EnglishSamsung Electronics đang nỗ lực nâng cấp phương pháp gate-all-around (GAA), một công nghệ mới được áp dụng từ quy trình 3nm của các xưởng đúc chất bán dẫn (sản xuất theo hợp đồng bán dẫn), lên 2nm.
Kyung-hyun Kyung-hyun, chủ tịch và người đứng đầu bộ phận DS của Samsung Electronics, dự kiến sẽ hướng tới sự đảo ngược công nghệ trong quy trình 2nm tiên tiến thế hệ tiếp theo dựa trên bí quyết áp dụng công nghệ GAA trước đối thủ đúc Đài Loan TSMC.
Tại ‘Diễn đàn đúc Samsung 2023’ được tổ chức tại Thung lũng Silicon vào ngày 27 (giờ địa phương), Samsung Electronics đã công bố lộ trình bắt đầu sản xuất hàng loạt 2nm vào năm 2025, tập trung vào chất bán dẫn di động và mở rộng quy trình 2nm sang điện toán hiệu năng cao vào năm 2026 và ô tô vào năm 2027.
Đây là lần đầu tiên Samsung Electronics tiết lộ lộ trình chi tiết cho quy trình tiên tiến sau khi tuyên bố vào năm ngoái rằng nó sẽ bước vào quy trình 2nm vào năm 2025.
Samsung Electronics hiện đang sản xuất các sản phẩm quy trình 3nm dựa trên công nghệ GAA tại khuôn viên Hwaseong và dự kiến sẽ mở rộng sản xuất quy trình 3nm và 2nm tại cơ sở Pyeongtaek trong tương lai.
Đối thủ cạnh tranh của Samsung là TSMC cũng đã công bố kế hoạch bắt đầu sản xuất hàng loạt quy trình 2nm dựa trên công nghệ GAA từ cuối năm 2025.
TSMC hiện đang đầu tư 80 nghìn tỷ won để xây dựng nhà máy quy trình 2nm dựa trên công nghệ GAA tại Công viên Khoa học Tân Trúc của Đài Loan kể từ đầu năm nay.
Do đó, dự kiến những điểm mấu chốt sẽ quyết định sự thành công hay thất bại của cuộc cạnh tranh công nghệ đúc bán dẫn trong tương lai sẽ liên quan chặt chẽ đến sự trưởng thành của công nghệ GAA.
Gate-all-around (GAA) là một công nghệ cho phép kênh và cổng gặp nhau ở bốn phía. So với phương pháp ‘FinFET’ hiện có, chỉ có ba mặt của bề mặt tiếp xúc kênh và cổng, việc kiểm soát cổng được tăng cường, không chỉ cải thiện hiệu suất trong khi tiêu thụ ít điện năng hơn mà còn giải quyết vấn đề dòng rò.
Vì GAA là một công nghệ mới nên không dễ để sản xuất sản phẩm ổn định trong giai đoạn đầu. Tuy nhiên, nếu công nghệ được giải quyết, nó được cho là vượt trội hơn khoảng 10% so với phương pháp FinFET về mức tiêu thụ điện năng và tỷ lệ hiệu suất (hiệu suất trên công suất).
Điều này được hiểu rằng TSMC của Đài Loan vẫn đang áp dụng phương pháp FinFET hiện có, không phải công nghệ GAA, trong quy trình 3nm.
Mặt khác, Samsung Electronics dự kiến sẽ có thể đạt được ưu thế công nghệ ở tiến trình 2nm vì họ đã tinh chỉnh công nghệ của mình thông qua thử và sai bằng cách áp dụng quy trình GAA ở tiến trình 3nm
Vào tháng 7 năm ngoái, khi tuyên bố rằng ông đã thành công trong việc sản xuất hàng loạt quy trình 3nm đầu tiên trên thế giới, Tổng thống Kyung đã đánh giá cao tầm quan trọng của việc áp dụng công nghệ GAA, dường như phù hợp với kịch bản đảo chiều trung và dài hạn của Samsung.
“Thành công ban đầu trong sự phát triển ban đầu của công nghệ GAA, sẽ là một giải pháp thay thế mới khi các bóng bán dẫn FinFET đã đạt đến giới hạn công nghệ của chúng, là kết quả sáng tạo của việc tạo ra thứ gì đó từ con số không”, Kyung nói, “Samsung Electronics đã tạo ra một bước đột phá trong kinh doanh đúc với việc sản xuất hàng loạt sản phẩm này.“
Trong một bài giảng gần đây tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST), ông bày tỏ sự tự tin rằng ông có thể bắt kịp TSMC.
“Xét về khả năng cạnh tranh tổng thể của xưởng đúc (bao gồm cả năng suất, v.v.), TSMC đi trước chúng tôi hai năm (Samsung Electronics) về công nghệ 4nm và một năm trước 3nm”, Kyung nói thêm, “Samsung Electronics có thể đi trước chúng tôi khi nói đến 2nm.”
Ban đầu, có quan điểm trên thị trường cho rằng Samsung Electronics đang chấp nhận rủi ro bằng cách áp dụng trước công nghệ GAA trong quy trình 3nm.
Trong khi đó, truyền thông Đài Loan đã ca ngợi năng lực công nghệ của TSMC dựa trên công nghệ FinFET và suy đoán rằng Samsung Electronics không thể nắm bắt năng suất trong quy trình 3nm với công nghệ GAA.
Tuy nhiên, trong ngành công nghiệp bán dẫn, Samsung Electronics gần đây đã đánh giá rằng tỷ lệ năng suất (tỷ lệ sản phẩm tốt so với thành phẩm) của quy trình 3nm mà công nghệ GAA được áp dụng đang đi đúng hướng và phân tích rằng nó rất có khả năng dẫn đầu trong tiến trình 2nm.
Kim Dong-won, một nhà nghiên cứu tại KB Securities, cho biết: “Tính đến quý II năm nay, tỷ lệ sản lượng của các xưởng đúc 3nm, 4nm và 5nm, là những quy trình tiên tiến trong kinh doanh bán dẫn hệ thống của Samsung Electronics, là 70 ~ 90%, dường như là một sự cải thiện đáng kể so với năm ngoái”.
