Apple và Intel sẽ sử dụng tiến trình 2nm hoàn toàn mới của TSMC? Liệu có phải "thời tới cản không kịp"?

Intel được dự đoán sẽ là khách hàng thử nghiệm thế hệ đầu của TSMC với tiến trình mới. Liệu đây có là bước ngoặt giúp Intel lật ngược thế cờ trên chiến trường với các hãng chip khác trên thị trường? Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp (TSMC) - thương hiệu gia công chip đến từ Đài Loan, được cho là đã sẵn sàng để bắt đầu chu trình sản xuất một lượng lớn chip sử dụng tiến trình công nghệ N2 (2nm) của hãng trong khoảng cuối năm 2025 và bàn giao những lô chip đầu tiên trong đầu năm 2026. Theo hai báo cáo truyền thông gần đây và các nguồn thông tin ngoài luồng khác trong giới kinh tế, khách hàng đầu tiên sở hữu lô chip N2 này sẽ là Apple và Intel.

Apple và Intel sẽ là khách hàng đầu tiên

Apple đã và đang là khách hàng lớn nhất của TSMC thông qua doanh thu khổng lồ từ việc gia công các thế hệ chip Apple A cũng như Apple M trong hàng thập kỉ qua. Thế nên cũng không có gì bất ngờ khi một lần nữa đây lại là khách hàng đầu tiên của TSMC được sở hữu lô chip N2. Đối với Intel, công ty được cho sẽ sử dụng công nghệ của TSMC để sản xuất đơn vị xử lí đồ hoạ (GPU) cũng như nhiều SoC (System-on-chip), hai loại linh kiện đang hưởng lợi lớn từ việc thu nhỏ tiến trình. Cho nên, không có gì ngạc nhiên rằng Intel cũng sẽ là một trong những khách hàng được tiếp cận sớm N2, theo báo cáo bởi DigiTimes và UDN. Hơn thế nữa, với quy mô của Intel, sẽ sớm trở thành một trong những khách hàng chính. Kể từ khi lô đầu tiên của những con chip N2 dự kiến sẽ được giao vào khoảng đầu năm 2026, vẫn chưa rõ rằng liệu con chip SoC nào của Apple sẽ sử dụng tiến trình mới này. Trong thời gian đó, những phân tích từ báo China Renaissance Securities suy đoán Intel sẽ sử dụng tiến trình N2 của TSMC cho kiến trúc đồ hoạ của mình với codename 'Lunar Lake'.

Đồng thời cũng theo tờ báo này, nhiều nhà phân tích cũng thấy rõ được sự mở rộng quá trình sản xuất N2 của TSMC cũng như dự kiến quá trình này sẽ đi vào sản xuất vào khoảng cuối năm 2022 tuỳ vào tình hình kế hoạch của công ty khách hàng. Đối với Intel là kế hoạch sản xuất vào cuối năm 2024 với nhân đồ hoạ Lunar Lake (trong khi nhân CPU vẫn được sản xuất sử dụng công nghệ của Intel 18A) và Apple sẽ là khách hàng tiềm năng chiếm đa phần sản lượng cung cấp.

Thực sự thì viễn cảnh của tiến trình N2 dành cho Lunar Lake vẫn còn đang nằm trong những tin đồn cho đến thời điểm hiện tại. Dù sao đi nữa, trong bài thuyết trình chiến lược sản phẩm đồ hoạ của Intel cũng đã tiết lộ nhân đồ hoạ Meteor Lake, Arrow Lake, và Lunar Lake rõ ràng sẽ theo lộ trình sử dụng công nghệ bởi bên thứ ba và chắc chắn sẽ tiên tiến hơn tiến trình N3.

AMD, Nvidia, MediaTek với tin đồn sử dụng N3, N2

AMD, Broadcom, Nvidia và MediaTek cũng đã xác nhận một cách chính thức rằng họ sẽ sử dụng hầu hết các tiến trình từ TSMC từ gia đình N5 (N5, N5P, N4, N4P, N4X). MediaTek đã chính thức giới thiệu họ vi xử lí Dimensity 8000/8100 dựa trên tiến trình N5 và Dimensity 9000 SoC dựa trên tiến trình N4, trong khi Nvidia sẽ sử dụng một phiên bản tuỳ chỉnh của N4 cho dòng GPU Hopper và chắc hẳn là cả họ Ada Lovelace. Về phía AMD, họ vi xử lí Genoa và Raphael dự kiến cũng sẽ được sản xuất sử dụng công nghệ 5nm. Cũng theo tờ DigiTimes, tất cả những công ty kể trên đang trong tiến trình đàm phán với TSMC để đi đến thoả thuận sản lượng cung cấp N3 bắt đầu trễ nhất là từ 2023 hoặc trong một thời điểm nào đó ở 2024. Hơn thế nữa, những công ty này cũng được kì vọng sẽ đàm phán sâu hơn về N2 trong những năm tiếp theo, mặc dù họ chắc chắn sẽ không thể tiếp cận N2 được sớm như Apple và Intel.

N2 sẽ đến trong 2026

Tiến trình N2 của TSMC sẽ là lần đầu tiên công nghệ gia công sử dụng gate-all-around field-effect-transistors (GAAFET), vài năm sau 3GAE của Samsung (2023) và Intel 20A (2024). Hơn thế nữa, công ty gia công chip khổng lồ vẫn chưa để lộ ra những kì vọng về thế hệ tiến trình N2 về nguồn điện tiêu thụ, hiệu năng, cũng như tỉ lệ diện tích/mật độ transistor cải tiến so với N3 như thế nào. Dù sao đi nữa, xét về thực tế đây là một tiến trình hoàn toàn mới, thế nên chúng ta có quyền hy vọng về những điểm cải tiến của nó so với thế hệ tiền nhiệm. Những gì chúng ta biết được hiện tại là tiến trình mới này vẫn sẽ dựa trên máy chụp cắt lớp vi tính sử dụng kĩ thuật in lito (litography) siêu cực tím (EUV) với chỉ số 0.33 NA (numerical apecture). Ngược lại, tiến trình 18A của Intel sẽ sử dụng máy chụp cắt lớp vi tính của ASML - Twinscan EXE EUV với chỉ số NA cao (0.55 NA).