Tìm hiểu về công nghệ sản xuất chip 7nm và 3nm

Công nghệ sản xuất chip 7nm và 3nm là một khái niệm khá phổ biến trong giới đam mê tìm hiểu về các tiến trình tạo nên các bộ vi xử lý hiện đại. Hôm nay chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu một làm rõ về các khái niệm này, cũng như những nội dung thông tin liên quan đến tiềm năng và thách thức của công nghệ chip 7nm và 3nm nhé!

Cấu tạo của CPU

Bộ vi xử lý (CPU) được cấu thành bởi hàng tỷ bóng bán dẫn siêu nhỏ, với hai trạng thái hoạt động là bật và tắt để thực hiện tính toán. Các bóng bán dẫn này cần có nguồn điện để duy trì hoạt động, và kích thước của bóng bán dẫn càng nhỏ thì lượng điện năng tiêu thụ của bộ vi xử lý càng thấp. “7nm” và “3nm” là các đơn vị đo kích thước của bóng bán dẫn (“nm” là viết tắt của từ nanomet). Nanomet cũng là một trong những thông số đo hữu ích để đánh giá sức mạnh của các bộ vi xử lý hiện đại.

Xem thêm:

• Chip điện tử là gì ? Có những loại chip xử lý điện thoại nào phổ biến ?
• TOP 11 chip mạnh nhất trong bảng xếp hạng chip điện thoại 2023

Chip 7nm là gì?

Các con chip được sản xuất trên tiến trình 7nm đã được xuất hiện từ thời điểm năm 2016 và sử dụng phổ biến trên các thiết bị công nghệ di động cao cấp nhiều năm trở lại đây. Nó là công nghệ sản xuất chip có tính chất nối tiếp cho sự phát triển của những bộ vi xử lý hiệu năng cao, kèm theo khả năng tối ưu điện năng tiêu thụ của công nghệ tiến trình 10nm tiền nhiệm.

Trên thực tế thì thông số 7nm không phải là kích thước tổng thể của con chip, mà thuộc về những Transistor cấu tạo bên trong nó. Transistor càng nhỏ thì nó càng tích hợp được nhiều hơn vào trong mỗi bộ vi xử lý cụ thể, từ đó giúp tăng tốc độ xử lý, tính toán của con chip. Điều này cũng kéo theo khả năng giảm lượng tiêu thụ điện do có nhiều Transistor cùng thực hiện xử lý công việc.

Chip 3nm là gì?

Chip 3nm là công nghệ sản xuất chip thế hệ mới nhất hiện nay, được phát triển bởi các nhà sản xuất linh kiện TSMC và Samsung. Với kích thước nhỏ hơn, chip 3nm giúp tăng cường hiệu năng xử lý và tiết kiệm năng lượng đáng kể so với các công nghệ sản xuất trên tiến trình 7nm trước đó. Ngoài ra, chip 3nm cũng được trang bị các tính năng bảo mật tiên tiến và hỗ trợ kết nối mạng 5G.

Chip 3nm là một công nghệ tiên tiến mới nhất trong việc chế tạo và sản xuất chip. Việc sản xuất bộ vi xử lý trên tiến trình 3nm đòi hỏi khả năng chế tạo, công nghệ vật liệu và kiểm soát chất lượng khắt khe hơn rất nhiều so với các công nghệ 7nm trước đó. Để sản xuất chip 3nm, các nhà sản xuất cần sử dụng các kỹ thuật chế tạo bán dẫn nâng cao, gồm etsi, e-beam và các kỹ thuật lithography đặc biệt khác.

Chip 7nm và chip 3nm có tốt không?

Với những tiến bộ về mặt công nghệ sản xuất, cũng như sự phát triển của vật liệu chế tạo. Con người ngày càng cố gắng tối ưu tiến trình sản xuất chip làm cho nó nhỏ hơn. Góp phần gia tăng hiệu suất sử dụng, tối ưu năng lượng tiêu thụ, nhằm đem lại cho các thiết bị di động có hiệu suất tốt hơn rất nhiều.

Chính vì vậy chúng ta có thể kết luận rằng các dòng chip được sản xuất trên tiến trình thế hệ mới sẽ có chất lượng tốt hơn rất nhiều so với những phiên bản chip trước đây. Điều này làm cho các phiên bản chip sản xuất trên tiến trình 7nm và 3nm đều có chất lượng cũng như hiệu năng được gia tăng đáng kể so với các con chip sử dụng tiến trình 10nm, 14nm, 32nm trước đây.

Tiềm năng và thách thức của chip 7nm & 3nm

Việc sử dụng các bộ vi xử lý trên nền tảng tiến trình 7nm, 3nm đem lại nhiều tiềm năng tích hợp vào các thiết bị điện tử. Với kích thước nhỏ hơn và hiệu năng cao hơn, thế hệ chip 7nm, 3nm có thể giúp cải thiện hiệu suất và thời lượng pin của các thiết bị di động phổ biến như điện thoại thông minh, máy tính bảng và laptop…

Ngoài ra, các thế hệ chip 7nm, 3nm cũng có tiềm năng được sử dụng trong các ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI, xe tự lái và UAV máy bay không người lái, các lĩnh vực hiệu suất và tính năng đóng vai trò vô cùng then chốt trong hiệu quả sử dụng đảm bảo đáp ứng.

Mặc dù các thế hệ chip 7nm, 3nm có nhiều lợi thế rất rõ ràng, nhưng việc sản xuất bộ vi xử lý trên các tiến trình này cũng đặt ra nhiều trở ngại. Việc tối ưu kích thước nhỏ hơn của Transistor luôn đòi hỏi kéo theo quy trình sản xuất phức tạp và đòi hỏi sự chính xác cao hơn rất nhiều.

Tầm quan trọng của tiến trình sản xuất vi xử lý

Định luật Moore nổi tiếng cho rằng: số lượng bóng bán dẫn trên các bộ vi xử lý sẽ tăng gấp đôi sau mỗi thời gian khoảng hai năm, trong khi giá thành sản xuất sẽ giảm đi một nửa. Tính chính xác của định luật này đã được chứng minh trong một thời gian khá dài, nhưng gần đây nó bắt đầu có dấu hiệu chững lại. Cuối thập niên 90 của thế kỷ trước và đầu những năm 2000, kích thước bóng bán dẫn cứ theo thời gian hai năm lại giảm đi một nửa, dẫn đến những tiến bộ về công nghệ sản xuất bộ vi xử lý.

Tuy nhiên, gần đây, có vẻ như con người đã đạt tới những giới hạn nhất định của công nghệ chế tạo bóng bán dẫn, và do đó, việc thu nhỏ kích thước của chúng trở nên ngày càng phức tạp hơn. Việc tiến trình 10nm sản xuất chip vào năm 2013, được cho là nỗ lực đáng kể đầu tiên của các hãng phát triển sau một một thời gian dài nhằm thu nhỏ kích thước của bóng bán dẫn, và giúp cho định luật Moore tiếp tục đảm bảo sự chính xác.

Kết luận

Vậy là chúng ta đã cùng đi tìm hiểu về các tiến trình chip 7nm, 3nm với các nội dung nêu trên. Có thể nói rằng trải qua nhiều thập kỷ phát triển, con người đã không ngừng tạo ra những rào cản và tự phá vỡ chúng để đặt tới những giới hạn mới trong việc gia tăng hiệu năng của bộ vi xử lý. Chắc chắn rằng trong tương lai chúng ta sẽ tiếp tục được chứng kiến những bộ vi xử lý mạnh mẽ hơn nữa tiếp tục được tích hợp trên các thiết bị công nghệ cao.