Tiết lộ lý do Qualcomm chọn TSMC để sản xuất chip 3nm: Bảo sao đây là hãng đúc chip lớn nhất thế giới hiện nay

Báo cáo của trang tin Hàn Quốc Chosun cho biết, cả tiến trình sản xuất chip 3nm Gate-All-Around (GAA) của Samsung Foundry và 3nm FinFET của TSMC đều đạt được hiệu suất lên tới 50% - nghĩa là 50% số bóng bán dẫn trên mỗi tấm wafer 3nm đạt được tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng và số còn lại sẽ gặp lỗi.

Tuy nhiên, theo một báo cáo mới từ Hàn Quốc, hãng chip Qualcomm từ chối đặt hàng Samsung Foundry sản xuất chip cho mình cho đến khi hãng đúc chip này đạt được hiệu suất lên tới 70%. Cho đến lúc đó Qualcomm sẽ tiếp tục sử dụng dịch vụ đúc chip của hãng TSMC, vốn đã sản xuất chip Snapdragon 8+ Gen 1 cho họ.

Lý do của điều này là vì nếu sử dụng dịch vụ đúc chip của Samsung, Qualcomm sẽ phải trả tiền cho mọi con chip trên tấm wafer cho dù nó có đạt tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng hay không. Ngược lại TSMC lại dành cho khách hàng lớn nhất của mình một thỏa thuận tốt hơn nhiều – đó là hãng đúc chip này sẽ chịu mọi chi phí cho bất kỳ con chip 3nm nào bị lỗi.

Do vậy, với hiệu suất 50% hiện tại của Samsung, Qualcomm sẽ phải tăng giá các chip Snapdragon của mình để bù đắp số tiền dành cho các con chip lỗi mà họ vẫn phải trả Samsung. Do vậy, chỉ đến khi Samsung tăng được hiệu suất cho tiến trình 3nm GAA của mình lên hơn 70%, Qualcomm mới có thể quay lại sử dụng dịch vụ đúc chip của công ty Hàn Quốc.

Công nghệ GAA của Samsung cho phép bóng bán dẫn tiếp xúc kênh dẫn theo cả 4 hướng, giúp làm giảm đáng kể hiện tượng rò điện đồng thời mang lại cường độ dòng điện đi qua kênh cao hơn. Đối với tiến trình 3nm, Samsung sử dụng công nghệ thiết kế chip này với các tấm silicon kích thước nano được đặt theo chiều dọc. Trong khi đó, TSMC cho biết, họ sẽ không sử dụng công nghệ GAA này cho đến khi đạt tới tiến trình 2nm.

Hiện tại đối với tiến trình 3nm, TSMC vẫn sử dụng công nghệ chip FinFET thông dụng để sản xuất, nhằm tạo ra số bóng bán dẫn cao hơn, hiệu quả năng lượng tốt hơn và nhiều sức mạnh hơn. Cho đến nay, chip 3nm được sử dụng trên smartphone là chip A17 Pro được trang bị trên các iPhone 15 Pro và Pro Max mới ra mắt của Apple.

Samsung cũng đã sản xuất các chip 3nm bằng công nghệ của mình, nhưng chúng mới chỉ được trang bị cho một công ty khai thác bitcoin của Trung Quốc. Do không phải sản xuất cho smartphone nên các chip này vẫn tương đối dễ sản xuất.

Trước đây Qualcomm từng sử dụng tiến trình 5nm của Samsung Foundry để sản xuất chip Snapdragon 8 Gen 1 của họ, được giới thiệu vào tháng 12 năm 2021. Tuy nhiên, hiệu suất 35% trên mỗi tấm wafer của Samsung là quá thấp đến mức buộc Qualcomm phải chuyển sang TSMC để sản xuất phiên bản nâng cấp của dòng chip này, Snapdragon 8+ Gen 1.

Các tin đồn cho thấy, TSMC đã được Qualcomm chỉ định là hãng sản xuất dòng chip Snapdragon 8 Gen 3 sắp ra mắt, trong khi phiên bản Snapdragon 8 Gen 4 sẽ là sự tham gia của cả Samsung và TSMC – dự kiến ra mắt vào năm 2024. Nhưng 2 tháng trước, nhiều tin đồn cho rằng Samsung sẽ giành toàn bộ đơn hàng của Snapdragon 8 Gen 4 khi TSMC đã quá tải do Apple và MediaTek đã giành toàn bộ năng lực sản xuất chip 3nm của hãng này.

Tuy vậy, nếu Samsung Foundry không thể đạt được hiệu suất 70% cho tiến trình 3nm kịp với lộ trình ký kết của Qualcomm, đồng thời hãng TSMC không thể gia tăng công suất của mình, hãng thiết kế chip Mỹ sẽ lâm vào tình huống khó khăn.

Hoặc họ sẽ phải đặt hàng Samsung Foundry bất kể hiệu suất như thế nào, hoặc họ sẽ phải thiết kế lại bộ xử lý Snapdragon 8 Gen 4 này để sản xuất trên tiến trình 4nm. Trước đó, theo dự báo của nhà phân tích Ming-Chi Kuo, Qualcomm đã loại bỏ khả năng sử dụng dây chuyền của Intel để sản xuất chip Snapdragon cho mình.