Từ lâu, TSMC đã đóng vai trò thống trị trong lĩnh vực sản xuất chip. Bất kể công nghệ hay quy mô sản xuất, họ đều là những đối thủ cạnh tranh hàng đầu. Tuy nhiên, thời gian gần đây, các tin tức về "những thay đổi trong thị trường sản xuất chip" và "Samsung thay thế TSMC" đang xuất hiện trên mạng.

Lý do là Samsung đã trình diễn con chip 3nm đầu tiên trên thế giới tại Hội nghị Mạch Bán dẫn Quốc tế IEEE ISSCC được tổ chức cách đây không lâu.

Hơn nữa, con chip do Samsung trưng bày không chỉ sử dụng công nghệ xử lý tiên tiến nhất mà còn nâng cấp hơn nữa công nghệ GAAFET (transistor hiệu ứng trường cổng bao quanh) của TSMC.

Nói một cách đơn giản, TSMC và Samsung hiện đang sử dụng công nghệ FinFET (Fin Field Effect Transistor) khi sản xuất chip 5nm. Công nghệ GAAFET được sử dụng trong chip 3nm của Samsung được coi là công nghệ thế hệ tiếp theo của FinFET.

Ưu điểm của công nghệ này là cấu trúc tuyệt vời của nó, và các chip sử dụng công nghệ FinFET có thể chứa nhiều bóng bán dẫn hơn.

Công nghệ GAAFET không chỉ duy trì những ưu điểm của công nghệ FinFET mà còn sắp xếp và điều chỉnh các bóng bán dẫn trên chip để tối đa hóa việc sử dụng năng lượng. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và giảm nhiệt.

Theo dữ liệu chính thức từ Samsung, chip 3nm sử dụng công nghệ GAAFET có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn 50% và hiệu năng cao hơn 30% so với chip 3nm sử dụng công nghệ FinFET.

Nếu dữ liệu do Samsung cung cấp là chính xác, thì chip 3nm sử dụng công nghệ GAAFET của Samsung chắc chắn sẽ có hiệu năng tốt hơn chip của TSMC cùng thời kỳ. Mục tiêu vượt qua TSMC và trở thành nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới của Samsung có thể đạt được trong vòng hai năm tới.

Tuy nhiên, TSMC không phải là không có phương án dự phòng. Như bạn biết đấy, TSMC luôn tự hào về công nghệ vượt trội của mình trên thị trường. Lần này, khi đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ Samsung, TSMC cũng bắt đầu đẩy nhanh tiến độ và thực hiện nâng cấp công nghệ chip của mình.

Theo các báo cáo của truyền thông Đài Loan, TSMC sẽ hợp tác với ngành công nghiệp chip Nhật Bản để cùng nhau đẩy nhanh tiến độ sản xuất chip 2nm. Mặc dù Nhật Bản không có các nhà máy sản xuất wafer tiên tiến, nhưng nước này lại giữ vị trí rất quan trọng trong chuỗi cung ứng công nghệ cao.

Lấy ví dụ máy in thạch bản EUV, loại máy quen thuộc nhất với người dùng trong nước. Như chúng ta đã biết, ASML là công ty duy nhất trên thế giới có khả năng sản xuất máy in thạch bản EUV. Nhưng nhiều người không biết rằng ASML thiếu sự hỗ trợ từ các công ty Nhật Bản và do đó không thể tự chế tạo máy in thạch bản EUV.

Các công ty Nhật Bản đóng vai trò quan trọng trong nhiều khía cạnh của việc sản xuất máy quang khắc EUV. Công ty Tokyo Electronics của Nhật Bản chiếm 100% thị trường thiết bị phủ và phát triển máy quang khắc. Tập đoàn Lasertec của Nhật Bản cũng là công ty duy nhất trên thế giới có thể sản xuất thiết bị kiểm tra mặt nạ EUV. Về doanh số bán chất cản quang, các nhà sản xuất Nhật Bản cũng chiếm thị phần dẫn đầu vượt trội.

Đối với TSMC, dựa trên nền tảng kỹ thuật vững chắc của ngành công nghiệp bán dẫn Nhật Bản, việc nghiên cứu và phát triển công nghệ mới sẽ hiệu quả hơn với một nửa nỗ lực. Nhật Bản cũng mong muốn hợp tác với TSMC. Trên thực tế, ngay từ năm 2020, Nhật Bản đã chủ động mời TSMC xây dựng nhà máy sản xuất chip tiên tiến tại Nhật Bản.

Ngoài ra, Nhật Bản cũng đã tập hợp các ông lớn trong lĩnh vực thiết bị chip như Tokyo Electronics, Canon và SCREEN để thành lập một nhóm nghiên cứu và phát triển. Họ dự định thiết lập công nghệ sản xuất bán dẫn thế hệ tiếp theo sau 2nm vào giữa năm nay, và yêu cầu các công ty này thiết lập các dây chuyền sản xuất thử nghiệm để phát triển các công nghệ xử lý điện tinh vi và làm sạch liên quan. Có thể nói rằng Nhật Bản đã hoàn toàn sẵn sàng cho sự hợp tác này.

Dựa trên thông tin đã được TSMC công bố trước đó, TSMC sẽ sử dụng công nghệ MBCFET (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor) trên quy trình 2nm, đây cũng là một loại công nghệ GAAFET. Quy trình này sẽ được đưa vào sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ vào năm 2023 và trở nên phổ biến hơn vào năm 2024. Công nghệ này tiên tiến hơn công nghệ GAAFET 3nm của Samsung.

Bên cạnh Samsung và TSMC, một gã khổng lồ sản xuất chip khác là Intel cũng đang nhắm đến thị trường gia công chip. Tuy nhiên, trong ngắn hạn, sức mạnh của Intel vẫn còn kém xa Samsung và TSMC.

Cuộc đối thoại mạnh mẽ giữa Samsung và TSMC sẽ là cảnh tượng phổ biến nhất trên thị trường sản xuất chip trong 5 đến 10 năm tới.