TSMC vừa công bố thêm thông tin về tiến trình A16 1,6 nm, công nghệ được xem là điểm khởi đầu cho thế hệ sản xuất chip mới của hãng, với mục tiêu tăng tốc độ, giảm điện năng tiêu thụ và cải thiện mật độ bóng bán dẫn so với tiến trình 2 nm.
Theo thông tin chuẩn bị được TSMC trình bày tại hội nghị chuyên ngành VLSI năm 2026, A16 là một phần trong lộ trình tiến trình mang ký hiệu A của hãng, bên cạnh A14 và các thế hệ xa hơn như A13 và A12. Điểm thay đổi quan trọng nhất của A16 là bổ sung cơ chế cấp điện từ mặt sau của tấm bán dẫn. TSMC gọi giải pháp này là Super Power Rail. Cách làm này chuyển phần cấp điện ra phía sau, giúp mặt trước dành nhiều không gian hơn cho đường truyền tín hiệu.
Về mặt kỹ thuật, A16 tiếp tục dùng cấu trúc transistor nanosheet, nền tảng cũng xuất hiện trên tiến trình N2 2 nm của TSMC. N2 dự kiến được đưa vào sản phẩm thương mại trong thời gian tới, trong đó có các chip như EPYC Venice của AMD. Khi chuyển sang A16, TSMC cho biết hãng thu nhỏ kích thước và thay đổi cách tổ chức cấp điện để cải thiện hiệu quả hoạt động trong các thiết kế ngày càng phức tạp.
So với N2P, A16 có thể tăng tốc độ thêm khoảng 8 – 10% nếu giữ nguyên điện áp cấp cho lõi và không thay đổi diện tích phần lõi. Nếu ưu tiên tiết kiệm điện thay vì tăng tốc, tiến trình mới có thể giảm mức tiêu thụ điện khoảng 15 – 20% ở cùng hiệu năng. Ngoài ra, mật độ logic và mật độ SRAM cũng tăng thêm khoảng 8 – 10%, đồng nghĩa cùng một diện tích khuôn chip có thể bố trí được nhiều thành phần xử lý và bộ nhớ hơn.
TSMC giải thích rằng Super Power Rail giúp cải thiện cả hiệu năng lẫn khả năng thu gọn thiết kế, vì các tài nguyên định tuyến ở mặt trước không còn phải chia sẻ nhiều cho việc cấp điện. Một lợi ích khác là giảm sụt áp trên đường cấp điện, từ đó tăng hiệu quả truyền điện năng đến từng khối xử lý. Hãng cũng nhấn mạnh phương án tiếp xúc từ mặt sau mới vẫn giữ được mật độ cổng, diện tích bố trí và độ linh hoạt về bề rộng linh kiện ở mức tương đương cách cấp điện truyền thống từ mặt trước.
Những đặc tính này khiến A16 đặc biệt phù hợp với các chip điện toán hiệu năng cao, nơi số lượng tín hiệu rất lớn và mạng cấp điện bên trong khuôn chip ngày càng dày đặc. Đây cũng là nhóm sản phẩm đang tăng nhu cầu mạnh nhờ làn sóng AI, khiến các xưởng đúc chip lớn phải liên tục mở rộng công suất.
Dù A16 được lên kế hoạch sản xuất hàng loạt vào quý 4 năm 2026, điều đó không có nghĩa thị trường sẽ có ngay sản phẩm dùng tiến trình này trong cùng thời điểm. Theo lộ trình hiện tại, các chip thương mại dựa trên A16 nhiều khả năng chỉ xuất hiện trong giai đoạn 2027 – 2028. Sau A16 và A14, TSMC sẽ tiếp tục đẩy sang A13 1,3 nm và A12 1,2 nm, hai tiến trình đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn tiếp theo.
Với A13, TSMC cho biết đây là phiên bản thu gọn tiếp từ A14, giúp tiết kiệm khoảng 6% diện tích so với thế hệ trước. Mục tiêu của A13 là tạo ra các thiết kế gọn hơn và hiệu quả hơn cho khách hàng, phục vụ các nhóm sản phẩm như điện toán hiệu năng cao, AI và thiết bị di động. Một điểm thuận lợi là A13 tương thích ngược hoàn toàn với A14, giúp khách hàng dễ chuyển đổi thiết kế hơn. Tiến trình này dự kiến đi vào sản xuất trong năm 2029, muộn hơn A14 khoảng một năm.
Trong cùng giai đoạn, TSMC cũng dự kiến đưa A12 1,2 nm vào sản xuất. A12 là phiên bản tiếp tục hoàn thiện từ A14, đồng thời áp dụng luôn công nghệ Super Power Rail để cấp điện từ mặt sau. Việc TSMC đồng thời chuẩn bị nhiều tiến trình mới cho thấy cuộc đua công nghệ bán dẫn đang bước vào giai đoạn căng hơn, nhất là khi nhu cầu AI tạo áp lực lớn lên năng lực sản xuất toàn ngành. Trong bối cảnh đó, các đối thủ như Intel cũng có cơ hội mở rộng hiện diện, đặc biệt với các công nghệ đóng gói tiên tiến và những tiến trình mới hướng đến khách hàng bên ngoài như 18A-P và 14A.
Nguồn: GenK