Tìm hiểu về quy trình sản xuất chip A16 Bionic 2022 của Apple

08:50, 21/11/2020

(XHTT) - Với sự ra mắt của chuỗi iPhone 12 vào tháng 10 vừa qua, phiên bản này đã trở thành thiết bị cầm tay đầu tiên sử dụng chip 5nm với tên gọi A14 Bionic. Công nghệ chip này do Apple thiết kế và chuyển giao cho Công ty bán dẫn Đài Loan TSMC sản xuất. Tuy nhiên, chưa dừng lại ở đó, theo nhiều nguồn tin khác nhau, Apple được cho là sẽ sử dụng chip A16 4nm cho iPhone vào năm 2022.

Nói đến chip A14 Bionic là nói đến quy trình được sử dụng để sản xuất ra các mạch tích hợp trong đó. Con số này dựa trên số lượng bóng bán dẫn được đóng gói bên trong một mm vuông (nanomét – đơn vị đo lường quốc tế). Ví dụ, chip 5nm của TSMC phù hợp với 171,3 triệu bóng bán dẫn bên trong một mm vuông so với 89,97 triệu bóng bán dẫn được đặt trong cùng một không gian bên trong A13 Bionic 7nm. Theo các chuyên gia, mật độ bóng bán dẫn càng cao và nút xử lý càng thấp thì chip càng mạnh và tiết kiệm năng lượng. Có 8,5 tỷ bóng bán dẫn được tích hợp bên trong A13 Bionic và 11,8 tỷ bên trong A14 Bionic. Trong khi chip Apple M1 5nm mới dành cho Mac với 16 tỷ bóng bán dẫn trong đó.

 

Theo Apple, bộ xử lý trung tâm và bộ xử lý đồ họa trên A14 Bionic cho tốc độ nhanh hơn tới 50% so với các chip tương đương hiện đang được sử dụng trên các smartphone khác. Một phần là do chip 5nm đầu tiên của Qualcomm là Snapdragon 875 sẽ không được xuất hiện trên các thiết bị cầm tay có sẵn cho đến đầu năm sau. Chipset Kirin 9000 của Huawei đã được TSMC tung ra thị trường giữa tháng 9 vừa qua thì lại gặp phải các chính sác hạn chế của Hoa Kỳ, do Chính quyền của Tổng thống Trump lo ngại những vấn đề có liên quan đến bảo mật quốc gia. Nhà sản xuất Trung Quốc này đang sử dụng vi mạch 5nm trên dòng Mate 40 của mình. Cả TSMC và Samsung Foundry đều dự kiến ​​sẽ tăng sản xuất trên quy trình 5nm vào năm tới.

Theo báo cáo của TrendForce Apple sẽ tung ra thị trường chip A16 Bionic trên dây chuyền 4nm của TSMC vào nửa đầu năm 2022. Trong khi tương lai của dòng chip Kirin của Huawei còn chưa rõ, thì những chiếc smartphone Android đầu tiên phù hợp với A16 Bionic có thể có mặt trên thị trường là vào năm 2023 thông qua việc phát hành Snapdragon 895.

 

Trong nửa cuối năm 2022, TSMC dự kiến ​​bắt đầu sản xuất hàng loạt chip quy trình 3nm.Những con chip này dự kiến ​​sẽ có mật độ bóng bán dẫn là 300 bóng bán dẫn trên nm2. Mức tăng trưởng này đạt 75% so với mật độ bóng bán dẫn của chip 5nm của TSMC. Để có được cái nhìn rõ hơn về tốc độ xử lý của chip, chúng ta hãy so sánh với iPhone 4 của năm 2010 được cung cấp sức mạnh bởi chipset Apple A4 do Samsung sản xuất tại xưởng sản xuất bằng cách sử dụng nút quy trình 45nm.

Năm 1965, người đồng sáng lập Intel - Gordon Moore đã quan sát thấy, cứ 02 năm một lần mật độ bóng bán dẫn trên chip có xu hướng tăng gấp đôi. Định luật này được gọi tên là Moore và được sửa đổi vào năm 1975 nhằm nâng yêu cầu mật độ bóng bán dẫn tăng gấp đôi sau mỗi hai năm. Qua đây, sự gia tăng số liệu này từ các chip 7nm lên 5nm lên tới 90%. Dựa trên các số liệu sơ bộ, mức tăng từ nút quy trình 5nm lên 3nm sẽ là 75% và có lo ngại rằng chúng ta đang đi đến hồi kết của Định luật Moore. Cả TSMC và Samsung đều có lộ trình tiến tới 2nm và có suy đoán rằng các trung tâm nghiên cứu và phát triển của các hãng này đang được thực hiện trên quy trình 1nm.

 

Điều đã giúp các nhà sản xuất chip tăng mật độ bóng bán dẫn là phát minh ra phương pháp in thạch bản cực tím (EUV). Công nghệ này sử dụng chùm tia cực tím để đánh dấu các tấm silicon để chỉ ra vị trí các bóng bán dẫn sẽ được cài đặt. Như vậy, chip A14 Bionic sử dụng 11,8 tỷ bóng bán dẫn, các mẫu do EUV tạo ra là cực kỳ mỏng và đã giúp Định luật Moore tồn tại.

Có thông tin cho rằng, iPhone 13 vào năm tới sẽ được cung cấp sức mạnh bởi A15 Bionic cũng sẽ sử dụng quy trình 5nm.

Hoàng Thanh


.
1