghĩa với việc một SoC với nhiều dạng chip xử lý khác nhau kết hợp lại sẽ có kích thước nhỏ hơn.

TSMC cho biết, quá trình nghiên cứu tiến trình N2 và transistor Nanosheet đã đạt được khoảng 80% hiệu năng kỳ vọng. Còn những chip SRAM 256Mb giờ đang có tỷ lệ chip đạt chuẩn ở ngưỡng trên 50%. Tiến trình 2nm của TSMC dự kiến đi vào quá trình sản xuất quy mô lớn vào năm 2025, tức là tập đoàn này còn khá nhiều thời gian để hoàn thiện tiến trình và kiến trúc transistor.

Đến năm 2026, N2P sẽ ra mắt, với một trong những cải tiến đáng trông đợi nhất: Backside power delivery. Giải pháp này giống hệt như PowerVia của Intel hay BSPDN của Samsung. Ý tưởng dễ hiểu ở đây là, lớp transistor xử lý logic của một con chip sẽ được kẹp giữa lớp cấp điện và hệ thống truyền dẫn tín hiệu. Lợi thế lớn nhất của backside power delivery là giảm điện năng tiêu thụ và tăng hiệu năng xử lý của transistor.

Quảng cáo

Theo ước tính của Applied Materials, một trong những ông lớn nổi tiếng nhất ngành thiết bị và phần mềm sản xuất chip bán dẫn, với backside power delivery, diện tích bề mặt transistor tính toán logic trên chip bán dẫn sẽ giảm từ 20 đến 30%. Phải mất ít nhất 2 thế hệ nâng cấp tiến trình quang khắc thạch bản truyền thống mới tạo ra được cải tiến lớn như thế này.



Ở bên kia bờ đại dương, Intel cũng đang có cơ hội bắt kịp với TSMC, với hai tiến trình 20A và 18A. Intel 20A dự kiến đi vào sản xuất vào cuối năm 2024. Nhưng đó là dự kiến, nếu anh em nhìn vào khoảng chục năm Intel phát triển chip CPU và tiến trình gia công chip gần đây, anh em hẳn sẽ nhớ ra câu nói đùa "14nm " đã quá nổi tiếng, mô tả hết lần này đến lần khác Intel chậm trễ trong việc ra mắt tiến trình mới và những cải tiến mới trong tiến trình gia công. Đó là nguyên nhân chủ quan. Intel giờ còn phải đối mặt với nguyên nhân khách quan là khó tiếp cận đủ nguồn cung thiết bị EUV của ASML Hà Lan, thứ vô cùng quan trọng trong quá trình tạo ra những con chip với mật độ transistor cực lớn trên một tấm silicon.

Đó là những thông tin cụ thể về roadmap phát triển hai tiến trình N3 và N2 của TSMC. Bên cạnh đó, đơn vị gia công chip này cũng chia sẻ nhiều chi tiết khác về hai công nghệ khác của họ, là CMOS RF và 3DFabric Advanced Packaging/Silicon Stacking. Với tiến trình N4PRF, TSMC có thể tạo ra những chip CMOS thu phát tín hiệu sóng viễn thông hay radio không dây, hỗ trợ chuẩn WiFi 7, tiêu tốn năng lượng chỉ bằng 55% so với thế hệ chip N6RF, ra mắt năm 2021.



Còn trong khi đó, 3DFabric của TSMC tạo ra những lợi thế mới, chồng những lớp die chip bán dẫn để phục vụ nhu cầu trong tương lai:

• Advances Packaging: Hỗ trợ nhu cầu HPC doanh nghiệp, cùng diện tích chip xử lý nhưng chồng nhiều die bán dẫn lên, bao gồm cả chip logic lẫn bộ nhớ. Hiện tại TSMC đang nghiên cứu công nghệ CoWoS (Chip on Wafer on Substrate), cho phép chồng 12 lớp bộ nhớ HBM lên một con chip.
• 3D Chip Stacking: SoIC-P, phiên bản nâng cấp nhẹ của giải pháp System on Integrated Chips, giúp chồng chip bán dẫn với chi phí thấp.
• Hỗ trợ thiết kế với 3Dblox 1.5, ngôn ngữ thiết kế mã nguồn mở, giúp xóa bỏ phần nào những rào cản thiết kế chip xử lý dạng chồng 3D nhiều lớp.

Tổng hợp

CHUYÊN MỤC NGHỆ THUẬT LÀM GIÀU BỀN VỮNG

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !