Cuộc đua cải tiến hiệu suất của chip đang diễn ra với tốc độ đáng kinh ngạc. Nhất là khi nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới, TSMC đang không ngừng đẩy xa ranh giới công nghệ với các đối thủ…

Trong năm nay, công ty sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt chip 2nm và đến năm 2026, TSMC dự kiến sẽ bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt chip 1.6nm.

Khi công nghệ sản xuất chip ngày càng tiên tiến, kích thước của các bóng bán dẫn trong chip cũng thu nhỏ lại. Điều này cực kỳ quan trọng vì bóng bán dẫn nhỏ hơn cho phép mật độ bóng bán dẫn cao hơn, từ đó nâng cao hiệu năng và tiết kiệm năng lượng cho chip.

Việc gia tăng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi chip đồng nghĩa với việc các sản phẩm bán dẫn ngày càng trở nên mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng hơn.

Nhìn lại những bước tiến vượt bậc trong công nghệ sản xuất chip chỉ trong vài năm qua để thấy rõ sự phát triển đầy ấn tượng này.

Năm 2019, dòng iPhone 11 được trang bị bộ vi xử lý A13 Bionic sản xuất trên tiến trình 7nm, tích hợp 8,5 tỷ bóng bán dẫn. 

Tháng 9/2024 iPhone 16 Pro Max đã chính thức ra mắt với bộ xử lý A18 Pro sử dụng công nghệ 3nm hiện đại. Dù Apple không công bố chính thức số lượng bóng bán dẫn trên chipset này, nhưng dựa trên thông tin về A17 Pro có 19 tỷ bóng bán dẫn, A18 Pro nhiều khả năng vượt mốc 20 tỷ – một bước tiến lớn về công nghệ.

Tháng 9 tới đây, iPhone 17 dự kiến sẽ ra mắt với bộ vi xử lý A19 và A19 Pro, được sản xuất bằng công nghệ 3nm thế hệ thứ ba của TSMC (N3P).Điều này giúp ngăn chặn rò rỉ dòng điện và cải thiện đáng kể hiệu suất dẫn điện. Nhờ vậy, các chip sẽ hoạt động mạnh mẽ hơn đồng thời tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn.

Đây sẽ là bước đệm để Apple giới thiệu dòng iPhone 18 vào năm 2026, được trang bị chip 2nm tiên tiến.

Tiến xa hơn, khi bắt đầu sản xuất chip 1.6nm, TSMC sẽ giới thiệu công nghệ cấp nguồn phía sau (BPD - Backside Power Delivery). Công nghệ này chuyển nguồn cung cấp điện từ mặt trước của tấm silicon – nơi không gian vốn bị hạn chế bởi các bóng bán dẫn – sang mặt sau, nơi không bị cản trở bởi hệ thống dây dẫn. Cách bố trí này giúp tối ưu hóa không gian trên chip và tăng cường hiệu suất tổng thể.

Vậy khi nào chúng ta sẽ thấy chiếc iPhone đầu tiên tích hợp chip sử dụng tiến trình 1.6nm? Điều này vẫn còn là câu hỏi chờ được giải đáp.

Tuy nhiên, TSMC đã khẳng định rằng chip 1.6nm sẽ mang lại tốc độ cao hơn từ 8% đến 10% so với chip 2nm, mà không tiêu tốn thêm năng lượng. Đây hứa hẹn sẽ là một bước tiến lớn, mở ra tương lai mới cho hiệu suất và hiệu quả năng lượng của các thiết bị di động.