TSMC nghiên cứu wafer hình chữ nhật để sản xuất nhiều chip hơn

Với wafer hình tròn phổ thông, kích thước chip càng lớn thì phần wafer bỏ đi lại càng nhiều.

Hiện tại hầu như mọi con chip được làm ra ngày nay đều có hình dạng vuông hoặc chữ nhật. Trong khi đó, tấm wafer làm ra chúng lại có hình tròn (do quá trình sản xuất các thỏi tinh thể silicon là hình trụ tròn). Vì thế, luôn có một phần diện tích wafer bị bỏ đi khi sản xuất chip vì chúng không thể tạo ra một con chip nguyên vẹn. Kích thước con chip càng lớn thì số diện tích bị bỏ đi này sẽ càng nhiều. Bạn có thể thấy rõ điều này trên tấm wafer làm ra 25 con chip Tesla Dojo - 4 cạnh của wafer còn thừa rất nhiều chỗ trống.


4 cạnh bị "bỏ mứa" trên tấm wafer sản xuất ra Dojo D1

Trên quan điểm kinh tế mà nói thì phần wafer bỏ đi này hết sức lãng phí. Chi phí nguyên liệu đầu vào vẫn vậy nhưng sản lượng đầu ra không được tối ưu. Nếu như có thể tận dụng được triệt để lượng silicon bỏ đi sẽ hết sức có lợi. Theo nguồn tin của Nikkei Asia, công ty bán dẫn Đài Loan đang nghiên cứu thử nghiệm tấm nền có kích thước 510 x 515 mm để đưa vào sản xuất chip. Theo đó tấm nền chữ nhật này có phần diện tích khai thác được nhiều gấp 3 lần một tấm wafer tròn phổ thông (có thể là loại 300 mm).

Hiện tại, trước nhu cầu bùng nổ AI đặc biệt là từ AMD, NVIDIA, Tesla, các con chip càng lúc càng to hơn và vì thế hiệu suất sản xuất ra chúng là một yếu tố rất nhạy cảm. Theo ước tính của Morgan Stanley, một tấm wafer 300 mm chỉ chứa được 29 chip H100/H200. Còn B200 chỉ được 16 chip. Dĩ nhiên, là chưa tính tới hiệu suất (số die chip tốt có thể dùng được trên toàn bộ wafer).


Quá trình sản xuất ra một tấm wafer Silicon phổ thông

Tất nhiên việc chuyển sang dùng tấm nền chữ nhật sẽ gặp rất nhiều thách thức, từ việc sản xuất ra chúng cho tới việc các trang thiết bị máy móc vốn đang dùng wafer hình tròn sẽ phải thay đổi như thế nào để đáp ứng được yêu cầu của TSMC. Và đây gần như là một canh bạc mà công ty này cần tiến hành thận trọng. Một số hãng công nghệ khác, đặc biệt chuyên về panel màn hình như Samsung hay BOE hoặc Innolux cũng có thể đang nghiên cứu tới việc dùng tấm nền chữ nhật trong sản xuất bán dẫn.