So sánh lộ trình của 3 hãng foundry lớn
- Ba hãng foundry lớn gồm Intel, Samsung và TSMC đã bắt đầu công bố những phần chính trong lộ trình cho các thế hệ công nghệ chip tương lai
- Cả ba đều có kế hoạch tiếp tục thu nhỏ transistor xuống vùng 18/16/14 angstrom, và có thể chuyển từ nanosheet và forksheet FET sang complementary FET(CFET)
- AI/ML và sự bùng nổ dữ liệu là các động lực chính
- Có xu hướng tận dụng các mảng phần tử xử lý có tính dư thừa và đồng nhất cao để cải thiện yield
- Cách gắn hàng chục hoặc hàng trăm chiplet lên đế theo cấu hình 2.5D cũng đang gia tăng
- Cả ba đều đang phát triển 3D-IC hoàn chỉnh, đồng thời dự kiến cung cấp cả tùy chọn dị thể với logic xếp chồng lên logic rồi gắn lên đế (được gọi là 3.5D hoặc 5.5D)
Xu hướng thiết kế tùy biến hàng loạt tăng tốc mạnh
- Việc đưa các thiết kế chuyên biệt theo miền ra thị trường nhanh hơn rất nhiều so với trước đây là yếu tố thiết yếu để giành lợi thế cạnh tranh
- Để làm được điều đó, cần có những thay đổi mang tính nền tảng trong cách thiết kế chip, sản xuất và đóng gói
- Cần có tiêu chuẩn, các phương thức kết nối đổi mới và sự cộng tác giữa nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau
- Cách tiếp cận này, còn được gọi là "thiết kế tùy biến hàng loạt", được xem là bước tiếp theo của định luật Moore
Thách thức khi vận hành các chiplet dị thể cùng nhau
- Thách thức đầu tiên là kết nối các chiplet dị thể theo cách có thể dự đoán được
- Trọng tâm là phát triển các tiêu chuẩn Universal Chiplet Interconnect Express(UCIe) và Bunch of Wires(BoW)
- Khả năng kết nối này là yêu cầu quan trọng với cả ba hãng, nhưng đồng thời cũng là một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa họ
- Intel sử dụng Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB)
- Phát triển các chiplet có chức năng giới hạn theo đúng đặc tả bằng cách tiếp cận dựa trên socket
- Cung cấp bộ kit thiết kế lắp ráp package
- Samsung sử dụng cầu nối nhúng mà hãng gọi là 2.3D hoặc I-Cube ETM
- Kết nối các subsystem vào cầu nối để tăng tốc độ xử lý
- Xây dựng các mini-consortium nhắm vào từng thị trường cụ thể
- Công bố ngôn ngữ công nghệ hệ thống riêng có tên 3DCODE
- TSMC đang thử nghiệm nhiều lựa chọn khác nhau
- Cung cấp nhiều tùy chọn đóng gói như cầu nối RDL và non-RDL, fan-out, 2.5D chip-on-wafer-on-substrate(CoWoS) và System On Integrated Chips (SoIC)
- Giới thiệu ngôn ngữ mới 3Dblox để cung cấp khung thiết kế cấp cao kết hợp các thành phần vật lý và kết nối
Lộ trình công nghệ tiến trình
- Samsung dự kiến đưa vào tiến trình 14 angstrom SF1.4 vào khoảng năm 2027 (có vẻ sẽ bỏ qua 18/16 angstrom)
- Đưa ra lộ trình xếp chồng die 2nm(SF2) lên die 4nm(SF4X) rồi tiếp tục gắn lên một đế khác
- Từ năm 2027, hãng có kế hoạch xếp chồng SF1.4 lên SF2P
- Intel có kế hoạch đưa tiến trình 18A vào năm nay và tiến trình 14A vài năm sau đó
- Intel dự kiến sử dụng Foveros Direct 3D để xếp chồng logic lên logic
- TSMC sẽ bổ sung tiến trình A16 vào năm 2027
- CoWoS hiện đã được dùng cho advanced packaging của chip AI từ NVIDIA và AMD
- Công nghệ SoIC hướng tới việc xếp chồng bộ nhớ lên logic và tích hợp thêm các thành phần khác như cảm biến
Các công nghệ đổi mới khác
- Samsung công bố kế hoạch HBM tùy biến, theo đó stack 3D DRAM sẽ được đóng gói bên dưới một lớp logic có thể cấu hình
- Intel đang phát triển công nghệ PowerVia, cấp điện qua mặt sau chip để giải quyết vấn đề cấp nguồn khi mật độ transistor tăng cao
- TSMC và Samsung cũng đang phát triển công nghệ cấp điện mặt sau
- Intel công bố kế hoạch đưa vào đế kính, với ưu điểm là độ phẳng cao và ít khuyết tật hơn
- TSMC và Samsung cũng đang phát triển công nghệ đế kính
Tầm quan trọng của hệ sinh thái
- Năng lực xây dựng hệ sinh thái của các hãng foundry đang trở nên rất quan trọng
- Vì ngành bán dẫn đã trở nên quá phức tạp để một doanh nghiệp đơn lẻ có thể tự làm mọi thứ
- Tuy nhiên, khi số lượng tiến trình tiếp tục tăng, việc các công ty EDA hỗ trợ mọi thay đổi hay cải tiến sẽ ngày càng khó hơn
Kết luận
- Các vấn đề trong chuỗi cung ứng bán dẫn và tình hình địa chính trị đang làm nổi lên nhu cầu tái cơ cấu sản xuất tại Mỹ và châu Âu
- Trọng tâm của cạnh tranh là "khả năng cung cấp giải pháp nhanh và hiệu quả"
- Cạnh tranh giữa các foundry đang ngày càng phức tạp hơn, và các chỉ số so sánh đơn giản không còn hiệu quả nữa
Chưa có bình luận nào.