Silicon tùy chỉnh của Apple dự kiến sẽ nhảy vọt lên 3nm, một kỹ thuật sản xuất thế hệ tiếp theo, vào cuối năm nay, nhưng chính xác thì quy trình nâng cao có ý nghĩa gì đối với chip thế hệ tiếp theo của công ty?
Chế tạo chất bán dẫn là quá trình được sử dụng để sản xuất chip. Nói một cách đơn giản, “nút” của quy trình là thước đo kích thước nhỏ nhất có thể được sử dụng trong sản xuất, được đo bằng nanomet (nm). Nút của chip giúp xác định mật độ bóng bán dẫn, cũng như chi phí, hiệu suất và hiệu quả của nó.
Mối liên hệ với các kích thước vật lý thực tế đã trở nên mơ hồ trong những năm gần đây khi các tiến bộ đã chậm lại và hoạt động tiếp thị trở nên quan trọng hơn, nhưng nó vẫn biểu thị rộng rãi mức độ tiên tiến của công nghệ chip.
Hiện tại Apple đang sử dụng những nút nào?
Apple đã thực hiện bước nhảy lớn cuối cùng về quy trình chế tạo vào năm 2020, khi chuyển sang quy trình 5nm của TSMC với A14 Bionic và chip M1. Một số chip, chẳng hạn như S6, S7 và S8 trong Apple Watch đã tiếp tục sử dụng quy trình chế tạo 7nm vì chúng dựa trên A13 Bionic – chip 7nm cuối cùng của Apple được thiết kế cho iPhone.
Apple đã giới thiệu chip A16 Bionic với iPhone 14 Pro và iPhone 14 Pro Max vào năm ngoái. Apple tuyên bố rằng đó là chip 4nm vì nó sử dụng quy trình “N4” của TSMC, nhưng trên thực tế, nó được sản xuất với phiên bản nâng cao của quy trình 5nm N5 và N5P của TSMC.
3nm sẽ mang lại điều gì?
Ở mức tối thiểu, 3nm sẽ mang lại bước nhảy vọt về hiệu suất và hiệu quả lớn nhất cho chip của Apple kể từ năm 2020. Số lượng bóng bán dẫn tăng lên nhờ 3nm cho phép chip thực hiện đồng thời nhiều tác vụ hơn với tốc độ nhanh hơn trong khi sử dụng ít năng lượng hơn.
Kỹ thuật sản xuất thế hệ tiếp theo cho phép chip sử dụng ít năng lượng hơn tới 35% trong khi vẫn mang lại hiệu suất tốt hơn so với quy trình 5nm mà Apple đã sử dụng cho tất cả các chip dòng A và M của mình kể từ năm 2020.
Chip 3nm cũng có thể cho phép phần cứng chip chuyên dụng tiên tiến hơn. Ví dụ: chip 3nm có khả năng hỗ trợ các tác vụ học máy và trí tuệ nhân tạo tiên tiến hơn, cũng như các khả năng đồ họa tiên tiến hơn.
Apple được đồn đại là đã thiết kế một CPU mới có khả năng dò tia cho A16 Bionic nhưng đã loại bỏ công nghệ này vào cuối quá trình phát triển của A15 Bionic, quay trở lại CPU từ A15 Bionic. Do đó, khả năng hỗ trợ dò tia tích hợp với các chip 3nm đầu tiên rất có thể xảy ra.
Cần lưu ý rằng việc chuyển sang kích thước chip nhỏ hơn cũng có thể gây ra một số thách thức, chẳng hạn như tăng mật độ năng lượng, sinh nhiệt và độ phức tạp trong sản xuất. Đây là một trong những lý do tại sao các bước nhảy vọt trong quy trình chế tạo chính ngày càng ít xảy ra hơn.
Dựa theo Thông tin, các chip silicon tương lai của Apple được xây dựng trên quy trình 3nm sẽ có tối đa bốn khuôn, hỗ trợ tối đa 40 lõi điện toán. Chip M2 có CPU 10 nhân và M2 Pro và Max có CPU 12 nhân, vì vậy 3nm có thể tăng đáng kể hiệu suất đa nhân.
Khi nào thì những con chip 3nm đầu tiên xuất hiện?
TSMC đã tăng cường thử nghiệm sản xuất 3nm kể từ năm 2021 nhưng năm nay công nghệ này dự kiến sẽ đủ trưởng thành để có thể thương mại hóa. TSMC dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất thương mại toàn bộ chip 3nm vào quý 4 năm 2022. Lịch trình sản xuất được cho là sẽ đúng kế hoạch.
Đơn đặt hàng chip 3nm của Apple được cho là lớn đến mức chiếm toàn bộ năng lực sản xuất nút của TSMC trong năm nay. Các báo cáo gần đây cho thấy nhà cung cấp đang gặp khó khăn trong việc sản xuất đủ chip 3nm để đáp ứng nhu cầu cho các thiết bị sắp ra mắt của Apple.
Các nhà phân tích tin rằng TSMC đang gặp vấn đề với các công cụ và năng suất, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất số lượng lớn công nghệ chip mới. Có khả năng một số thiết bị M3 có thể bị trì hoãn một chút do những sự cố này, nhưng có vẻ như Apple sẽ không muốn trì hoãn việc ra mắt các mẫu A17 Bionic và iPhone 15 Pro.
Sau khi quá trình sản xuất 3nm được thiết lập tốt, TSMC sẽ chuyển sang 2nm. Nó dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất trên nút 2nm vào năm 2025.
Những thiết bị sắp ra mắt nào sẽ có chip Apple Silicon 3nm?
Năm nay, nhiều tin đồn cho rằng Apple sẽ giới thiệu ít nhất hai con chip được sản xuất theo quy trình 3nm của TSMC: A17 Bionic và chip M3. Các thiết bị đầu tiên chứa A17 Bionic có thể là iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max, dự kiến sẽ ra mắt vào mùa thu.
Các thiết bị M3 đầu tiên dự kiến sẽ bao gồm MacBook Air 13 inch cập nhật, iMac 24 inch và iPad Pro. iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max là những thiết bị duy nhất được đồn đại có chứa chip A17 Bionic, nhưng có khả năng nó sẽ xuất hiện trên iPhone 16 và iPhone 16 Plus vào năm tới và có khả năng là các thiết bị khác như iPad mini và Apple TV trong năm tới. những năm tới.
Apple đang làm việc trên nhiều chip M3, có tên mã là Ibiza, Lobos và Palma. Nhìn xa hơn về phía trước, nhà phân tích Ming-Chi Kuo của Apple tin rằng các mẫu MacBook Pro 14 và 16 inch mới ra mắt vào năm 2024 sẽ có chip M3 Pro và M3 Max.