TSMC đầu tư 40 tỉ USD vào dây chuyền sản xuất 3nm

Vào ngày 6/12/2022, TSMC tuyên bố họ đã sẵn sàng khởi động nhà máy mới nhất gần thành phố Phoenix, bang California, nhà máy này dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất công nghệ xử lý N4 vào năm 2024.

Bên cạnh đó, TSMC cũng công bố họ sẽ bắt đầu xây dựng một nhà máy thứ hai, cũng ở Arizona, dự kiến sẽ sản xuất công nghệ xử lý 3nm vào năm 2026. Đây là một bước tiến quan trọng đối với ngành sản xuất chip trên toàn thế giới.

Tổng khoản đầu tư cho hai nhà máy này rơi vào khoảng 40 tỉ đô la Mỹ, đây là khoản đầu tư trực tiếp từ nước ngoài lớn nhất trong lịch sử Arizona và là một trong những khoản đầu tư từ nước ngoài lớn nhất trong lịch sử Hoa Kỳ.

Về nhà máy thứ hai của TSMC, nhà máy này sẽ sản xuất các tấm bán dẫn (wafer) bằng cách sử dụng các công nghệ xử lý N3 của TSMC, các lớp 3nm sẽ bao gồm tổng cộng 5 loại nút (nodes) - N3E, N3P, N3S và N3X và vẫn sử dụng công nghệ FinFET. Các biến thể N3 này dự kiến sẽ cung cấp hiệu suất cao hơn, mật độ bóng bán dẫn tăng lên và tăng cường điện áp cho các ứng dụng hiệu suất cực cao. Ngoài ra tất cả công nghệ này sẽ hỗ trợ FinFlex, một tính năng bí mật của TSMC giúp tăng cường đáng kể tính linh hoạt trong thiết kế và cho phép các nhà thiết kế chip tối ưu hóa chính xác hiệu suất, mức tiêu thụ điện năng và chi phí. Đồng thời nhà máy này sẽ cung cấp ra thị trường 600.000 tấm wafer mỗi năm.

FinFET (fin field-effect transistor) – hiệu ứng trường vây bà chiều, là công nghệ dựa trên định luật Moore cho phép các nhà sản xuất chất bán dẫn tạo ra các transistor 3D nhỏ hơn, hiệu suất cao hơn để tăng tốc độ xử lý mà không bị rò rỉ năng lượng.

Nhà máy đầu tiên của TSMC ở Arizona thì sẽ tập trung sản xuất chip xử lý sử dụng công nghệ N5 của công ty – công nghệ này bao gồm các nút N5, N5P, N4, N4P và N4X. Nhà máy sẽ sản xuất khoảng 240.000 tấm wafer mỗi năm. Dự kiến chi phí đầu tư vào nhà máy này khoảng 12 tỉ đô la Mỹ.

Có một điểm cần lưu ý là mặc dù dây chuyền sản xuất 3nm của TSMC vẫn sẽ cực kỳ tiên tiến vào năm 2026, tuy nhiên nó vẫn sẽ cần 3 đến 4 năm cho đến khi TSMC bắt đầu sử dụng chúng ở Đài Loan, trong khi đến thời điểm đó, theo lộ trình của TSMC, công nghệ sản xuất hàng đầu sẽ là N2 (2nm).

Theo thời gian, công ty có thể xây dựng thêm các modul để bổ sung cho dây chuyền sản xuất của mình, tuy nhiên cả Intel và Samsung cũng sẽ có năng lực sản xuất hàng đầu cho các đối tác của họ ở Mỹ vào năm 2025-2026. Điều này hứa hẹn cuộc chiến trên mặt trận sản xuất chip sẽ rất khốc liệt, thị trường có thể sẽ thay đổi rất nhiều vào những năm tới.

Mục tiêu của TSMC Arizona sau khi hoàn thành là sẽ trở thành cơ sở sản xuất chip bán dẫn xanh nhất ở Mỹ, có công nghệ sản xuất chip bán dẫn tiên tiến nhất trong nước, cho phép tạo ra các sản phẩm thế hệ kế tiếp với hiệu năng cao và tiêu thụ điện năng thấp. Với những hứa hẹn kể trên, chúng ta hoàn toàn có thể hy vọng vào một cuộc bứt phá mạnh mẽ trong những năm tới khi thị trường ngày càng phát triển và một sự bùng nổ về các cuộc cách mạng trong công nghệ sản xuất chip bán dẫn!

Ad Siro

Theo TSMC – Anandtech – Tomshardware