SMIC đưa tiến trình 14nm vào sản xuất hàng loạt, hướng đến 7nm và 5nm

Công ty sản xuất bán dẫn lớn nhất Trung Quốc - SMIC đã bắt đầu sản xuất hàng loạt chip trên tiến trình 14nm tại nhà máy Fab SN1 gần Thượng Hải. Và mặc dù không được tiếp cận các trang thiết bị sản xuất chip tiên tiến nhưng SMIC vẫn hướng đến các node tiến trình 7nm và 5nm.

Thông tin trên được tờ Global Times dẫn lời một quan chức tại Thượng Hải đăng tải. Theo đó, việc tiến trình 14nm của SMIC đi vào sản xuất hàng loạt được xem là cột mốc quan trọng đối với Thượng Hải trong bước đường trở thành trung tâm công nghệ hiện đại và cũng là sự kiện quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất bán dẫn của Trung Quốc nhằm phá bỏ phong tỏa của chính phủ Mỹ trong bối cảnh cạnh tranh công nghệ giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ leo thang.

Việc sản xuất quy mô lớn chip 14nm ở Thượng Hải sẽ thúc đẩy phát triển các lĩnh vực như xe hơi, thành phố thông minh, sản xuất thông minh, IoT và giúp Trung Quốc củng cố lợi thế trở thành công xưởng sản xuất hàng đầu thế giới. Đây cũng là câu trả lời của Trung Quốc trước những lệnh cấm vận xuất khẩu chip của Hoa Kỳ nhằm vào đất nước tỉ dân. Giới chuyên gia cho rằng cấm vận chỉ giúp thúc đẩy Trung Quốc phát triển công nghệ lõi.

Bên cạnh tiến trình 14nm, tờ Global Times cũng cho biết SMIC đang thúc đẩy phát triển các node tiến trình nhỏ hơn như 7nm và 5nm.

Tiến trình 7nm của SMIC, được gọi là N+1 đã được công ty tiết lộ từ đầu năm 2020 và nó được xem là giải pháp thay thế của công ty đối với node tiến trình lớp 7nm của TSMC với chi phí sản xuất rẻ hơn nhờ sử dụng các công cụ quang khắc tia cực tím sâu (DUV) - một công nghệ cũ hơn so với quang khắc siêu cực tím (EUV). N+1 hướng đến mục tiêu giảm điện năng tiêu thụ 57%, tăng hiệu năng 20% và giảm kích thước die từ 55 đến 63% so với chip dùng tiến trình 14nm của SMIC.

Một phát hiện của TechInsights sau đó chỉ ra rằng các kích thước của N+1 như Fin Pitch (FP), Contacted Poly Pitch (CPP) và Metal 2 Pitch (M2P) gần như sao y bản chính với tiến trình N10 của TSMC. Tuy nhiên, công nghệ có tên Extensive Design Technology Co-Optimization (DTCO) và các thư viện logic mật độ cao đã cho phép tiến trình N+1 của SMIC đạt được mật độ bán dẫn lên đến 89 triệu transistor/mm2 - ngang bằng với mật độ của tiến trình TSMC N7 hay Intel 10nm. Như vậy N+1 rất có khả năng là giải pháp thay thế lớp 7nm, ít nhất là đối với lớp logic.

Một ứng dụng của tiến trình N+1 đó là chip đào Bitcoin dành cho các máy đào MinerVA. SMIC đã sử dụng các công cụ DUV để tạo ra những con chip đào tiêu thụ chưa đến 25 W điện. Những con chip này đủ đơn giản để có thể sản xuất và thương mại hóa bằng tiến trình N+1 và nó cũng đóng vai trò là công cụ để giúp SMIC hiểu rõ hơn về hiệu năng của tiến trình, mức tiêu thụ điện năng và mật độ khiếm khuyết.

Với việc tiến trình N+1 của SMIC đã đạt chuẩn và sẵn sàng để sản xuất chip thương mại thì có thể thấy SMIC vẫn có thể sống mà không cần đến các công cụ EUV, thứ mà họ cũng như các công ty sản xuất bán dẫn khác của Trung Quốc không thể mua do các lệnh cấm từ Hoa Kỳ. Tuy nhiên, việc SMIC có thể tạo ra chip phức tạp hơn bằng tiến trình N+1 hay không thì chưa rõ. Một con chip giờ đây không đơn giản chỉ có lớp logic mà nó còn bao gồm nhiều thứ như các cụm nhân xử lý phức tạp, nhân xử lý đồ họa, nhân chức năng đặc biệt như Neural Engine ... Vì vậy sẽ khó để N+1 của SMIC tiếp cận với nhóm khách hàng cao cấp, điển hình như HiSilicon của Huawei. Thêm vào đó, SMIC cũng sẽ cần giấy phép từ Bộ thương mại Hoa Kỳ nếu muốn nhận các hợp đồng sản xuất cho khách hàng bởi nhiều công cụ được sử dụng tại nhà máy của SMIC có nguồn gốc từ Mỹ.

Bên cạnh N+1, SMIC cũng đã nhắc đến N+2 tức 5nm nhưng chưa rõ SMIC sẽ sản xuất như thế nào bởi các công cụ DUV với tia laser ArF 193nm có những hạn chế về độ phân giải và việc sử dụng kỹ thuật quang khắc đa mẫu hình để giảm kích thước của đường mạch có thể ảnh hưởng đến sản lượng.

                                                                            Source : Tom's Hardware and tinhte