Samsung sẽ sản xuất vi xử lí theo quy trình 10nm vào năm 2016?

Samsung mới chỉ sản xuất các phần cứng sử dụng chipset theo quy trình 14nm trong thời gian gần đây nhưng hiện tại họ đã lên kế hoạch sản xuất vi xử lí 10nm vào năm 2016. Trước đó, một nhà sản xuất chip lớn khác là TSMC cũng đã có một ý tưởng tương tự. Trong khi Samsung quyết chi khoảng 8 tỷ USD cho công nghệ tiên tiến này thì Intel, một trong những nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới vẫn chưa có động thái gì rõ ràng.

Cuộc chiến giữa Samsung và TSMC tới thời điểm hiện tại thực chất vẫn chỉ diễn ra trên giấy tờ, thông qua những phát ngôn của họ. Hay như gần đây cũng xuất hiện nhiều tranh luận về việc liệu Qualcomm hay Apple sẽ xây dựng nhà máy sản xuất chip theo quy trình 10nm trước mặt dù hiện tại hai công ty vẫn chưa cung cấp được một bộ vi xử lí 14nm nào.

Theo các chuyên gia phân tích thì chu kì nhanh chóng của các công nghệ (trong đó có quy trình sản xuất chip) đang được thúc đẩy bởi các nhà sản xuất điện thoại thông minh, những công ty đã gắn sự phát triển phần cứng và phần mềm hàng năm với việc thúc đẩy doanh thu của họ. Hiện tại, các công ty này không áp dụng chu kỳ kinh doanh dài cho các sản phẩm của mình vì công nghệ thay đổi hàng ngày và không ai muốn tụt hậu so với đối thủ của mình. Kinh nghiệm của Apple là một minh chứng cụ thể trong trường hợp này: họ ra mắt chip A5 theo quy trình 45nm vào năm 2010, chip A5 45nm vào năm 2011 nhưng sau đó chuyển sang 32 nm trong năm 2012; Apple A5, A5X, A6 đều được sản xuất trên quy trình 32nm vào năm 2012 nhưng Apple A7 chuyển đến 28nm trong năm 2013 và A8 được xây dựng trên 20nm trong năm 2014. Năm nay, chip Apple A9 được cho là sẽ ra mắt với quy trình 14nm.

Apple không phải là công ty duy nhất thực hiện việc rút ngắn chu kỳ của các quy trình sản xuất vi xử lí mà trong đó bao gồm cả Qualcomm, TMSC và Samsung. Thậm chí, TMSC và Samsung còn xem đây là một cuộc chiến không chỉ trên mặt trận quảng bá sản phẩm mà họ còn đầu tư một số tiền khá lớn để rút ngắn thời gian thay thế giữa các quy trình sản xuất chip, dẫn đến một vấn đề nghiêm trọng trong việc khấu hao và kiếm tiền từ chính sản phẩm do họ sản xuất ra (chu kì sản phẩm ngắn sẽ đặt áp lực rất lớn lên doanh số và lợi nhuận của các công ty, đặc biệt, với các công ty sản xuất chip, họ còn phải khấu hao vào các máy móc mà họ đã đầu tư để chuyển đổi công nghệ).

Trong mô hình các quy trình sản xuất chip truyền thống, các nhà sản xuất như TSMC, Samsung, UMC và SMIC đã thu được một khoảng lợi nhuận đáng kể từ những công nghệ mà Intel đã từ bỏ cách đây 10 năm. Biểu đồ kinh doanh trong Quý 1/2015 cho TSMC cho thấy 39% lợi nhuận của họ đến từ các sản phẩm vi xử lí được sản xuất theo quy trình từ 0,5un đến 65nm. Nếu tính cả các con chip sản xuất theo quy trình 40/45nm (45nm ra mắt năm 2008) thì hơn một nửa doanh thu của công ty đến từ các công nghệ mà Intel, AMD, Nvidia đã không sử dụng trong nhiều năm qua.

Khi ra mắt một quy trình sản xuất chip mới, nhà sản xuất thường thu hút khách hàng của mình bằng cách giảm chi phí và cải thiện hoạt động của sản phẩm. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thiết bị cũng gặp phải vấn đề phải đầu tư đồng bộ để áp dụng các con chip mới vào sản phẩm của mình.

Hiện tại, chúng ta đang nhìn thấy một số lượng ngày càng tăng các công ty gắn bó với các quy trình sản xuất cũ. UMC và ARM gần đây đã ký một thỏa thuận để thúc đẩy công nghệ 55nm cho IoT vì công nghệ này có nhiều lợi thế về chi phí và điện năng tiêu thụ. Các thiết bị IoT có thể tiết kiệm 350 lần điện năng dựa vào công nghệ sản xuất chip cũ nhưng được cải tiến.

Xu hướng thay đổi quy trình sản xuất chip liên tục cũng tác động đến thị trường đồ họa. Các nhà thiết kế SoC cao cấp như AMD và Nvidia là những người thua cuộc lớn với quy trình 20nm khi cả hai công ty này không có kế hoạch sản xuất GPU tích hợp vào các chip sản xuất theo công nghệ mới này. Sau đó, họ tập trung vào quy trình 14/16nm nhưng AMD và Nvidia kết hợp lại vẫn chưa bằng một phần mười doanh số của Apple hay Qualcomm. Trong khi đó, card đồ họa đóng vai trò rất quan trọng với các thiết bị công nghệ và việc thay đổi chu kỳ sản xuất chip quá nhanh hàng năm có thể dẫn đến việc các nhà sản xuất đồ họa không bắt kịp xu thế này.

Mặc cho những hứa hẹn của các công ty như TSMC và Samsung thì thời gian xuất hiện của các sản phẩm sử dụng chip 10nm có thể sẽ trễ hơn so với năm 2017. Với Intel, thông thường họ sẽ tổ chức sự kiện của riêng mình với các đối tác để triển khai công nghệ mới. Trong khi đó, với những công ty như Apple, Qualcomm thì việc sản xuất con chip mới là bước đầu tiên, sau đó họ phải gửi đến các nhà khai thác mạng khác nhau và phải mất 5 đến 9 tháng sau thì những đối tác này mới có thể ra mắt bản ROM tùy biến hoạt động được với chip mới. Như vậy, Samsung có thể sẽ giới thiệu chip 10nm vào cuối năm 2016 nhưng ít nhất cũng phải đến Quý 2/2017 người dùng mới được sở hữu những sản phẩm đầu tiên sử dụng vi xử lí này. Về phía các nhà sản xuất GPU thì thời gian có vẻ nhanh hơn khi họ chỉ cần 1 đến 3 tháng (AMD và Nvidia) để cho ra card đồ họa tương thích với chip mới của TSMC.

Tham khảo: Extremetech

Qualcomm bắt tay với Samsung để sản xuất chip Snapdragon 820?