Huawei công bố kế hoạch sản xuất chip 1,4 nanomet không cần máy móc tiên tiến của ASML

Huawei đang nỗ lực vượt qua một trong những thách thức lớn nhất của ngành công nghiệp bán dẫn: sự phụ thuộc vào máy khắc quang học tiên tiến.

Công ty Trung Quốc vừa công bố đã phát triển một phương pháp chế tạo chip tiên tiến mà không cần đến các thiết bị chuyên dụng, vốn đã định hình thứ bậc toàn cầu trong sản xuất chip.

Hiện đang trong giai đoạn phát triển, phương pháp này nhằm mục tiêu sản xuất các CPU với mật độ bóng bán dẫn tương đương quy trình 1,4 nanomet vào năm 2031. Bà He Tingbo, chủ tịch bộ phận sản xuất chip của Huawei, cho biết giải pháp của công ty khả thi và giá cả phải chăng.

Đây được coi là cột mốc quan trọng cho các nhà sản xuất chip hàng đầu như Intel, TSMC và Samsung Electronics, tất cả đều phụ thuộc vào hệ thống quang khắc cực tím do ASML sản xuất. Tuy nhiên, do bị cấm tiếp cận các thiết bị này theo quy định kiểm soát xuất khẩu của Mỹ, Huawei đang tập trung vào việc thiết kế lại quy trình sản xuất chip nội bộ.

Huawei đang tìm cách vượt qua những hạn chế của công nghệ sản xuất truyền thống bằng cách tập trung vào việc thay đổi kiến trúc. Phương pháp của họ bao gồm việc xếp chồng nhiều lớp mạch điện trên một con chip duy nhất và cải thiện cách dữ liệu được truyền tải giữa các lớp này, nhằm nâng cao hiệu suất mà không cần thu nhỏ các linh kiện hơn nữa.

Chiến lược này phản ánh một xu hướng rộng hơn trong thiết kế bán dẫn, khi ngành công nghiệp tiến gần đến giới hạn vật lý của việc thu nhỏ bóng bán dẫn. Các công ty đang ngày càng khám phá các thiết kế ba chiều và công nghệ đóng gói tiên tiến để duy trì đà tăng hiệu suất. Huawei đã đặt tên cho một phần trong phương pháp của mình là “LogicFolding”, một khung thiết kế sẽ được áp dụng trong các chip Kirin thế hệ tiếp theo dành cho điện thoại thông minh, dự kiến ra mắt vào cuối năm nay.

Huawei cho biết kiến trúc này được thiết kế để cải thiện hiệu năng bằng cách tổ chức lại cấu trúc và cách thức giao tiếp của các phần tử xử lý. Các kỹ thuật tương tự cũng đang được áp dụng cho các chip AI, nơi tốc độ thường phụ thuộc vào luồng dữ liệu cũng như sức mạnh xử lý thô.

Kể từ khi bị đưa vào danh sách đen thương mại năm 2019 và đối mặt với các hạn chế chặt chẽ hơn từ Mỹ đối với công nghệ bán dẫn tiên tiến từ năm 2022, Huawei đã buộc phải phát triển các giải pháp thay thế nội bộ. Công ty cho biết đã dành 6 năm để hoàn thiện năng lực sản xuất chất bán dẫn và đã sản xuất hàng loạt 381 mẫu chip sử dụng các kỹ thuật tương tự. Tuy nhiên, họ vẫn chưa công bố dữ liệu độc lập so sánh hiệu năng của các thiết kế mới nhất với các đối thủ cạnh tranh.

Việc xếp chồng các mạch điện cũng tạo ra những thách thức trong quản lý nhiệt, vì các linh kiện dày đặc có thể giữ nhiệt và ảnh hưởng đến độ tin cậy. Điều này làm tăng độ phức tạp của thiết kế, đòi hỏi phần mềm tiên tiến hơn để điều phối hoạt động trên nhiều lớp logic. Những người quen thuộc với nỗ lực phát triển của công ty cho biết Huawei chỉ mới bắt đầu đạt được kết quả ổn định hơn với công nghệ này trong năm qua.

Tuy nhiên, nếu Huawei hoàn thành đúng tiến độ, đây có thể là thành tích rất đáng nể, mở ra một giải pháp thay thế khả thi cho các phương pháp sản xuất chip truyền thống có thể làm giảm chi phí sản xuất và giảm sự phụ thuộc của ngành công nghiệp vào một số ít nhà cung cấp thiết bị. Điều này cũng cho thấy áp lực địa chính trị đang thúc đẩy việc thử nghiệm trong thiết kế chip, có khả năng định hình lại cách thức chế tạo thế hệ chất bán dẫn tiếp theo.