Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) hôm 8/9 cho biết họ sẽ bắt đầu sử dụng thiết bị sản xuất chip tiên tiến nhất thế giới do ASML chế tạo từ năm 2030. Trong khi đó, Samsung Electronics đặt mục tiêu áp dụng công nghệ này sớm nhất là vào năm 2028, còn Intel cho biết họ đã bắt đầu sản xuất hàng loạt bằng cỗ máy mới này.
Động thái của ba nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới diễn ra trong bối cảnh cuộc đua sản xuất các loại chip xử lý dành cho trí tuệ nhân tạo (AI) với hiệu năng ngày càng mạnh mẽ đang trở nên gay gắt.
Máy quang khắc cực tím (EUV) có khẩu độ số cao (High-NA) là thiết bị được chế tạo độc quyền bởi công ty ASML của Hà Lan. Là phiên bản kế nhiệm của các máy quang khắc EUV tiêu chuẩn, công nghệ High-NA EUV cho phép các nhà sản xuất chip tạo ra các họa tiết và thiết kế mạch điện với kích thước siêu nhỏ, mở đường cho việc sản xuất các loại chip mạnh mẽ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
Các máy quang khắc EUV tiêu chuẩn hiện đã được các nhà sản xuất chip hàng đầu sử dụng để chế tạo các loại chip ở mức tiến trình 7 nanômét hoặc tiên tiến hơn. Thông thường, kích thước nanômét càng nhỏ thì chip càng tiên tiến, mạnh mẽ và có cấu trúc phức tạp.
Máy quang khắc High-NA EUV là thiết bị sản xuất chip đắt đỏ nhất thế giới, với mức giá lên tới 350 triệu euro (407 triệu USD). Con số này cao hơn gấp đôi so với giá của một hệ thống EUV tiêu chuẩn (200 triệu USD) và tương đương một chiếc Boeing 777 thân rộng cỡ lớn.
Những thông báo từ Intel, Samsung và TSMC cho thấy sự ủng hộ mạnh mẽ đối với nhà cung cấp thiết bị sản xuất chip của Hà Lan cũng như công nghệ thế hệ mới của họ. Cam kết của các hãng này cũng giúp xua tan những lo ngại rằng công nghệ quang khắc tiên tiến như vậy có thể quá đắt đỏ hoặc quá phức tạp để có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.
Trước đó, các lãnh đạo của TSMC từng cho rằng chi phí sử dụng phiên bản nâng cấp của thiết bị này là quá cao, mặc dù họ cùng với Samsung là những đơn vị đầu tiên áp dụng máy quang khắc EUV tiêu chuẩn của ASML vào năm 2019.
Ngược lại, Intel đã chậm hơn trong việc chuyển đổi sang công nghệ EUV tiêu chuẩn và thay vào đó vẫn dựa vào các thiết bị quang khắc cũ hơn. Theo các lãnh đạo trong ngành, quyết định này đã dẫn đến tỷ lệ sản xuất thành phẩm thấp đối với một số loại CPU (bộ vi xử lý trung tâm) và gây chậm trễ trong lộ trình ra mắt sản phẩm mới của hãng. Họ đã chủ động hơn trong việc triển khai công nghệ EUV khẩu độ số cao (high-NA EUV) và đã nhận máy vào năm 2024. Công ty cho biết họ đã bắt đầu sử dụng thiết bị này cho "một số lớp" của các con chip sản xuất bằng quy trình 18A trong năm nay.
Trong khi đó, Samsung cho biết họ có kế hoạch đưa máy EUV khẩu độ số cao vào quy trình sản xuất chip nhớ DRAM trước năm 2028; đây sẽ là bước đi tiên phong trong ngành này.
"Kỷ nguyên AI đang chuyển đổi ngành công nghiệp bán dẫn và nâng cao tầm quan trọng của đổi mới công nghệ trên toàn bộ chuỗi giá trị," ông Young Hyun Jun, Phó Chủ tịch kiêm CEO của Samsung Electronics, phát biểu.
Hiện tại, chỉ có TSMC, Intel và Samsung mới đủ năng lực về cả tài chính lẫn công nghệ để sản xuất hàng loạt các loại chip logic tiên tiến nhất thế giới. Các nhà sản xuất chip Trung Quốc, chẳng hạn như Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC), đang bị ngăn cản mua các thiết bị sản xuất chip tối tân của ASML do các lệnh hạn chế xuất khẩu từ Mỹ và Hà Lan. Tuy nhiên, họ vẫn đang tích cực theo đuổi năng lực sản xuất chip tiên tiến hơn bằng các công cụ có công nghệ thấp hơn.
Trung Quốc cũng đang tìm cách xây dựng giải pháp nội địa để cạnh tranh với ASML. Trong khi đó, công ty Rapidus của Nhật Bản đặt mục tiêu sản xuất chip tiên tiến bằng máy EUV của ASML, nhưng với quy mô nhỏ hơn trong giai đoạn đầu.