Những con chip đầu tiên dựa trên tiến trình này sẽ xuất hiện trong năm 2026.

Mới đây, TSMC đã trình làng một loạt công nghệ mới, bao gồm quy trình "A16" với tiến trình 1.6nm. Công nghệ mới này cải thiện đáng kể mật độ logic và hiệu năng của chip, hứa hẹn những nâng cấp vượt bậc cho các sản phẩm điện toán hiệu năng cao và trung tâm dữ liệu.

Quy trình A16, dự kiến được TSMC đưa vào sản xuất thương mại từ năm 2026, tích hợp các bóng bán dẫn nanosheet cải tiến cùng giải pháp đường ray năng lượng mặt sau mới. Những cải tiến này được kỳ vọng sẽ mang lại tốc độ tăng 8-10% và giảm 15-20% điện năng tiêu thụ so với quy trình N2P của TSMC.

Ngoài ra, TSMC còn công bố việc triển khai công nghệ Hệ thống trên đế wafer (System-on-Wafer, hay SoW), tích hợp nhiều die trên một đế wafer duy nhất để tăng sức mạnh tính toán đồng thời chiếm ít diện tích hơn. Sản phẩm SoW đầu tiên của TSMC, hiện đang được sản xuất, dựa trên công nghệ Integrated Fan-Out (InFO).

TSMC cũng đang đạt được tiến bộ trong việc sản xuất chip 2nm và 1.4nm. Quy trình "N2" 2nm của hãng được lên kế hoạch sản xuất thử nghiệm vào nửa cuối năm 2024 và sản xuất hàng loạt vào cuối năm 2025, tiếp theo là quy trình "N2P" cải tiến vào cuối năm 2026. Sản xuất thử nghiệm tiến trình 2nm sẽ bắt đầu vào nửa cuối năm 2024, với sản xuất quy mô nhỏ tăng dần vào quý 2 năm 2025. Vào năm 2027, các cơ sở sản xuất tại Đài Loan sẽ bắt đầu chuyển hướng sang sản xuất chip "A14" 1.4nm.

Mỗi thế hệ quy trình mới của TSMC đều vượt trội so với thế hệ trước về mật độ bóng bán dẫn, hiệu năng và hiệu suất. Cuối năm ngoái, có thông tin cho rằng TSMC đã trình diễn chip 2nm cho Apple trước khi dự kiến giới thiệu chúng vào năm 2025.

Theo truyền thống, Apple là một trong những công ty đầu tiên áp dụng các công nghệ chế tạo chip tiên tiến của TSMC. Ví dụ, Apple là công ty đầu tiên sử dụng quy trình 3nm của TSMC với chip A17 Pro trên iPhone 15 Pro và iPhone 15 Pro Max, và Apple có khả năng sẽ tiếp tục đi đầu trong việc sử dụng các quy trình sản xuất chip sắp tới. Các thiết kế chip tiên tiến nhất của Apple trước đây thường xuất hiện trên iPhone trước khi được trang bị trên các dòng iPad và Mac.

Chip A18 sắp tới của Apple dành cho dòng iPhone 16 dự kiến sẽ dựa trên N3E (3nm cải tiến), trong khi A19 cho các mẫu iPhone 17 vào năm 2025 dự kiến sẽ là chip 2nm đầu tiên của Apple. Nếu lộ trình của TSMC không đổi, iPhone 18 có thể sẽ là dòng máy đầu tiên sử dụng chip dựa trên quy trình 1.6nm của TSMC.

Theo Đời sống Pháp luật 

Nghiên cứu của Microsoft cũng chỉ ra cách AutoDev có thể làm thay đổi bộ mặt ngành phát triển phần mềm, bằng cách phân công lại trách nhiệm trong công việc.

 Ngành phát triển phần mềm, lựa chọn nghề nghiệp phổ biến trong vài thập kỷ qua, đang dần thay đổi với sự trỗi dậy của Trí tuệ Nhân tạo (AI). Theo đó, ngành nghề này đang đối diện vói sức ép 'bị cướp việc' từ chính AI, trong bối cảnh AI không chỉ thực hiện phần lớn các công việc mà còn giảm bớt sự phụ thuộc vào nhân lực lập trình.

Microsoft AutoDev, một sản phẩm mới của Microsoft, chính là ví dụ minh họa rõ nét cho bước tiến này. AutoDev là một phần mềm tự động dựa trên nền tảng AI, khai thác triệt để các khả năng của AI để tối ưu hóa quá trình phát triển phần mềm. Theo tài liệu nghiên cứu của Microsoft về AutoDev, AI Agent (Tác nhân AI) của công cụ này sẽ là 'nhân tố chính'. 

Theo định nghĩa, AI Agent là một hệ thống máy tính được thiết kế để đưa ra quyết định, chọn công cụ và thực hiện hành động để đạt được mục tiêu cụ thể, thường là mục tiêu hoặc bộ mục tiêu được xác định trước. Agent hoạt động độc lập, hiếm khi cần sự can thiệp của con người vào hoạt động của nó. 

"AutoDev cho phép người dùng xác định các mục tiêu kỹ thuật phần mềm phức tạp, sau đó giao cho các tác nhân AI (AI Agent) tự động của AutoDev để thực hiện. Các tác nhân AI này có khả năng thực hiện đa dạng các thao tác trên cơ sở code, bao gồm chỉnh sửa tệp, truy xuất, xây dựng, thực thi, kiểm thử và các hoạt động git. Chúng còn truy cập được vào tệp tin, đầu ra của biên dịch, nhật ký xây dựng và kiểm thử, công cụ phân tích tĩnh và nhiều hơn nữa. Điều này giúp các tác nhân AI hoàn thành các nhiệm vụ một cách tự động, dựa trên sự hiểu biết sâu sắc về bối cảnh cần thiết.", tài liệu của Microsoft mô tả.

Các kết quả thử nghiệm đầu tiên cho AutoDev rất khả quan. Khi thử nghiệm trên bộ dữ liệu HumanEval, AutoDev đã đạt tỷ lệ thành công 91.5% trong việc tạo ra các dòng code và 87.8% trong sinh kiểm thử.

Nghiên cứu của Microsoft cũng chỉ ra cách AutoDev có thể làm thay đổi bộ mặt ngành phát triển phần mềm, bằng cách phân công lại trách nhiệm như sau:

"Vai trò của nhà phát triển trong khuôn khổ AutoDev đã chuyển từ lập trình thủ công và xác nhận các gợi ý từ AI sang giám sát và điều phối sự hợp tác giữa nhiều tác nhân AI trên các nhiệm vụ cụ thể, với khả năng cung cấp phản hồi khi cần. Nhà phát triển giờ đây có thể theo dõi tiến trình của AutoDev thông qua việc quan sát cuộc đối thoại liên tục, được dùng để giao tiếp giữa các tác nhân và kho lưu trữ thông tin."

Với những tiến bộ này, AutoDev không chỉ nâng cao hiệu quả phát triển phần mềm mà còn mở ra một kỷ nguyên mới trong ngành công nghệ thông tin, nơi mà AI không chỉ hỗ trợ mà còn có thể dẫn dắt quá trình phát triển.

"Dân dev" nghĩ gì về công cụ AutoDev của Microsoft?

Các nhà phát triển đã có những phản ứng thú vị và không kém phần hài hước về Microsoft AutoDev, một công cụ mới mà Microsoft giới thiệu nhằm tự động hóa quá trình phát triển phần mềm thông qua trí tuệ nhân tạo (AI).

Một số ý kiến cho rằng: "Tôi có thể tưởng tượng AutoDev kết hợp với các công cụ đo lường chất lượng và hiệu suất mã hiện có. Nó chưa hoàn hảo, nhưng lại cho thấy tiềm năng của những gì sắp tới, dù có vẻ như chưa sẵn sàng để được áp dụng rộng rãi."

Một nhà phát triển khác bày tỏ: "Thật dễ dàng nhìn thấy lãnh đạo doanh nghiệp sẽ rất ấn tượng và có thể sẽ cắt giảm nhân sự để tiết kiệm chi phí, nhưng rốt cuộc có thể họ sẽ không nhận được sản phẩm nào hoàn chỉnh như mong đợi."

Còn có ý kiến hài hước rằng: "Hệ thống này có thể tự động....hủy bỏ bản thân sau khi gặp phải các quản lý sản phẩm (Product Manager - PM), những người miệng thì đòi một nút màu xanh lá cây nhưng trong đầu lại thực sự lại muốn một cái nút màu tím."

Và một nhận xét cuối cùng: "Hy vọng AI sẽ phát triển một phiên bản hệ điều hành Windows tốt hơn và phát hành nó miễn phí cho mọi người."

Mặc dù đã có nhiều suy đoán, nhưng việc AutoDev xuất hiện sớm đến vậy là điều không nhiều người ngờ tới. Chúng ta cần chờ xem AutoDev sẽ hoạt động như thế nào trong thời gian tới và liệu nó có thật sự biến các nhà phát triển phần mềm trở thành chỉ những người giám sát công việc hay không.

Được biết thêm, không chỉ riêng Microsoft, các công ty công nghệ lớn khác như Google cũng đã không ngần ngại tham gia vào cuộc đua này. Gần đây, Google đã giới thiệu Gemini Code Assist và CodeGemma, với Gemini Code Assist hỗ trợ lập trình đa ngôn ngữ, trong khi CodeGemma chạy trực tiếp trên thiết bị của người dùng.

Bản thân những nhân vật nổi tiếng tại thung lũng Sllicon cũng có quan điểm cho rằng nghề lập trình sẽ dần do AI đảm nhiệm, đơn cử như CEO Nvidia Jensen Huang. Tại hội thảo GTC 2024 diễn ra tháng 3/2024 tại California, ông Huang chia sẻ quan điểm. "Tôi nghĩ mọi người có thể học mọi loại kỹ năng", ông nói, so sánh việc học viết code cũng tương tự các kỹ năng như tung hứng, chơi piano hay học tính toán. "Lập trình không phải là điều cần để bạn trở thành người thành công. Nhưng nếu ai đó muốn học, hãy học vì chúng tôi đang tuyển lập trình viên".

Theo người sáng lập Nvidia, kỹ sư muốn thành công không nhất thiết phải trở thành một lập trình viên C++, thay vào đó chỉ cần trở thành kỹ sư ra lệnh.

Tại sự kiện hồi tháng 2 ở Dubai, Jensen Huang cũng từng gây sốc khi nói người trẻ không nên học lập trình. Theo ông, con người đang ở giai đoạn đầu của cuộc cách mạng AI và lập trình không còn là kỹ năng quan trọng nữa. Ông cho rằng trí tuệ nhân tạo đang đảm nhận công việc này ngày một tốt, do đó con người nên tập trung vào các chuyên môn có giá trị hơn như sinh học, giáo dục, sản xuất hoặc nông nghiệp.

Theo Đời sống Pháp luật

Hiện tại thị trường Trung Quốc đóng góp đến 27% và 15% tổng doanh thu cho các hãng chip Intel và AMD của Mỹ.

Trong động thái mới nhất của mình, chính quyền Trung Quốc đã yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông dần chấm dứt sử dụng chip nước ngoài vào năm 2027, ảnh hưởng trực tiếp đến hai nhà sản xuất chip lớn của Mỹ là Intel và Advanced Micro Devices (AMD).

Động thái này được xem là một phần trong nỗ lực rộng lớn của Trung Quốc nhằm giảm sự phụ thuộc vào công nghệ do phương Tây sản xuất. Quốc gia này đang chuyển sang sử dụng các lựa chọn trong nước trong bối cảnh căng thẳng giữa Trung và Mỹ đang diễn ra. Sự phát triển này diễn ra trong bối cảnh Mỹ thắt chặt các hạn chế về xuất khẩu công nghệ cao đến các quốc gia đối thủ.

Theo báo cáo của WSJ, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc đã ra lệnh cho các nhà khai thác di động thuộc sở hữu nhà nước như China Mobile và China Telecom kiểm tra mạng lưới của họ để xác định các bán dẫn không phải do Trung Quốc sản xuất và lập kế hoạch thời gian thay thế chúng.

Trước đó vào tháng Ba, nhiều báo cáo cho biết, chính phủ Trung Quốc đã ban hành hướng dẫn loại bỏ Intel và AMD khỏi máy tính cá nhân và máy chủ sử dụng trong chính phủ.

Đây sẽ là đòn đánh nặng nề giáng vào Intel. Báo cáo kinh doanh của công ty cho biết, trong năm 2023, Trung Quốc là thị trường lớn nhất của Intel, khi công ty chip khổng lồ của Mỹ thu về hơn 27% tổng doanh thu từ quốc gia này.

Năm ngoái, Trung Quốc cũng đóng góp 15% doanh số bán hàng của AMD. Các nhà sản xuất chip này phụ thuộc nặng nề vào nền kinh tế lớn thứ hai thế giới cho doanh số bán hàng của họ.

WSJ cũng phát hiện rằng những mua sắm gần đây của các nhà khai thác viễn thông Trung Quốc rõ ràng cho thấy họ đang ngày càng chuyển sang các lựa chọn trong nước. Điều này được thực hiện một phần nhờ chất lượng và sự ổn định được cải thiện của các sản phẩm chip nội địa.

Năm 2022, cơ quan quản lý tài sản nhà nước của Trung Quốc cũng đã chỉ đạo các doanh nghiệp nhà nước thay thế các hệ thống phần mềm văn phòng bằng sản phẩm trong nước vào năm 2027.

Cuộc đối đầu thương mại và công nghệ giữa Mỹ và Trung Quốc đang khiến các hãng chip Mỹ rơi vào tình thế khó chồng khó. Trước đó, chính phủ Mỹ đã thực hiện nhiều biện pháp nhằm hạn chế nguồn cung chip tiên tiến cho các công ty Trung Quốc, do đó không chấp thuận chip AI mà AMD thiết kế riêng cho thị trường Trung Quốc. Công ty này giờ đây sẽ phải nộp đơn xin giấy phép xuất khẩu.

Tuy nhiên, chính quyền cựu tổng thống Trump lại cho phép đối thủ Intel xuất khẩu CPU cho Huawei, dù công ty này bị đưa vào danh sách hạn chế thương mại vào năm 2019 do vi phạm các lệnh trừng phạt liên quan đến Iran. Mới đây hãng Huawei đã ra mắt chiếc laptop tích hợp AI đầu tiên của mình, MateBook X Pro, được trang bị bộ xử lý Core Ultra 9 mới của Intel.

Vào tháng 10 năm 2022, Mỹ đã áp dụng các quy tắc nhằm hạn chế Trung Quốc truy cập vào các chip Mỹ cao cấp, đặc biệt là những chip quan trọng đối với công nghệ trí tuệ nhân tạo. Cuối năm ngoái, Mỹ đã thông báo các hạn chế mới để ngăn chặn việc bán thêm chip AI cho Trung Quốc, nhằm đóng các lỗ hổng cảm thấy trong lệnh trước, theo CNBC.

Một số nhà lập pháp Mỹ đã yêu cầu chính quyền Biden thu hồi giấy phép đặc biệt của Intel. Tuy nhiên, họ đã đồng ý tiếp tục nó khi giấy phép sẽ hết hạn vào cuối năm nay.

Theo Đời sống Pháp luật 

Huawei Technologies đang cho xây dựng một trung tâm nghiên cứu và phát triển thiết bị bán dẫn khổng lồ ở Thượng Hải, theo Nikkei. Một trong những mục đích lớn lao là chế tạo máy in thạch bản - thiết bị quan trọng để sản xuất chip tiên tiến. Sự kìm kẹp của Mỹ đã hạn chế khả năng tiếp cận mặt hàng này của Huawei và vì vậy, nhà sản xuất đến từ Bắc Kinh phải tự mình khắc phục.

Đối với nhân sự làm việc tại trung tâm mới, Huawei tung ra gói lương cao gấp đôi các nhà sản xuất chip địa phương. Nhiều kỹ sư dày dặn kinh nghiệm làm việc với các nhà chế tạo công cụ chip hàng đầu toàn cầu đã được chiêu mộ, trong đó có những người từng 15 năm cống hiến cho các nhà sản xuất chip hàng đầu như TSMC, Intel và Micron.

Tuy nhiên, mức lương hào phóng đồng nghĩa với việc lao động Huawei phải dành thời gian cho nhà máy nhiều hơn bình thường.

“Làm việc với họ thật tàn bạo. Đó không phải là 996 nghĩa là làm việc từ 9 giờ sáng đến 9 giờ tối, sáu ngày một tuần nữa, mà là 007. 007 tức là từ nửa đêm đến nửa đêm, bảy ngày một tuần. Không có ngày nghỉ”, một kỹ sư chip Trung Quốc nói với Nikkei Asia. “Hợp đồng có thời hạn ba năm, nhưng phần lớn mọi người không thể tồn tại cho đến lúc đó”.

Hạn chế từ phía Mỹ đã thúc đẩy nhiều nhà sản xuất chip Trung Quốc tìm kiếm sự lựa chọn thay thế trong nước. Naura, nhà cung cấp thiết bị bán dẫn hàng đầu đại lục, chứng kiến doanh thu tăng gấp 4 lần kể từ năm 2018. Huawei cũng phản ứng lại bằng cách tăng cường mạnh mẽ năng lực sản xuất trong nước.

Theo Nikkei, trung tâm R&D mới của công ty nằm ở quận Qingpu phía tây Thượng Hải, trong một khuôn viên rộng rãi. Nơi đây đặt trung tâm phát triển chip lớn và trụ sở mới của HiSilicon Technologies, đơn vị thiết kế chip của Huawei. Các trung tâm nghiên cứu về công nghệ không dây và điện thoại thông minh cũng điểm mặt.

Theo chính quyền Thượng Hải, tổng vốn đầu tư cho toàn bộ cơ sở R&D rơi vào khoảng 12 tỷ nhân dân tệ (1,66 tỷ USD), qua đó biến đây trở thành một trong những dự án hàng đầu thành phố vào năm 2024. Chi tiêu cho R&D của Huawei trong năm 2023 đạt mức cao kỷ lục 164,7 tỷ nhân dân tệ, chiếm 23,4% tổng doanh thu của hãng.

Được biết, khuôn viên có diện tích rộng bằng 224 sân bóng đá và lớn gần gấp đôi khuôn viên Ox Horn nổi tiếng. Sau khi hoàn thành, sức chứa nơi đây có thể lên tới hơn 35.000 công nhân công nghệ cao.

Trước khi Mỹ thêm Huawei vào danh sách đen thương mại, công ty này tập trung chủ yếu vào thiết kế chip và hợp tác với các đối tác sản xuất toàn cầu như TSMC và Globalfoundries. Sau khi khả năng tiếp cận công nghệ Mỹ bị hạn chế, Huawei chuyển sang hợp tác với nhà sản xuất chip Trung Quốc SMIC và các nhà phát triển chip địa phương. Theo các nhà phân tích, Huawei là một trong những công ty Trung Quốc tích cực nhất trong việc tận dụng các nhà cung cấp địa phương và đầu tư vào nhiều giải pháp thay thế trong nước.

Huawei Technologies đang cho xây dựng một trung tâm nghiên cứu và phát triển thiết bị bán dẫn khổng lồ ở Thượng Hải

Brady Wang, nhà phân tích chất bán dẫn của Counterpoint, cho biết Huawei đã nỗ lực nội địa hóa nguồn cung chip và chuyển sang sử dụng linh kiện địa phương từ các nhà cung cấp như BOE Technology và Omnivision. “Họ đã đầu tư nhiều hơn vào HiSilicon và giới thiệu chip cho điện thoại và máy chủ. Họ cố gắng nội địa hóa phần lớn chuỗi cung ứng chất bán dẫn của mình”, Brady Wang nói.

Theo Nikkei, hoạt động kinh doanh thiết bị viễn thông của Huawei, trọng tâm ban đầu của công ty, đã phát triển tốt bất chấp áp lực từ phía Mỹ. Điều này phần lớn đến từ vị trí dẫn đầu của Huawei trong việc xây dựng mạng 5G. Thị trường quê nhà khổng lồ đã giúp công ty bù đắp tổn thất kinh doanh tại những thị trường mà Mỹ gia tăng áp lực.

Nhờ hoạt động kinh doanh thiết bị viễn thông ổn định cùng doanh số điện thoại phục hồi, doanh thu Huawei tăng % lên hơn 700 tỷ nhân dân tệ vào năm 2023. Thành công mang ý nghĩa vô cùng sâu sắc bởi nó cho thấy các công ty Trung Quốc đang bước đầu thành công trong việc sản xuất chất bán dẫn tiên tiến quy mô lớn.

Vai trò của Huawei trong ngành công nghiệp chip Trung Quốc vượt xa những gì các chuyên gia kỳ vọng. Ngoài việc là khách hàng quan trọng đối với các nhà sản xuất và thiết kế chip hàng đầu, Huawei còn có năng lực hỗ trợ tài chính cho các công ty nhỏ hơn trong chuỗi cung ứng.

Với các vi mạch xuất hiện trong mẫu điện thoại Mate 60 Pro của Huawei, tập đoàn Sản xuất Chất bán dẫn Quốc tế (SMIC) hồi năm ngoái đã chứng minh được khả năng sản xuất chip tiên tiến. Việc đáp ứng mục tiêu xuất xưởng ít nhất 60 triệu chiếc điện thoại trong năm nay sẽ là bài kiểm tra căng thẳng.

Hiện Huawei đang thúc đẩy hoạt động thương mại và Mate 60 Pro chính là ‘bàn đạp’. Các nhà phân tích kỳ vọng doanh số bán thiết bị cầm tay sẽ tăng vọt lên 40 triệu đến 60 triệu chiếc vào năm tới.

“Các khoản trợ cấp sẽ giúp Huawei hạ giá sản phẩm”, Chris Miller, tác giả cuốn Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology, cho biết. “Ở nhiều thị trường mới nổi, điều này có thể sẽ giúp hãng giành thị phần”.

Hỗ trợ nhà nước dành cho Huawei đã đạt đến độ ‘chưa từng có’, theo Bloomberg. Một mạng lưới các doanh nghiệp nhận vốn từ quỹ đầu tư chính phủ hiện đang tập trung giúp Huawei xây dựng mạng lưới chip tự cung ứng. Nhóm này bao gồm rất nhiều các chuyên gia quang học, nhà phát triển thiết bị chip và nhà sản xuất hóa chất. Kế hoạch nằm trong nỗ lực trị giá 30 tỷ USD nhằm giúp Huawei xây dựng thêm các cơ sở chế tạo chip.

“Huawei hiện là trung tâm. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu đã thúc đẩy Trung Quốc và ngành công nghiệp xích lại gần nhau theo cách mà chúng tôi chưa từng thấy trước đây”, Kendra Schaefer, đối tác của công ty tư vấn Trivium China có trụ sở tại Bắc Kinh, cho biết.

Theo: Nikkei Asia

Điều thú vị là dù dùng chung một công nghệ tăng tốc như CPU của Apple, các CPU của Intel lại miễn nhiễm trước những cuộc tấn công này.

 Các chip Apple Silicon M Series của Apple vốn nổi tiếng về hiệu năng, đi kèm với hiệu quả năng lượng cao cũng như bảo mật chặt chẽ, nhưng các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một lỗ hổng bảo mật lớn bên trong con chip này, cho phép hacker có thể ăn trộm các khóa bí mật trên dòng máy MacOS khi chúng thực thi các tác vụ mã hóa.

Nhưng điều đáng lo ngại hơn cả là theo các nhà nghiên cứu, lỗ hổng nà gần như không thể vá do nó có nguồn gốc từ lỗi thiết kế phần cứng của con chip mà chỉ có thể giảm nhẹ bằng một lớp bảo vệ bằng phần mềm.

Theo báo cáo của ArsTechnica, có tên gọi GoFetch, lỗ hổng này lợi dụng một lỗ hổng bảo mật bị bỏ qua trong con chip của Apple liên quan đến một công nghệ độc đáo được gọi là trình nạp trước dữ liệu trên bộ nhớ (data memory-dependent prefetcher - DMP).

Công nghệ này hiện chỉ được dùng trên các chip Apple Silicon và CPU kiến trúc Raptor Lake của Intel, khi nó cho phép dự đoán và tải trước dữ liệu có khả năng truy cập trong tương lai vào bộ nhớ đệm. Bằng giải pháp này, DMP giúp giảm thời gian chờ đợi của CPU khi truy cập dữ liệu, giúp tăng hiệu suất xử lý.

Lỗ hổng này liên quan đến một hành vi bị bỏ qua trong trình nạp trước dữ liệu, vì đôi khi nó nhầm lẫn nội dung bộ nhớ với giá trị con trỏ (pointer) trên bộ nhớ được sử dụng để tải dữ liệu khác. Điều này có thể làm trình nạp trước này đôi khi tải các dữ liệu không phù hợp vào bộ nhớ đệm CPU.

Vấn đề là lỗ hổng này vô hiệu hóa hoàn toàn khả năng bảo mật bằng lập trình theo thời gian không đổi (constant-time programming) – một giải pháp được thiết kế để ngăn ngừa các cuộc tấn công nhằm đọc trộm dữ liệu trong bộ nhớ đệm của CPU thông qua các trình nạp trước.

Hậu quả là nếu hacker sử dụng một phần mềm chứa GoFetch, nó có thể qua mặt và đánh lừa phần mềm mã hóa để đưa ra dữ liệu nhạy cảm vào bộ nhớ đệm và tấn công ăn trộm dữ liệu. Theo các nhà nghiên cứu, ứng dụng chứa GoFetch có thể kết nối với ứng dụng cần tấn công – ví dụ ứng dụng ngân hàng hoặc ví điện tử – và cung cấp các đầu vào đã được nó giải mã sẵn. Khi làm vậy, nó sẽ trích xuất được khóa bí mật mà ứng dụng mục tiêu sử dụng để thực hiện quá trình mã hóa. Cuộc tấn công này không chỉ đánh bại các thuật toán bảo mật cổ điển mà còn vượt qua cả các thuật toán bảo mật thế hệ mới để chống lại máy tính lượng tử.

Theo các nhà nghiên cứu, ứng dụng chứa GoFetch chỉ cần chưa đến một giờ để trích xuất thông tin cần thiết để tạo thành khóa bảo mật Kyber-512 và mất khoảng 10 giờ để lấy được khóa bảo mật của Dilithium-2.

Thật không may là không có cách nào để vá được lỗ hổng này khi nó là một lỗi trong phần cứng của con chip. Cách duy nhất để giảm nhẹ ảnh hưởng là bổ sung lớp bảo mật bằng phần mềm mã hóa bên thứ ba – một điều sẽ làm sụt giảm đáng kể hiệu năng của các chip Apple Silicon M1, M2 – khi thực hiện quá trình mã hóa.

Điều thú vị là các CPU của Intel lại miễn nhiễm trước các cuộc tấn công này

Ngoại lệ duy nhất là chip M3 của Apple khi được trang bị một "công tắc" đặc biệt cho phép các nhà phát triển có thể vô hiệu hóa trình nạp trước dữ liệu DMP. Tuy nhiên không ai có thể biết chắc điều này sẽ làm sụt giảm hiệu năng xử lý như thế nào khi tính năng này bị tắt đi.

Điều trớ trêu là dù kiến trúc CPU Raptor Lake của Intel (các CPU dòng Intel Gen 13th và 14th) cũng dùng các trình nạp trước dữ liệu DMP tương tự như các chip M Series của Apple, nhưng chúng lại không gặp phải lỗ hổng này. Các nhà nghiên cứu cho biết, cách tấn công khai thác dựa trên DMP đối với các CPU của Intel lại không làm rò rỉ khóa bí mật như đối với chip M-series của Apple.

Điều này cho thấy lỗ hổng này có thể vá lại nhưng nhiều khả năng điều đó sẽ chỉ xuất hiện trên các chip M-series trong tương lai khi các kỹ sư Apple thiết kế lại kiến trúc CPU của mình. Cho đến hiện tại Apple chưa công bố bất kỳ bản cập sửa lỗi nào để ngăn chặn lỗ hổng này, nhưng với mức độ ảnh hưởng như hiện tại, nhiều khả năng quá trình này sẽ mất hàng năm.

Theo Đời sống Pháp luật

Ở tuổi 55, Morris Chang thành lập TSMC - công ty chip giá trị nhất toàn cầu. Sự nghiệp tận tâm đến mức đủ để ông trở thành huyền thoại, ngay cả khi đã nghỉ hưu. Trước đó, Chang đã dành 3 thập kỷ làm việc tại Mỹ, sau đó chuyển tới Đài Loan (Trung Quốc) với một nỗi ám ảnh kỳ lạ.

“Tôi muốn xây dựng nên một công ty bán dẫn vĩ đại”, ông nói.

Tham vọng này, dưới bàn tay Chang, được thực hiện rất khác biệt. Người ta sử dụng thiết bị có chip do TSMC sản xuất hàng ngày, song thực tế, tập đoàn này không hề thiết kế hay tiếp thị. TSMC chỉ đơn giản độc quyền sản xuất những con chip do khách hàng yêu cầu và bằng cách đó, không cần bận tâm quá nhiều đến việc vận hành các nhà máy chế tạo riêng biệt, đắt tiền và phức tạp.

Mô hình kinh doanh sáng tạo của Chang sau đó đã thay đổi toàn ngành công nghiệp chip, đồng thời đưa TSMC trở thành công ty không thể thiếu đối với nền kinh tế toàn cầu.

“Gần như không có ai có tầm ảnh hưởng lớn hơn Morris Chang”, Chris Miller, tác giả cuốn sách “Chip War”, viết.

Morris Chang, hiện 92 tuổi, chính thức nghỉ hưu với tư cách chủ tịch TSMC vào năm 2018. Trong bộ vest lịch thiệp, trên tay cầm cốc Diet Coke, ông nhẹ nhàng trả lời phóng viên tờ WSJ: “Tôi không thể thành lập công ty sớm hơn. Tôi nghĩ không ai có thể làm điều đó. Bởi vì tôi là người đi tiên phong rồi”.

Morris Chang từng ước mơ trở thành nhà văn, song sau 1 năm học đại học, điều gì đó đã thôi thúc ông tới Viện Công nghệ Massachusetts, học ngành kỹ thuật cơ khí và lấy bằng thạc sĩ. Công việc đầu tiên là trong lĩnh vực chất bán dẫn.

Ba năm sau khi chuyển đến Dallas, Chang được công ty cử đến Đại học Stanford để lấy bằng Tiến sĩ. Vào cuối những năm 1960, ông quản lý bộ phận mạch tích hợp của Texas Instruments (TI) và chẳng bao lâu sau đã điều hành toàn bộ nhóm bán dẫn.

Morris Chang nghiện việc đến mức gọi điện thuyết phục khách hàng ngay cả trong khoảng thời gian nghỉ tuần trăng mật. Chính điều đó đã làm nên TSMC của ngày hôm nay - tập đoàn vừa đầu từ 40 tỷ USD xây dựng các nhà máy ở Arizona.

“Nhiều người nói về sự cân bằng giữa cuộc sống và công việc. Đó là khái niệm tôi không biết khi ở tuổi đó. Với tôi, nếu không có việc làm thì không có cuộc sống”, Morris Chang nói.

Năm 1983, biết rằng mình sẽ không thể thăng chức và công ty mình cũng không đặt cược vào một thị trường được cho là tương lai, Chang rời Texas Instruments. Gần như ngay lập tức, ông được nhà sản xuất điện tử General Instrument thuê làm chủ tịch kiêm giám đốc điều hành. Tuy nhiên chỉ 1 năm sau, người đàn ông này đã nộp đơn xin thôi việc. “Tôi là một người không phù hợp – hoàn toàn không phù hợp”, ông nói.

Năm 1982, Chang nhận được lời mời làm việc hấp dẫn từ một quan chức tên KT Li với mong muốn thúc đẩy ngành công nghệ. Ông ta muốn Chang trở thành chủ tịch viện công nghệ hàng đầu Đài Loan và biến hoạt động nghiên cứu trở thành ‘cỗ máy in tiền’.

Chang lúc đầu từ chối song 3 năm sau lại thay đổi ý định. Ông gọi việc chuyển đến Đài Loan là “cuộc gặp gỡ định mệnh” của đời mình. “Không có gì chắc chắn rằng Đài Loan sẽ cho tôi cơ hội. Tuy nhiên, khả năng đó tồn tại và đó là khả năng duy nhất đối với tôi”, Chang nói.

Ở tuổi 55, Morris Chang thành lập TSMC

Cách đây không lâu, một nhóm các nhà kinh tế đã điều tra xem liệu các doanh nhân lớn tuổi có thành công hơn người trẻ hay không. Thông qua hồ sơ của Cục điều tra dân số và dữ liệu mới, họ xác định được 2,7 triệu người sáng lập ở Mỹ đã thành lập công ty từ năm 2007 đến năm 2014. Độ tuổi trung bình của những doanh nhân này khi thành lập là 41,9. Đối với những công ty phát triển nhanh nhất, con số đó là 45.

Như vậy, những founder 50 tuổi có khả năng thành công lớn gần gấp đôi so với những người sáng lập trong độ tuổi 30 tuổi. Những người 20 tuổi là nhóm ít có khả năng thành công nhất.

Các doanh nhân ở độ tuổi 40, 50 có thể không đủ niềm tin rằng mình sẽ thay đổi thế giới, song họ lại có sự từng trải để làm điều này. Morris Chang cũng vậy. Người đàn ông này có tận 30 năm kinh nghiệm trong ngành.

“Ông KT Li cảm thấy tôi nên thành lập một công ty bán dẫn ở Đài Loan. Đó là sự khởi đầu của TSMC”, Chang nói và cho biết lúc bấy giờ, cách duy nhất để xây dựng một công ty vĩ đại là tạo ra một tổ chức hoàn toàn mới để khai thác những điểm mạnh và giảm thiểu nhiều điểm yếu.

Chang biết công ty mình sẽ không thể đủ nguồn lực để cạnh tranh với Thung lũng Silicon trong lĩnh vực thiết kế, bán hoặc tiếp thị; vậy nên, lợi thế nằm ở chính khâu sản xuất: sản xuất chip – và chỉ sản xuất chip.

“Hạt giống” của một xưởng sản xuất chip thuần túy đã được Gordon Campbell, một doanh nhân bán dẫn, gieo vào tâm trí Chang. Campbell đã quen với những khó khăn và sự kém hiệu quả của việc xây dựng và vận hành một nhà máy, vậy nên, ông cảm thấy các công ty khởi nghiệp nên tập trung gia công sản xuất. Mọi công ty đều cần có một xưởng đúc.

Đài Loan nắm 48% cổ phần, phần còn lại đến từ gã khổng lồ điện tử Hà Lan Philips và 1 khu vực tư nhân, song Chang là động lực chính thúc đẩy. Ý tưởng sâu sắc đối với TSMC được gây dựng nên từ chính kinh nghiệm, mối quan hệ và chuyên môn sau từng ấy năm cống hiến.

“TSMC là sự đổi mới về mô hình kinh doanh”, ông Chang nói.

Trong suốt nhiều năm qua, TSMC đã trở thành hãng sản xuất chất bán dẫn hàng đầu thế giới với tầm ảnh hưởng có thể làm rung động nền kinh tế toàn cầu. Việc ngày càng nhiều công nghệ cần sử dụng chip điện tử khiến tầm quan trọng của công ty thêm lan rộng, nhất là trong bối cảnh đại dịch Covid-19 làm gián đoạn nguồn cung.

Cho đến nay, TSMC đã sản xuất được rất nhiều những con chip tiên tiến độc quyền tại các nhà máy lớn ở Đài Loan. Việc mô hình được ‘bôi trơn’ tại quê nhà đã giúp hãng này thu về nhiều lợi nhuận, hơn hẳn hầu hết các nhà sản xuất chất bán dẫn khác.

Cơn đói chip khiến TSMC càng trở nên giá trị. Trong 5 năm qua, vốn hóa thị trường đã tăng gần gấp bốn lần lên hơn 700 tỷ USD. Khoảng 0,5% cổ phần TSMC mà Chang sở hữu hiện trị giá 3,5 tỷ USD.

Nhật Bản vốn không phải là điểm đến hấp dẫn của các ngân hàng, song cũng nhờ sự hiện diện của TSMC mà thu hút được sự chú ý của nhiều ‘đại bàng chip’. TSMC chuẩn bị rất kỹ cho quy trình sản xuất hàng loạt tại nhà máy Kumamoto để phục vụ các khách hàng như Sony, Denso và Renesas.

“Sự xuất hiện của TSMC là một tia sáng bất ngờ. Chúng tôi ngay lập tức trở nên nổi tiếng và cứ như thể Kikuyo đột nhiên trở thành người trưởng thành từ một đứa bé vậy”, Takatoshi Yoshimoto, thị trưởng Kikuyo, cho biết trong một cuộc phỏng vấn gần đây.

Mở rộng hoạt động ra nước ngoài vốn không phải sự lựa chọn ưa thích của TSMC. Tuy nhiên, trước tình trạng khan hiếm chip chưa từng có, tập đoàn buộc phải mở rộng để đảm bảo khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng và trấn an khách hàng.

“Arizona là thử nghiệm đầu tiên trong quá trình phát triển siêu nhà máy tại nước ngoài của chúng tôi, Tất nhiên, đó là cả một quá trình học tập”, chủ tịch TSMC Mark Liu nói và cho biết dự án này có thể quyết định xem liệu TSMC có thể chuyển mình thành một công ty đa quốc gia thực sự hay không.

Trước đó, TSMC công bố kế hoạch mở rộng ra nước ngoài trị giá hơn 70 tỷ USD trong ba năm kể từ năm 2020 tại Mỹ, Nhật Bản và Đức. Cái giá phải trả khi tham gia cuộc đua chip là rất lớn: Ngân sách chi tiêu trong năm 2024 rơi vào khoảng 28 đến 30 tỷ USD.

Theo: WSJ, FT, Bloomberg

Một động thái của Bắc Kinh nhằm thúc đẩy việc sử dụng các sản phẩm nội địa.

Theo Financial Times, Trung Quốc đã ban hành các quy định hạn chế việc sử dụng chip xử lý của các hãng Mỹ như AMD và Intel trong máy tính và máy chủ chính phủ. Quy định mới này cũng loại bỏ hệ điều hành Microsoft Windows và các sản phẩm cơ sở dữ liệu nước ngoài, thay vào đó ưu tiên các giải pháp trong nước. Đây được xem là động thái mới nhất trong cuộc chiến thương mại công nghệ kéo dài giữa hai quốc gia.

Các cơ quan chính phủ Trung Quốc hiện được yêu cầu sử dụng các sản phẩm thay thế trong nước "an toàn và đáng tin cậy" cho chip AMD và Intel. Danh sách này bao gồm 18 chip xử lý được phê duyệt, trong đó có chip của Huawei và Phytium – cả hai đều bị Mỹ cấm vận.

Một con chip của Phytium

Quy định mới - được ban hành vào tháng 12 và lặng lẽ triển khai gần đây - có thể ảnh hưởng đáng kể đến Intel và AMD. Theo Financial Times, Trung Quốc chiếm 27% trong tổng doanh số 54 tỷ USD của Intel vào năm ngoái và 15% trong tổng doanh thu 23 tỷ USD của AMD. Tuy nhiên, hiện chưa rõ có bao nhiêu chip được sử dụng trong lĩnh vực chính phủ so với tư nhân.

Đây là động thái quyết liệt nhất của Trung Quốc nhằm hạn chế việc sử dụng công nghệ do Mỹ sản xuất. Năm ngoái, Bắc Kinh đã cấm các công ty trong nước sử dụng chip Micron trong các cơ sở hạ tầng quan trọng. Trong khi đó, Mỹ đã cấm một loạt công ty Trung Quốc, từ nhà sản xuất chip đến các công ty hàng không vũ trụ. Chính quyền Biden cũng đã ngăn chặn các công ty Mỹ như NVIDIA bán chip AI và các chip khác cho Trung Quốc.

Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hà Lan thống trị thị trường sản xuất chip xử lý tiên tiến, và gần đây các quốc gia này đã đồng ý thắt chặt kiểm soát xuất khẩu máy sản xuất chip quang học (lithography machine) từ các hãng ASL, Nikon và Tokyo Electron. Tuy nhiên, các công ty Trung Quốc, bao gồm Baidu, Huawei, Xiaomi và Oppo, đã bắt đầu thiết kế các chất bán dẫn của riêng họ để chuẩn bị cho tương lai mà họ không thể nhập khẩu chip từ Mỹ và các nước khác. 

Theo Đời sống Pháp luật

Chất bán dẫn đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với nền kinh tế hiện đại, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ trò chơi điện tử, ô tô đến siêu máy tính, hệ thống vũ khí. Chính quyền Tổng thống Joe Biden đang đầu tư 39 tỷ USD giúp các công ty xây dựng thêm nhà máy ở Mỹ, với mục đích sau cùng là củng cố chuỗi cung ứng chung.

Tuy nhiên, ngay cả sau khi các cơ sở ở Mỹ được xây dựng, hoạt động sản xuất chip nhớ vẫn mang tính chất toàn cầu, theo The New York Times. Ví dụ về một con chip thuộc sở hữu của nhà sản xuất Onsemi (Mỹ) cho thấy việc tách khỏi Đông Á và các khu vực khác khó khăn như thế nào.

Những bước đầu tiên để chế tạo loại chất bán dẫn đặc biệt này, được gọi là cacbua silic, diễn ra tại một nhà máy ở New Hampshire. Quá trình phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu thô, máy móc và bằng sở hữu trí tuệ từ hàng chục nhà cung cấp và nhà máy nước ngoài.

Bên trong nhà máy ở New Hampshire của Onsemi, bột silicon và carbon đen từ Na Uy, Đức và Đài Loan (Trung Quốc) sẽ được thêm vào than chì và khí đến từ Mỹ, Đức và Nhật Bản, sau đó trải qua quá trình nung nóng để tạo ra một thứ gọi là “xương sống” của hàng triệu con chip. Chúng cứng gần như kim cương và sẽ được gửi đến một nhà máy ở Cộng hòa Séc để cắt thành các tấm mỏng.

Các tấm bán dẫn sau đó được chuyển đến một nhà máy siêu sạch ở Hàn Quốc, xử lý và chuyển đến các cơ sở ở Trung Quốc, Malaysia và Việt Nam để hoàn thiện và thử nghiệm trước đi đặt chân tới các trung tâm phân phối toàn cầu ở Trung Quốc và Singapore. Điểm dừng cuối cùng là Hyundai, BMW…- nơi các nhà sản xuất ô tô ứng dụng chúng vào hệ thống xe điện. Số khác sẽ được bán cho các nhà cung cấp phụ tùng ở Canada, Trung Quốc và Mỹ.

Chip máy tính được phát minh đầu tiên ở Mỹ, song đến cuối những năm 1960, các bộ phận của chuỗi cung ứng mới bắt đầu dịch chuyển ra nước ngoài khi các công ty tìm cách tiết kiệm chi phí. Với sự trợ giúp hào phóng, các công ty châu Á cuối cùng cũng có thể sản xuất chip rẻ hơn và tiên tiến hơn so với phương Tây.

Theo số liệu của ngành, thị phần sản xuất chip thế giới của Mỹ hiện đã giảm xuống chỉ còn 12% từ mức 37% vào năm 1990. Nước này theo đó cố gắng giành lại hoạt động sản xuất nhằm giúp chuỗi cung ứng trở nên linh hoạt, đồng thời tránh gây thiệt hại về mặt kinh tế.

Một nghiên cứu hồi năm 2020 của Tập đoàn Tư vấn Boston và Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn ước tính khoản đầu tư 50 tỷ USD sẽ giúp Mỹ tăng thị phần sản xuất lên 13 hoặc 14% vào năm 2030. Nếu không có nguồn tài trợ, thị phần của Mỹ sẽ giảm xuống còn 10%.

Đối với những con chip tiên tiến nhất, bao gồm cả những con chip đang giúp thúc đẩy sự bùng nổ về trí tuệ nhân tạo, quan chức Mỹ cho biết các khoản đầu tư mới sẽ đưa nước này đi đúng hướng và đạt mục tiêu sản xuất khoảng 20% số chip logic hàng đầu thế giới vào cuối năm nay.

Hoạt động sản xuất chip nhớ mang tính chất toàn cầu.

Tuy nhiên, hoạt động sản xuất chip và điện tử có thể sẽ tập trung ở châu Á trong tương lai gần, theo Moody's Analytics. Chance Finley, phó chủ tịch chuỗi cung ứng toàn cầu của Onsemi, cho biết các công ty công nghệ hiện đang chịu áp lực cạnh tranh vô cùng gay gắt để giảm chi phí, vậy nên buộc phải hợp tác với hầu hết các nhà sản xuất lành nghề ở châu Á.

Cũng theo Chance Finley, chi phí đắt đỏ để xây dựng các cơ sở sản xuất chip – dao động từ 5 tỷ USD đến 20 tỷ USD - đã khuyến khích các nhà sản xuất thuê cơ sở ở nước ngoài thay vì tự xây dựng. Chip cũng nhỏ và nhẹ nên dễ dàng di chuyển khắp thế giới.

Ngoài ra, sản xuất chip cần rất nhiều vốn. Đây cũng là một trong những ngành phức tạp nhất thế giới với lịch sử biến động mạnh theo chu kỳ. Các công ty theo đó phải đặc biệt chú trọng nếu muốn mở rộng quy mô.

Onsemi hiện đang tìm kiếm các khoản đầu tư mới của Mỹ vào ngành công nghiệp chip, đồng thời xem xét các địa điểm ở Mỹ, Cộng hòa Séc và Hàn Quốc để mở rộng 2 tỷ USD.

Một nghiên cứu hồi năm 2020 của Liên minh Bán dẫn Toàn cầu và Accenture cho thấy chip và các bộ phận liên quan có thể vượt qua biên giới quốc tế 70 lần hoặc hơn trước khi đến tay người tiêu dùng cuối cùng. Quãng đường di chuyển ước tính đạt hơn 25.000 dặm.

“Ý tưởng cho rằng chúng tôi sẽ tự cung tự cấp bằng cách nào đó là không thực tế. Chúng tôi là một phần của chuỗi cung ứng toàn cầu này, dù muốn hay không”, Bindiya Vakil, giám đốc điều hành Resilinc, nhận định.

Theo Financial Times, các công ty bán dẫn hàng đầu thế giới đang chạy đua để sản xuất chip xử lý kích cỡ 2 nm để cung cấp năng lượng cho các thế hệ smartphone, trung tâm dữ liệu và sản phẩm trí tuệ nhân tạo vào năm 2025. TSMC, Samsung và Intel đang là những đối thủ dẫn đầu trong cuộc đua.

“Trong dài hạn, cuộc đua thu nhỏ con chip này sẽ thay đổi. Lần đầu tiên sau 40 năm, Intel phải thiết kế lại kiến trúc chip của mình nhằm tận dụng ưu thế khi đóng gói chip”, Tiến sĩ Sadasivan Shankar, chuyên gia bán dẫn, Đại học Stanford, Mỹ, nhận định.

Theo các chuyên gia, việc chính phủ Mỹ và châu Âu tăng cường trợ cấp cho các nhà sản xuất chip cho thấy sự công nhận của giới chức, rằng chất bán dẫn không chỉ quan trọng đối với an ninh quốc gia, hệ thống vũ khí tiên tiến, mà còn đối với cả cuộc sống hàng ngày.Các Giám đốc điều hành kỳ vọng doanh thu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi lên hơn 1 nghìn tỷ USD/năm trong thập kỷ tới, qua đó tạo cơ sở cho các khoản đầu tư khổng lồ.

Theo: The New York Times, WSJ

Chip là linh kiện thiết yếu để hiểu và xử lý những khối dữ liệu khổng lồ, tầm quan trọng có thể sánh ngang với dầu mỏ và trở thành huyết mạch của nền kinh tế.

Công nghệ bán dẫn, lĩnh vực sản xuất vô cùng phức tạp và có tính rủi ro cao, luôn là cuộc chiến giữa những gã khổng lồ của ngành. Giờ đây, nó còn là cuộc đua giữa các chính phủ.

Linh kiện công nghệ quan trọng này còn được gọi là mạch tích hợp hoặc cách gọi thông dụng hơn là chip. Đây có thể là sản phẩm có kích cỡ nhỏ nhưng lại có quy trình sản xuất khắt khe nhất. Do quá khó và tốn kém, thế giới phụ thuộc vào một số ít công ty, sự phụ thuộc này càng trở nên rõ ràng qua tình trạng thiếu hụt chip trong đại dịch.

Trong thời đại bùng nổ công nghệ, chip cũng đã trở thành một "vũ khí" địa chính trị, với việc Mỹ tăng cường các hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc để kiềm chế sự trỗi dậy của một đối thủ cạnh tranh kinh tế.

Chip trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người hiện nay. (Ảnh: PIXABAY)

Vì sao chip thành 'cuộc đua vũ trang'?

Silicon là trung tâm của mọi đột phá về công nghệ. Phần lớn công nghệ chip hàng đầu thế giới có nguồn gốc từ Mỹ. Tuy nhiên, Trung Quốc là thị trường lớn nhất về linh kiện điện tử và có mong muốn ngày càng tăng trong việc tự sản xuất chip cho chính mình. Điều đó đã khiến ngành công nghiệp này trở thành tâm điểm của Washington khi họ cố gắng hạn chế sự trỗi dậy của đối thủ cạnh tranh châu Á và giải quyết những gì họ cho là các vấn đề an ninh quốc gia.

Về phía mình, Bắc Kinh đã đổ hàng tỷ USD vào các nỗ lực xây dựng ngành công nghiệp chip nội địa và giảm bớt sự phụ thuộc nguồn nhập khẩu, vốn đang ngày càng bị Mỹ hạn chế. Đồng thời, châu Âu và Mỹ đang dành ra một khoản tiền chính phủ khổng lồ để đưa sản xuất chip trở lại trong nước, nhằm giảm bớt điều mà họ gọi là "sự phụ thuộc nguy hiểm vào một vài cơ sở sản xuất ở Đông Á".

Tầm quan trọng của chip

Chip là linh kiện thiết yếu để hiểu và xử lý những khối dữ liệu khổng lồ, giờ đây sánh ngang với dầu mỏ, trở thành huyết mạch của nền kinh tế.

Được tạo ra trên các tấm đĩa bán dẫn làm từ silicon, chip có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau. Chip nhớ có chức năng lưu trữ dữ liệu, tương đối đơn giản và được giao dịch như hàng hóa. Chip logic chạy chương trình và hoạt động như bộ não của thiết bị, phức tạp và đắt tiền hơn.

Việc truy cập vào các thành phần như bộ tăng tốc AI H100 của Nvidia Corp đã trở nên gắn liền với cả an ninh quốc gia lẫn vận mệnh của các công ty khổng lồ như Google và Microsoft của Alphabet, trong cuộc đua xây dựng các trung tâm dữ liệu khổng lồ nhằm giành ưu thế trong lĩnh vực được coi là tương lai của điện toán.

Nhưng trong thời đại bùng nổ công nghệ hiện nay, ngay cả các thiết bị hàng ngày cũng ngày càng phụ thuộc vào chip. Mỗi lần nhấn nút trong một chiếc xe đầy tiện ích đều cần những con chip đơn giản để chuyển đổi thao tác chạm đó thành tín hiệu điện tử. Và tất cả các thiết bị chạy bằng pin đều cần chip để chuyển đổi và điều chỉnh dòng điện.

Ai kiểm soát nguồn cung?

Sản xuất chip đã trở thành một ngành kinh doanh ngày càng bấp bênh và độc quyền. Các nhà máy mới có giá thành hơn 20 tỷ USD phải mất nhiều năm để xây dựng và cần hoạt động hết công suất 24 giờ một ngày để tạo ra lợi nhuận.

Quy trình khắt khe và đòi hỏi quy mô lớn đã giảm số công ty có khả năng sản xuất chip xuống chỉ còn 3 - Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC), Samsung Electronics của Hàn Quốc và Intel Corp của Mỹ.

TSMC và Samsung hoạt động như các xưởng đúc (foundry), cung cấp dịch vụ sản xuất theo hợp đồng cho các công ty trên toàn thế giới. Tất cả các bên, từ Nvidia đến các nỗ lực nội bộ của Microsoft và Amazon, đều phụ thuộc vào việc tiếp cận các cơ sở sản xuất tốt nhất, phần lớn nằm ở Đài Loan.

Intel trước đây tập trung sản xuất chip cho riêng mình, nhưng hiện cũng đang cố gắng cạnh tranh với TSMC và Samsung trong lĩnh vực kinh doanh sản xuất theo hợp đồng.

Những thiết bị trong dây chuyền sản xuất chip xử lý của Intel. (Ảnh: CNET)

Ở phân khúc thấp hơn, có một ngành công nghiệp khổng lồ sản xuất các loại chip analog, một thành phần cốt lõi không thể thiếu trong hầu hết các thiết bị điện tử chúng ta đang dùng hàng ngày như điện thoại di động, máy tính, thậm chí cả các hệ thống âm thanh, ô tô, thiết bị y tế,...

Các công ty như Texas Instruments (Mỹ) và STMicroelectronics NV (Pháp - Italia) là những nhà sản xuất hàng đầu cho loại chip này.

Tuy nhiên, Trung Quốc, quốc gia bị cản trở tiếp cận nhiều máy móc cần thiết để sản xuất các bộ phận tiên tiến, cũng đang nhắm đến dòng chip analog, đầu tư mạnh mẽ để thúc đẩy sản xuất và giành thị phần.

Điều gì đang xảy ra?

Bất chấp mức chi tiêu khổng lồ của Trung Quốc, các nhà sản xuất chip của nước này vẫn phụ thuộc vào công nghệ của Mỹ và khả năng tiếp cận công nghệ sản xuất chip ở nước ngoài của họ đang bị thu hẹp.

Mỹ đã áp đặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu chặt chẽ hơn trong năm 2023 đối với một số loại chip và thiết bị sản xuất chip để ngăn Trung Quốc phát triển các năng lực mà Washington coi là "mối đe dọa quân sự tiềm tàng", như siêu máy tính và trí tuệ nhân tạo.

Vào tháng 10, các biện pháp hạn chế đã được thắt chặt hơn nữa bằng các thỏa thuận đạt được với Nhật Bản và Hà Lan sẽ có hiệu lực vào năm 2024.

Một số công ty công nghệ hàng đầu của Trung Quốc, bao gồm Huawei Technologies, đã bị liệt vào một danh sách đen của Mỹ được gọi là "Danh sách thực thể" (Entity list). Theo đó, các nhà cung cấp công nghệ chip của Mỹ phải được chính phủ phê duyệt mới được phép bán sản phẩm cho các công ty này. Đây là một động thái nhằm hạn chế khả năng phát triển chip cao cấp và xây dựng các ứng dụng AI tiên tiến của Trung Quốc.

Tuy nhiên, Huawei năm nay đã ra mắt điện thoại Mate 60 Pro sử dụng chip Kirin 9000s mới. Bộ xử lý này được Tập đoàn Sản xuất Chất bán dẫn Quốc tế (SMIC) có trụ sở tại Thượng Hải sản xuất với công nghệ 7nm, tiên tiến hơn so với quy định của Mỹ cho phép.

Các chính trị gia Mỹ đã quyết định rằng họ cần phải làm nhiều hơn là chỉ kiềm chế Trung Quốc. Đạo luật Khoa học và Chip năm 2022 sẽ cung cấp khoảng 50 tỷ USD tiền liên bang để hỗ trợ sản xuất chất bán dẫn của Mỹ và thúc đẩy lực lượng lao động lành nghề mà ngành này cần. TSMC, Samsung và Intel, ba nhà sản xuất chip lớn nhất, đều đã công bố kế hoạch xây dựng các nhà máy mới ở Mỹ.

Châu Âu cũng nhảy vào cuộc đua nhằm giảm bớt sự tập trung sản xuất chip ở Đông Á. Các quốc gia Liên minh Châu Âu (EU) đã nhất trí vào tháng 11/2023 về kế hoạch trị giá 43 tỷ euro để khởi động lại năng lực sản xuất chất bán dẫn của họ. Mục tiêu là tăng gấp đôi sản lượng trong khối lên 20% thị trường toàn cầu vào năm 2030.

Ở những nơi khác, Nhật Bản đã dành khoảng 4 nghìn tỷ yên (27 tỷ USD) trong quỹ chính phủ để phục hồi lĩnh vực bán dẫn và hy vọng rằng chi tiêu trong lĩnh vực này, bao gồm cả hỗ trợ của khu vực tư nhân, có thể đạt tới 10 nghìn tỷ yên (67,4 tỷ USD). Một trong những mục tiêu của kế hoạch là gấp ba doanh số bán chip do nội địa sản xuất vào năm 2030.

Theo vtcnews.vn 

Tiếp tục truyền thống của mình, NVIDIA đã sử dụng tên của một nhà toán học để đặt cho chip AI mới.

NVIDIA mới đây đã ra mắt Blackwell B200 trong một sự kiện đông nghẹt người tham dự, đến mức được ví như nhạc hội của Taylor Swift. NVIDIA cho biết đây là "chip AI mạnh nhất thế giới". GPU mang tính đột phá này được đặt theo tên của nhà toán học nổi tiếng David Harold Blackwell, một nhân vật rất phù hợp để vinh danh trên GPU mới của NVIDIA.

Chip mang vi kiến trúc Blackwell (trái) và chip vi kiến trúc Hopper (phải)

NVIDIA có truyền thống đặt sản phẩm của mình theo tên những người tiên phong trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Trước Blackwell, NVIDIA đã đặt tên GH200 theo Grace Hopper, một nhà khoa học máy tính, nhà toán học và đô đốc Hải quân Mỹ. Hopper là một trong những lập trình viên đầu tiên của máy tính Harvard Mark I và là người tiên phong về lập trình máy tính. Bà có công trong việc phát triển COBOL, một ngôn ngữ lập trình cấp cao vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.

David Harold Blackwell: Một tên tuổi lớn trong toán học

David Harold Blackwell, sinh ngày 24 tháng 4 năm 1919, là một nhà thống kê và toán học người Mỹ, người đã có những đóng góp đáng kể cho lý thuyết đối sách, lý thuyết xác suất, lý thuyết thông tin và thống kê. Blackwell là người Mỹ gốc Phi đầu tiên được giới thiệu vào Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, là giáo sư chính thức người Mỹ gốc Phi đầu tiên (có nhiệm kỳ) tại Đại học California, Berkeley và là người Mỹ gốc Phi thứ bảy nhận bằng Tiến sĩ trong toán học.

David Harold Blackwell

Ông qua đời tại Berkeley, California vào ngày 8 tháng 7 năm 2010, thọ 91 tuổi. Năm 2012, Tổng thống Obama đã truy tặng Blackwell Huân chương Khoa học Quốc gia.

Di sản của Blackwell về xác suất và thống kê, đặc biệt là những đóng góp của ông cho thống kê Bayes, đã có tác động sâu sắc đến lĩnh vực này. Công trình của ông đã đặt nền móng cho nhiều phương pháp thống kê hiện đại. Tất cả những điều này cho thấy ông là cái tên phù hợp cho một con chip được thiết kế để xử lý các phép tính và phân tích dữ liệu phức tạp.

Tin đồn về việc NVIDIA sử dụng tên Blackwell bắt đầu lan truyền từ tháng 7 năm 2021, khi một leaker nổi tiếng về NVIDIA đã đăng bức ảnh của ông lên Twitter (nay là X). Sau đó, năm 2022, một nhóm hacker đã truy cập thành công vào server của NVIDIA và phát hiện có một file nhắc đến ARCH_BLACKWELL, từ đó, nhiều người đã tin rằng Blackwell sẽ là tên tiếp theo của GPU AI NVIDIA.

Thông tin về chip Blackwell đã xuất hiện từ năm 2022

Việc GPU mới của NVIDIA vinh danh David Harold Blackwell là sự tri ân phù hợp đối với một người đã cống hiến cả cuộc đời mình cho toán học và thống kê.

GPU Blackwell B200: "chip mạnh nhất thế giới dành cho AI"

CEO NVIDIA Jensen Huang cho biết tại sự kiện GTC: "GPU Blackwell là động cơ thúc đẩy cuộc Cách mạng công nghiệp mới này." Huang nói thêm trong thông cáo báo chí: "AI tạo sinh là công nghệ định hình thời đại chúng ta. Làm việc với những công ty năng động nhất trên thế giới, chúng tôi sẽ hiện thực hóa lời hứa về AI cho mọi ngành công nghiệp."

NVIDIA tuyên bố Blackwell là con chip mạnh nhất thế giới, cung cấp hiệu suất nâng cấp đáng kể cho các công ty AI với tốc độ 20 petaflop so với chỉ 4 petaflop mà H100 cung cấp. Phần lớn tốc độ này có được nhờ vào 208 tỷ bóng bán dẫn trong chip Blackwell so với 80 tỷ bóng bán dẫn trong H100. Để đạt được điều này, NVIDIA đã kết nối hai khuôn chip lớn có thể giao tiếp với nhau với tốc độ lên tới 10 terabyte mỗi giây.

NVIDIA không tiết lộ chip Blackwell sẽ có giá bao nhiêu. Theo CNBC, các chip H100 của hãng hiện có giá từ 25.000 đến 40.000 USD mỗi chip và toàn bộ hệ thống sử dụng các chip này có thể có giá lên tới 200.000 USD.

Hãng cũng hướng tới khách hàng mua số lượng lớn bằng cách đóng gói nhiều chip vào một thiết kế duy nhất, gọi là GB200 NVL72. GB200 chứa 72 GPU Blackwell, 36 CPU Grace và 600.000 bộ phận. NVLink thế hệ mới mang lại khả năng truyền dữ liệu lên tới 1,8TB/s cho mỗi GPU, engine biến đổi thế hệ mới cho phép Blackwell hỗ trợ những mô hình AI với sức tính toán và quy mô gấp đôi những phiên bản tiền nhiệm.

Jensen Huang cũng cho biết Amazon, Google, Microsoft và Oracle sẽ dùng GB200 NVL72 cho trung tâm dữ liệu của họ.

Theo Đời sống Pháp luật 

In the ever-evolving world of processor architectures, the showdown between RISC-V and ARM sparks fervent competition. With their distinct histories, these two giants are redefining computing power and igniting discussions on openness, customization, and innovation in microprocessors.

Introduction

RISC-V and ARM are two processor architectures that have gained significant attention in recent years. RISC-V is an open-source Instruction Set Architecture (ISA) based on the Reduced Instruction Set Computing (RISC) principles, while ARM is a proprietary ISA that has become the dominant choice for embedded systems and mobile devices due to its longstanding presence in the market, as well as years of trust and expertise cultivated resulting in widespread reputation. 

Comparing these two architectures is essential for understanding their strengths and weaknesses, as well as their potential impact on the future of computing. In this article, we will delve into the history, architectural features, performance, power efficiency, ecosystem, licensing models, use cases, and future prospects of both RISC-V and ARM. By providing a comprehensive comparison, we aim to equip readers with the knowledge necessary to make informed decisions about which architecture best suits their needs and to understand the implications of the ongoing competition between these two processor architectures.

What is an ISA (Instruction Set Architecture)?

At the heart of every processor's functioning lies its Instruction Set Architecture (ISA), a blueprint that outlines the set of instructions a processor can understand and execute. It serves as a fundamental bridge between hardware and software, shaping the capabilities and performance of a processor. The choice of ISA influences how software is developed, and it has a lasting impact on a processor's efficiency, compatibility, and flexibility. 

ISAs can be broadly categorized into two types: Open and Closed. Closed ISAs, like ARM, are proprietary and tightly controlled by specific companies (Arm Holdings here), offering established reliability and compatibility but limiting customization. On the other hand, open ISAs, exemplified by RISC-V, are community-driven and provide greater flexibility for customization, fostering innovation and adaptation to specific needs.

The ongoing debate between RISC-V and ARM revolves around the distinct ISAs they embody, each offering unique strengths and approaches to cater to the evolving landscape of computing needs.

RISC-V vs ARM: Background and History

RISC-V

RISC-V based SiFive's HighFove 1 Processor. Credits: Wikimedia

The landscape of computer architecture has been marked by significant developments over the years. Historically dominated by the x86 architecture, which propelled giants like Intel, a new chapter in the story began with the emergence of ARM. Initially focused on creating energy-efficient processors for mobile devices, ARM's success encouraged a shift towards Reduced Instruction Set Computing (RISC) architectures. 

While ARM had indeed achieved success in the market, it was a proprietary architecture with licensing fees and limitations on customization. This proprietary nature hindered smaller players, startups, and researchers from fully participating in the development of advanced processors. RISC-V aimed to address these limitations by providing an open-source alternative. Thus, the motivation behind RISC-V's development emerged from a desire for greater openness, customization, and innovation in the realm of processor architectures. 

RISC-V has its origins in the Computer Science Division at the University of California, Berkeley. The project began in 2010 as a research endeavor led by professors Krste Asanović, David Patterson, and their team. 

The first RISC-V specifications were released in 2011, and the RISC-V International was established in 2015 to promote the adoption and standardization of the RISC-V ISA. The foundation has since grown to include over 200 members, including major technology companies such as Google, NVIDIA, and Western Digital. RISC-V has seen rapid adoption in various industries, with several companies developing and releasing RISC-V-based processors and systems-on-chip (SoCs).

One of the key milestones in RISC-V's history was the release of the RISC-V Privileged Architecture Specification in 2017, which defined the interface between the hardware and the operating system. This specification enabled the development of more sophisticated RISC-V processors and facilitated the porting of operating systems such as Linux to the RISC-V platform. 

Another significant milestone was the announcement of the first commercial RISC-V processor, the SiFive Freedom U540, in 2018. This processor demonstrated the viability of RISC-V for commercial applications and paved the way for further adoption of the architecture in the industry.

ARM

ARM, which stands for Advanced RISC Machine, has its roots in Acorn Computers, a British company that developed the Acorn RISC Machine architecture in the 1980s. The ARM architecture was initially designed for use in Acorn's personal computers, with a focus on power efficiency and simplicity. In 1990, Acorn Computers, Apple, and VLSI Technology formed a joint venture called Advanced RISC Machines Ltd., which later became ARM Holdings.

The first ARM processor, the ARM1, was introduced in 1985, and the ARM2 followed in 1986. These early processors were primarily used in Acorn's Archimedes line of computers. However, the ARM architecture gained widespread recognition when Apple chose the ARM610 processor for its Newton personal digital assistant (PDA) in 1993. This marked the beginning of ARM's dominance in the mobile and embedded systems market.

Over the years, ARM has developed multiple processor families, each targeting specific market segments and performance requirements. Some notable ARM processor families include the Cortex-A series for high-performance applications, the Cortex-R series for real-time systems, and the Cortex-M series for microcontrollers and low-power devices.

ARM's success can be attributed to its innovative licensing model, which allows semiconductor companies to license ARM's IP and customize it for their specific needs. This flexibility has enabled various companies, including industry giants like AMD, to design and manufacture ARM-based CPUs and GPUs optimized for different applications, ranging from energy-efficient mobile devices to high-performance servers. This has led to a vast ecosystem of ARM-based processors and devices, with over 180 billion ARM chips shipped to date. Around 30 Billion ARM chips are shipped every year.

The ARM architecture has become the de facto standard for mobile devices, IoT, and embedded systems, with major companies such as Apple, Samsung, and Qualcomm relying on ARM processors for their products.

RISC-V vs ARM: Architectural Overview

RISC-V

RISC-V Architecture Block Diagram. Credits: RoalogicThe RISC-V architecture is based on the RISC principles (as compared to CISC), which emphasize a small, simple, and efficient instruction set. 

The key architectural features of RISC-V include a load-store architecture, a fixed-length 32-bit instruction format, and a small number of general-purpose registers. RISC-V supports various integer instruction set extensions, such as RV32I (32-bit), RV64I (64-bit), and RV128I (128-bit), which define the base integer instruction set for different address space sizes.

RISC-V utilizes little-endian byte ordering within the memory system, implying that the smallest significant byte of multi-byte data is stored at the lowest memory address.

Below are a few unique features of RISC-V architecture:

1. Modularity & Extensibility: One of the defining characteristics of RISC-V is its modularity and extensibility. The ISA is designed to be easily extended with custom instructions and coprocessors, allowing for tailored implementations that meet specific application requirements. This flexibility is achieved through a modular design, where the base ISA can be combined with optional standard extensions, such as the M extension for integer multiplication and division, the A extension for atomic operations, and the F and D extensions for single- and double-precision floating-point arithmetic.
2. Compressed instruction set: Compared to ARM’s Thumb instruction set, RISC-V also supports a compressed instruction set extension called RV32C (or RV64C for 64-bit), which provides 16-bit compressed instructions that can be mixed with the standard 32-bit instructions. This feature helps reduce code size and improve energy efficiency, making RISC-V particularly suitable for embedded systems and low-power applications.
3. Privilege levels & Virtual Memory: Another important aspect of RISC-V's architecture is its support for privilege levels and virtual memory. The RISC-V Privileged Architecture Specification defines three privilege levels: machine mode (M-mode), supervisor mode (S-mode), and user mode (U-mode). These privilege levels provide a mechanism for isolating the operating system kernel, hypervisors, and user applications, ensuring system security and stability. RISC-V also supports a virtual memory system based on a multi-level page table scheme, enabling efficient memory management and protection.

ARM

ARM Architecture Block Diagram. Credits:https://commons.wikimedia.org/

ARM architecture is also based on RISC principles, with a focus on power efficiency and simplicity. 

The key architectural features of ARM include a load-store architecture, a mix of fixed-length 32-bit and variable-length Thumb instructions, and a large number of general-purpose registers. The memory system employs bi-endian byte-ordering, enabling an ARM processor or machine to seamlessly process and transmit data in both endian formats at the hardware level.

ARM processors are organized into several families, each targeting specific performance and power requirements. The most widely used ARM processor families are the Cortex-A, Cortex-R, and Cortex-M series. The Cortex-A series is designed for high-performance applications, such as smartphones, tablets, and servers. These processors support advanced features like out-of-order execution, superscalar pipelines, and hardware virtualization. The Cortex-R series is optimized for real-time systems, offering fast interrupt response times and deterministic behavior. These processors are commonly used in automotive, industrial, and safety-critical applications. The Cortex-M series is tailored for microcontrollers and low-power devices, with a focus on energy efficiency and ease of use.

1. Thumb Instruction Set: ARM processors typically implement the ARM and Thumb instruction sets, with the latter providing 16-bit compressed instructions for improved code density and energy efficiency. ARM introduced the Thumb instruction set as an optional 16-bit extension to the traditional 32-bit ARM instructions. This feature enables code size reduction while maintaining reasonable performance, making it suitable for memory-constrained devices like embedded systems.
2. Memory Management & Protection: ARM processors support various levels of memory management and protection, including a Memory Protection Unit (MPU) for simple systems and a Memory Management Unit (MMU) for more complex systems with virtual memory support. The ARMv8-A architecture, introduced in 2011, added support for 64-bit address spaces and introduced the AArch64 execution state, which provides a new 64-bit instruction set alongside the existing 32-bit ARM and Thumb instruction sets.
3. Optional Enhancements: In addition to the base ISA, ARM processors can include optional extensions, such as the NEON SIMD (Single Instruction, Multiple Data) extension for multimedia and signal processing tasks, and the Cryptography extension for hardware-accelerated encryption and decryption. These extensions enable ARM processors to efficiently handle a wide range of workloads while maintaining low power consumption and a small silicon footprint.

To conclude, RISC-V champions open-source flexibility and adaptability, attracting developers, researchers, and innovators seeking customizable solutions. In contrast, ARM stands as an industry giant with its proprietary prowess and well-established ecosystem, catering to diverse industries including mobile, embedded systems, and data centers.

RISC-V's modular approach offers customization possibilities, whereas ARM's specialized cores deliver targeted performance. Both architectures have strengths, making the conclusion a matter of context. RISC-V appeals to those prioritizing customization and open standards, while ARM's refined offerings cater to a broad spectrum of applications across different sectors.

RISC-V vs ARM: Performance

The comparison between RISC-V and ARM architectures is multi-faceted and involves a range of factors that influence performance. Let's explore a few of these while also comparing specific models like the P550 vs Cortex-A75 and BeagleV vs Raspberry Pi.

1. Core Generations and Progression: The P550 from SiFive is comparable to ARM's Cortex-A75, showcasing RISC-V's capabilities in line with an established ARM core. However, ARM's continuous progression has led to subsequent generations like A-76, A-77, A-78, Cortex-X1, and Cortex-X2, potentially placing the P550 behind ARM's latest models by several generations. ARM's consistent evolution gives them a performance edge.
2. Core Equivalents and Efficiency: The BeagleV's U74 core aligns with ARM's Cortex-A55 architecture, while Raspberry Pi incorporates the Cortex-A72, offering potential advantages in performance and cost-effectiveness. ARM's existing core choices provide established options for various performance levels.
3. Ecosystem and Industry Adoption: ARM's dominance in the industry stems from its extensive ecosystem, backed by a broad range of software and hardware support. Companies utilizing ARM processors can tap into a mature infrastructure that accelerates development and deployment.
4. Customization and Openness: RISC-V's modular and extensible architecture provides customization opportunities that ARM's proprietary architecture might lack. However, ARM's proven track record, stability, and established standards offer a solid foundation for performance optimization.
5. Catching Up and Future Prospects: To match ARM's performance standards, RISC-V proponents like SiFive need to continue advancing their core designs, closing the generation gap. ARM's steady progression necessitates sustained efforts from RISC-V to catch up in terms of performance and ecosystem maturity.

Let’s study a comparison between the products of the 2 competitors to get a better understanding. Consider the performance graph below:

As depicted in the illustration (check comparison graph on the link), ARM’s Cortex-A78 marginally outpaces the SiFive’s P670 (using RISC-V) in peak single-thread performance. Despite the Cortex-A78's supremacy in raw performance, the P670 boasts twice the compute density compared to it. Hence, SiFive's P670 processor yields comparable peak single-thread performance to Cortex-A78, considering its chip being physically half the size of its rival.

It's noteworthy that the Cortex-A78 was introduced in December 2020 through the Vivo X60 and X60 Pro, while the P670 was recently unveiled on November 1, 2022, indicating a nearly two-year disparity in research and development. ARM's latest processors now operate on the ARMv9 ISA, a substantial improvement over the Cortex-A78's ARMv8. Notably, ARMv9 processors offer around 30% higher performance and are 50% more energy-efficient.

In terms of pure performance, ARM processors maintain their lead. However, SiFive's P670, with its double compute density over Cortex-A78, positions RISC-V processors advantageously for wearable technologies that thrive on compact processors.

In the performance comparison between RISC-V and ARM, ARM's consistent iteration, comprehensive ecosystem, and wide range of options give it a notable performance advantage. However, RISC-V's modular nature and customization potential hold promise for specific use cases. The ongoing efforts of RISC-V proponents to narrow the performance gap will be a crucial factor in determining how well RISC-V can match ARM's established performance standards in the future.

RISC-V vs ARM: Power Efficiency

RISC-V

The comparison of power efficiency between RISC-V and ARM architecture unveils intriguing insights into their respective prowess in managing energy consumption. As both architectures embrace the Reduced Instruction Set Computing (RISC) philosophy, it's essential to delve into the concrete data and measurable factors that differentiate their power efficiency performance.

Power efficiency is a critical aspect of processor design, especially for embedded systems, IoT devices, and battery-powered applications. RISC-V's architecture emphasizes simplicity and modularity, which can contribute to improved power efficiency compared to more complex processor architectures. The RISC-V ISA allows for the implementation of processors with a small silicon footprint, reducing power consumption and enabling the design of energy-efficient devices.

Several features of the RISC-V architecture contribute to its power efficiency. The fixed-length 32-bit instruction format simplifies decoding and reduces control logic complexity, leading to lower power consumption. The optional RV32C (or RV64C) compressed instruction set extension provides 16-bit compressed instructions, which can help reduce code size and improve energy efficiency by reducing instruction fetch and decode power.

Furthermore, RISC-V's modular design allows for the implementation of custom extensions and hardware accelerators tailored to specific application requirements. This enables the development of processors that only include the necessary functionality, reducing power consumption by eliminating unused hardware features.

Examples of power-efficient RISC-V processors include the PULPino processor, which is designed for IoT and wearable devices, and the GreenWaves GAP8 processor, which targets energy-efficient AI and machine learning applications at the edge. The GAP8 processor features a cluster of eight RISC-V cores and a dedicated hardware accelerator for convolutional neural networks (CNNs), achieving a power efficiency of up to 200 GOPS/W (Giga Operations Per Second per Watt) for AI workloads.

ARM

Power efficiency has been a key focus of the ARM architecture since its inception, making it the preferred choice for many mobile and embedded applications. ARM processors are designed to deliver high performance with low power consumption, enabling the development of energy-efficient devices across a wide range of applications.

Several features of the ARM architecture contribute to its power efficiency. The use of a load-store architecture and a mix of fixed-length 32-bit and variable-length Thumb instructions simplifies decoding and reduces control logic complexity, leading to lower power consumption. Additionally, ARM processors often include power management features, such as dynamic voltage and frequency scaling (DVFS), which allows the processor to adjust its operating frequency and voltage based on workload requirements, further improving energy efficiency.

ARM's processor families, such as the Cortex-A, Cortex-R, and Cortex-M series, are designed with different power and performance targets in mind. For example, the Cortex-M series is optimized for microcontrollers and low-power devices, with a focus on energy efficiency and ease of use. The Cortex-M4 processor, which operates at a frequency of up to 240 MHz and delivers a performance of 1.25 DMIPS/MHz, includes a hardware Floating-Point Unit (FPU) and DSP (Digital Signal Processing) extensions, making it suitable for signal processing and control applications with low power consumption.

In the high-performance segment, ARM processors like the Cortex-A76 achieve excellent performance-per-watt ratios, making them ideal for power-constrained, high-performance devices such as smartphones and laptops. The Cortex-A76 processor operates at a frequency of up to 3 GHz and delivers a peak performance of 4.0 DMIPS/MHz while maintaining low power consumption.

Overall, ARM's focus on power efficiency, combined with its extensive ecosystem and wide range of processor families, has enabled the development of energy-efficient devices across various industries and applications.

Considering the measurable factors and industry trends, we conclude that ARM's refined power management techniques and specialized cores give it a palpable advantage in power efficiency. ARM's established ecosystem, extensive industry adoption, and demonstrated track record amplify its edge. While RISC-V holds promise due to its customization potential, its open nature requires a more extensive investment of time and resources to fully harness its energy-saving capabilities.

RISC-V vs ARM: Ecosystem and Support

The ecosystem and support surrounding architectural choices play a pivotal role in determining their practical viability. In the context of RISC-V and ARM, assessing the strengths and weaknesses of their respective ecosystems and support structures is essential for organizations seeking the most suitable solution for their projects.

Ecosystem Maturity

RISC-V

• As an open-source architecture, RISC-V has attracted a diverse community of developers, startups, and researchers with over 200 members, including major technology companies such as Google, NVIDIA, and Western Digital.
• Compared to ARM, RISC-V's ecosystem is relatively younger but rapidly growing.
• While it might not match ARM's scale yet, its open nature fosters collaboration, customization, and innovation.

ARM

• On the other hand, ARM has cultivated a mature and expansive ecosystem. Its licensing model has led to a vast array of ARM-based products, with over 180 billion ARM chips shipped to date.
• Its ecosystem encompasses a wide range of hardware partners, software tools, and established development boards.
• Lastly,  It offers a wealth of resources, support, and a proven track record of successful integration into various applications.

Hardware & Software

RISC-V

In terms of hardware support, several semiconductor companies have developed RISC-V processors and systems-on-chip (SoCs), including SiFive, Andes Technology, and Microchip. These companies offer a variety of RISC-V-based products, ranging from low-power microcontrollers to high-performance application processors. Additionally, the open-source nature of RISC-V has led to the development of numerous open-source processor designs, such as the PULPino and the RISC-V BOOM Out-of-Order Superscalar processor. As Amazon and other tech giants explore RISC-V's capabilities, the landscape of CPU architecture is undergoing a notable shift, with open-source hardware gaining prominence in previously untapped domains.

On the software side, the RISC-V ecosystem includes support for various operating systems, including Linux, FreeBSD, and real-time operating systems (RTOS) like FreeRTOS and Zephyr. 

• RISC-V's ecosystem is relatively newer but expanding rapidly. 
• Its open nature encourages experimentation and specialization.
• Developers can customize the architecture to suit specific needs, resulting in tailored solutions.
• While the ecosystem might not be as mature as ARM's, it offers flexibility and potential for niche applications.

ARM

Major semiconductor companies, such as Qualcomm, Samsung, and Apple, have developed their own ARM-based processors, catering to various market segments and performance requirements. These processors are used in a wide range of devices, including smartphones, tablets, IoT devices, and embedded systems. On the software side, the ARM ecosystem includes support for numerous operating systems, such as Linux, Android, iOS, and Windows, as well as real-time operating systems (RTOS) like FreeRTOS and VxWorks.

• ARM benefits from a comprehensive and mature ecosystem.
• Its architecture powers a vast array of devices, from smartphones to servers, ensuring a wide range of hardware options, software tools, and libraries.
• Developers can choose from various development boards, compilers, and debugging tools.

Industry Adoption

RISC-V

• RISC-V is gradually gaining traction in sectors where customization, openness, and innovation are paramount.
• Its adoption might not be as widespread as ARM's, but its increasing popularity in areas like edge computing, desktop systems, and IoT indicates a growing ecosystem that caters to specific needs.

ARM

• ARM's extensive adoption across industries lends itself to stable and well-supported solutions.
• Its architecture is deeply integrated into various sectors, making it a go-to choice for many developers. 
• The prevalence of ARM-based devices ensures a vast market and a robust ecosystem.

To conclude, while ARM's extensive ecosystem offers stability, proven tools, and a wide range of hardware options, RISC-V's open-source nature fosters collaboration, customization, and innovation. 

The choice between the two architectures depends on the specific requirements of the project, with ARM catering to established industries and RISC-V offering a platform for those seeking flexibility and unique solutions.

Licensing and Business Models

The world of semiconductor architecture is not solely defined by technical capabilities; it's also shaped by the business and licensing strategies of the major players. This comparison delves into the licensing and business models of RISC-V and ARM, shedding light on how these approaches influence the development, adoption, and customization of processors.

RISC-V

Open-Source Licensing

• RISC-V operates under permissive open- and royalty-free licenses, such as the Apache License 2.0.
• This encourages transparency, collaboration, and innovation as developers can freely access, study, modify, and distribute the architecture.

Flexibility

• The open-source nature of RISC-V allows organizations to tailor the processor architecture to their specific needs.
• Customization is possible through extensions and configurations, enabling the creation of optimized processors for diverse applications.

Reduced Costs

• One of the major attractions of RISC-V is the elimination of licensing fees.
• This can significantly lower the costs associated with adopting and developing products based on RISC-V processors.

Ownership Control

• Organizations using RISC-V have full control over their processor designs, reducing dependence on a single vendor.
• This ownership control can be particularly advantageous for companies aiming to protect their intellectual property.

ARM

Licensing Tiers

• ARM offers multiple licensing tiers, including the ability to access various instruction sets and architectures based on the licensing level.
• This tiered model allows companies to choose the level of access that aligns with their requirements.

Proprietary Elements

• While ARM provides openness through its architecture, some advanced features or technologies might be proprietary and require licensing agreements.
• This mix of openness and proprietary elements allows ARM to maintain a balance between customization and protection of valuable innovations.

Licensing Fees

• Depending on the extent of usage, ARM's licensing model often involves licensing fees.
• These fees contribute to ARM's revenue model and can impact the overall cost structure for companies using ARM processors.

Vendor Relationship

• Adopting ARM processors often involves partnerships with ARM or its licensees.
• Companies might collaborate closely with ARM to access premium features, support, and customizations

In comparison, while RISC-V offers open-source licensing, flexibility, reduced costs, and ownership control, ARM provides licensing flexibility, a mix of proprietary and open elements, licensing costs, and a collaborative ecosystem. Both options have unique advantages that organizations should consider when selecting a processor architecture for their projects.

Use Cases and Applications

RISC-V

RISC-V processors are suitable for a wide range of use cases and applications, thanks to their modular and extensible architecture. The flexibility of the RISC-V ISA enables the development of custom processor designs tailored to specific application requirements, making RISC-V an attractive option for various industries and markets. In fact, companies like Amazon have recognized the potential of RISC-V in enabling customized solutions for their specific needs. 

One of the primary use cases for RISC-V processors is in low-power embedded systems and IoT devices. The simplicity and power efficiency of RISC-V make it an ideal choice for applications with tight energy constraints, such as wearables, smart sensors, and home automation systems. Examples of RISC-V-based IoT devices include the GreenWaves GAP8 processor, which targets energy-efficient AI and machine learning applications at the edge, and the PULPino processor, designed for IoT and wearable devices.

RISC-V processors are also gaining traction in the data center and high-performance computing (HPC) markets. The modularity of the RISC-V ISA allows for the development of high-performance processors with custom extensions and hardware accelerators, enabling efficient processing of complex workloads such as AI, machine learning, and big data analytics. Examples of RISC-V-based HPC processors include the SiFive U74 and the RISC-V BOOM Out-of-Order Superscalar processor.

Additionally, RISC-V is being explored for use in safety-critical and real-time systems, such as automotive, aerospace, and industrial control applications. The open-source nature of RISC-V enables transparent and thorough verification of processor designs, which is crucial for ensuring the safety and reliability of critical systems.

ARM

ARM processors are used in a diverse range of use cases and applications, thanks to their power efficiency, performance, and extensive ecosystem. The various ARM processor families, such as Cortex-A, Cortex-R, and Cortex-M, cater to different market segments and performance requirements, making ARM a versatile choice for many industries and markets.

One of the most prominent use cases for ARM processors is in mobile devices, such as smartphones and tablets. The power efficiency and performance of ARM processors make them an ideal choice for battery-powered devices with demanding workloads. Major smartphone manufacturers, including Apple, Samsung, and Huawei, rely on ARM-based processors for their flagship devices.

ARM processors are also widely used in embedded systems and IoT devices, such as smart sensors, home automation systems, and industrial control systems. The Cortex-M series, designed for microcontrollers and low-power applications, is particularly well-suited for these use cases. Examples of ARM-based IoT devices include the STM32 series of microcontrollers from STMicroelectronics and the nRF52 series of wireless SoCs from Nordic Semiconductor.

In addition to mobile and IoT applications, ARM processors are increasingly being adopted in the data center and high-performance computing (HPC) markets. The ARM Neoverse platform, which includes the Neoverse N1 and E1 processors, targets cloud infrastructure and edge computing applications, offering high performance and energy efficiency for data center workloads.

Furthermore, ARM processors are used in safety-critical and real-time systems, such as automotive, aerospace, and industrial control applications. The Cortex-R series, optimized for real-time systems, offers fast interrupt response times and deterministic behavior, making it suitable for these demanding applications.

Conclusion

In summary, both RISC-V and ARM processor architectures offer unique advantages and cater to different market segments and performance requirements. RISC-V's open-source, modular, and extensible architecture enables the development of custom processor designs tailored to specific applications, making it an attractive option for various industries. The success of open-source Linux demonstrates the power of collaboration, innovation, and accessibility in reshaping an industry. Similarly, RISC-V's open design ethos empowers customization and invites a community-driven approach. ARM's power efficiency, performance, and extensive ecosystem have made it the dominant choice for mobile devices, embedded systems, and IoT devices. The ongoing competition between RISC-V and ARM will continue to shape the future of the processor industry, with both architectures offering compelling solutions for different use cases and applications.

Frequently Asked Questions (FAQs)

What is the main difference between RISC-V and ARM architectures?

RISC-V is an open-source instruction set architecture (ISA) based on reduced instruction set computing (RISC) principles, while ARM is a proprietary ISA that has become the dominant choice for embedded systems and mobile devices.

Are RISC-V processors more power-efficient than ARM processors? 

Power efficiency depends on the specific implementation and target application. Both RISC-V and ARM architectures emphasize power efficiency, and processors based on these architectures can be designed to meet various power and performance requirements.

Can RISC-V processors compete with ARM processors in terms of performance? 

The performance of RISC-V processors can be competitive with ARM processors, depending on the specific implementation and target application. RISC-V's modular and extensible architecture allows for a wide range of processor designs, from simple microcontrollers to high-performance application processors.

What are the main use cases for RISC-V and ARM processors? 

RISC-V processors are suitable for a wide range of use cases, including low-power embedded systems, IoT devices, data centers, desktop systems, and high-performance computing applications. ARM processors are widely used in mobile devices, embedded systems, IoT devices, data centers, and safety-critical and real-time systems.

How do the licensing models of RISC-V and ARM differ? 

RISC-V adopts an open-source licensing model, allowing semiconductor companies, researchers, and developers to create custom processor designs based on the RISC-V architecture without incurring additional costs. ARM follows a proprietary licensing model, licensing its processor IP to semiconductor companies, which in turn develop and manufacture ARM-based processors and systems-on-chip (SoCs).

Nguồn: https://www.wevolver.com/ 

 

Châu Á- Thái Bình Dương đang chứng kiến sự phục hồi mạnh mẽ của lĩnh vực công nghệ nhờ vào sự bùng nổ của thị trường bán dẫn, trong bối cảnh các ngành công nghiệp khác vẫn gặp khó khăn. Các chuyên gia kinh tế kỳ vọng, sự tăng trưởng trong lĩnh vực công nghệ sẽ góp phần thúc đẩy nền kinh tế toàn cầu bất chấp những cơn gió ngược.

Tuy nhiên, hiện đang có những tia hy vọng về sự trở lại của lĩnh vực của công nghệ. Các nhà kinh tế đã hạ thấp đánh giá về rủi ro suy thoái và lạc quan rằng lĩnh vực công nghệ có thể sớm ghi nhận mức tăng trưởng khiêm tốn trong năm 2024 này.

Ảnh minh họa - KT

Theo chuyên gia Andrew Tilton của Goldman Sachs, dù sự phục hồi trong xuất khẩu vẫn chưa lan rộng ra những nền kinh tế khác trong khu vực châu Á và những lĩnh vực khác, song đây vẫn được coi là những điểm sáng trong bối cảnh kinh tế toàn cầu còn khó khan.

“Về lĩnh vực xuất khẩu, chúng tôi nghĩ rằng xuất khẩu hàng hoá và thương mại có thể được cải thiện đôi chút trong năm 2024. Chúng tôi đã nhận thấy một số dấu hiệu tích cực ở một số nền kinh tế ở châu Á phụ thuộc nhiều vào xuất khẩu hàng công nghệ như Hàn Quốc, Đài Loan (Trung Quốc) hay Việt Nam. Chúng tôi đã nhận thấy tăng trưởng xuất khẩu trong vài tháng vừa qua” - chuyên gia Andrew Tilton đánh giá.

Trong khi đó, đánh giá về triển vọng kinh tế châu Á, chuyên gia Laura Cha tại Hồng Công (Trung Quốc) nhận định: "Về cơ bản nền kinh tế châu Á đang có những dấu hiệu tích cực. Tăng trưởng GDP của khu vực hiện chiếm 37% GDP toàn cầu và dự báo sẽ đạt khoảng 40% vào cuối thập kỷ này. Chúng ta hãy nhìn vào Ấn Độ, Indonesia, Malaysia và Việt Nam, đây đều là những nền kinh tế trẻ và năng suất. Họ đang mang lại các cơ hội cho tăng trưởng".

Sự bùng nổ trí tuệ nhân tạo tiếp tục thúc đẩy các nhà sản xuất chip và đang thúc đẩy tăng trưởng công nghệ. Công ty thiết kế chip Nvidia của Mỹ đã chứng kiến doanh thu trong quý 4 tăng vọt 265% nhờ nhu cầu mạnh mẽ đối với các chip xử lý đồ họa, vốn chủ yếu được sử dụng cho ứng dụng ChatGPT của OpenAI.

Trong bối cảnh bùng nổ AI và sự phục hồi không đồng đều trong toàn lĩnh vực công nghệ, ngành bán dẫn vẫn là một điểm sáng. Điều này đã mang lại cơ hội cho các quốc gia châu Âu, vốn đang trên đà trở thành trung tâm sản xuất công nghệ toàn cầu.

Theo nguồn tin của Reuters, công nghệ giúp Huawei chế tạo chip 7 nanomet lại đến từ công ty Applied Materials và Lam Research của Mỹ.  

Ngày 8/3, Reuters dẫn các nguồn tin riêng cho biết, mẫu chip 7 nanomet do Huawei và công ty bán dẫn SMIC - nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất Trung Quốc chế tạo được phát triển dựa trên công nghệ chip của Mỹ.

Theo đó SMIC sử dụng công nghệ chip do hai công ty Applied Materials và Lam Research của Mỹ phát triển để chế tạo chip 7 nanomet cho Huawei vào năm ngoái.

Công ty công nghệ Huawei.

Cũng theo nguồn tin này, SMIC đã kịp mua các máy móc cần thiết cho việc chế tạo chip 7 nanomet trước khi Mỹ đưa ra lệnh cấm chuyển giao công nghệ chip cho Trung Quốc vào tháng 10/2022.

Hiện tại các bên liên quan vẫn chưa đưa ra bình luận về thông tin Reuters đăng tải.

Trước đó, chính quyền của Tổng thống Mỹ Joe Biden đã đưa ra một lộ trình nhiều bước nhằm ngăn chặn Trung Quốc tiếp cận công nghệ chip tiên tiến nhất của nước này.

Huawei đã được chính quyền cựu Tổng thống Mỹ Trump thêm vào danh sách hạn chế thương mại vào năm 2019 vì cáo buộc vi phạm lệnh trừng phạt. SMIC đã được thêm vào danh sách tương tự vào năm 2020 vì bị cáo buộc có quan hệ với tổ hợp công nghiệp quân sự Trung Quốc. Cả hai công ty này trước đây đều phủ nhận thông tin Mỹ cáo buộc.

Reuters trong tháng 2 cũng đưa tin chính phủ Mỹ đang tìm cách ngăn cản sự phát triển công nghệ chip của SMIC sau khi công ty này phát triển chip cho Huawei và chip này đã được trang bị cho điện thoại Mate 60 Pro của họ với tên mã - Kiri9000S.

Cả Huawei và SMIC đều không đưa ra bất kỳ thông tin nào về quá trình đạt đến thành tựu sản xuất Kiri9000S. Các công ty này đã dồn một nguồn lực khổng lồ vào dự án, cộng thêm sự hỗ trợ của chính phủ Trung Quốc, để duy trì thị phần cũng như tham vọng sản xuất chip AI.

Chính quyền của Tổng thống Biden trong những tháng gần đây đã có những động thái mạnh mẽ nhằm ngừng vận chuyển các chip AI tiên tiến hơn đến Trung Quốc. Việc này là một phần trong nỗ lực ngăn Bắc Kinh tiếp nhận các công nghệ tiên tiến của Mỹ.

Theo VTC News 

Được thiết kế nhằm giúp các công ty bán dẫn chế tạo chip với độ phức tạp chưa từng thấy, hệ thống quang khắc siêu cực tím Twinscan EXE High-NA EUV của ASML có khả năng in những đường mạch chỉ dày 8 nm.

 Vào cuối năm ngoái, ASML đã bắt đầu bàn giao hệ thống quang khắc siêu cực tím sử dụng công nghệ khẩu độ số lớn (High-NA EUV) đầu tiên cho Intel. Tuy nhiên, mãi tới gần đây. gã khổng lồ trong ngành chế tạo CPU mới công bố một video về quá trình lắp đặt thiết bị này tại nhà máy của hãng gần Hillsboro, Oregon (Mỹ). Theo đó hệ thống quang khắc siêu cực tím này chủ yếu được Intel sử dụng cho mục đích nghiên cứu và phát triển.

Có tên gọi là Twinscan EXE:5000 High-NA EUV, cỗ máy này của ASML thực sự là một thiết bị khổng lồ. Tổng cộng, Intel cần tới 250 thùng chứa để vận chuyển cỗ máy, vốn nặng khoảng 165 tấn - tương đương 2 chiếc Airbus A320 cộng lại

Đầu tiên, một máy bay chở hàng đã vận chuyển container từ Hà Lan đến Portland, Oregon (Mỹ). Sau đó, các linh kiện và bộ phận chính của máy sẽ tiếp tục được vận chuyển tới nhà máy bởi xe tải. Như bạn có thể thấy trong video dưới đây, thiết bị đã được lắp đặt tại nhà máy, nhưng sẽ mất khoảng 6 tháng cho 250 kỹ sư của ASML và Intel để lắp đặt hoàn toàn thiết bị.0

Nhưng ngay cả khi máy Twinscan EXE:5000 High-NA EUV được lắp ráp hoàn chỉnh, các kỹ sư của ASML và Intel vẫn cần phải hiệu chỉnh nó. Quá trình này có thể mất vài tuần, nếu không muốn nói là vài tháng. Ban đầu, hai công ty sẽ phải "kích hoạt" thiết bị, tức là khi các photon tác động vào lớp chống thấm trên wafer, điều mà các kỹ sư của ASML gần đây đã đạt được với hệ thống hệ thống quang khắc siêu cực tím của hãng tại Veldhoven, Hà Lan.

Độc quyền sản xuất siêu máy sản xuất chip

Về cơ bản, quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó tia siêu cực tím EUV là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.

Khẩu độ cao hơn sẽ mở rộng chùm tia EUV bên trong máy trước khi nó tiếp xúc với đế silicon. Chùm tia càng rộng, cường độ càng mạnh, tăng độ chính xác của mạch in và mật độ linh kiện trên đế silicon. 

Được thiết kế nhằm giúp các công ty bán dẫn chế tạo chip với độ phức tạp chưa từng thấy, hệ thống quang khắc siêu cực tím Twinscan EXE High-NA EUV của ASML có khả năng in những đường mạch chỉ dày 8 nm, cải thiện đáng kể hiệu suất so với các hệ thống quang khắc hiện đang được sử dụng, vốn bị giới hạn ở độ dày 13nm với một lần phơi sáng. 

Sự tiến bộ này cho phép xây dựng các bóng bán dẫn nhỏ hơn khoảng 1,7 lần so với hiện tại, dẫn đến mật độ bóng bán dẫn cao hơn gần gấp ba lần. Việc đạt được kích thước tới hạn 8nm là rất quan trọng để sản xuất chip ở tiến trình nhỏ hơn 3nm, mục tiêu mà ngành công nghiệp bán dẫn hy vọng đạt được vào khoảng năm 2025 và 2026.

Intel sẽ chủ yếu sử dụng hệ thống quang khắc siêu cực tím Twinscan EXE:5000 của mình để học cách sử dụng công nghệ High-NA EUV. Công ty dự định thử nghiệm việc sử dụng công nghệ quang khắc này với tiến trình Intel 18A (mặc dù không dành cho sản xuất số lượng lớn) và cuối cùng sẽ áp dụng nó cho sản xuất chip số lượng lớn với tiến trình sản xuất Intel 14A.

ASML trước đó đã thông báo rằng hệ thống quang khắc siêu cực tím thế hệ tiếp theo của hãng sẽ có giá bán cao hơn gấp đôi so với thiết bị quang khắc khẩu độ số thấp hiện tại -  tức rơi vào khoảng 380 triệu USD (350 triệu EUR). Tuy nhiên, giá chính xác sẽ phụ thuộc vào cấu hình thực tế của thiết bị. Chẳng hạn, giám đốc điều hành Intel, Pat Gelsinger gần đây cho biết máy có giá "khoảng 400 triệu".

Để so sánh, các hệ thống Twinscan NXE EUV NA khẩu độ số thấp hiện có có giá khoảng 183 triệu USD (170 triệu EUR), với sự khác biệt dựa trên các mẫu và cấu hình cụ thể. Intel có thể là công ty đầu tiên nhận được công cụ sản xuất chip tiên tiến này, nhưng ASML đã tiết lộ rằng đã nhận được "từ 10 đến 20" đơn đặt hàng cho các máy High-NA EUV của họ từ các công ty như Intel, Samsung, SK Hynix, và TSMC.

Theo Đời sống Pháp luật

Sự thần kỳ của những con chip siêu nhỏ.

Thu nhỏ chip máy tính là một trong những thành tựu khoa học vĩ đại nhất lịch sử nhân loại. Chính vì vậy, để hiểu được cách thức hoạt động của những con chip mới nhất với rất nhiều đột phá công nghệ, chúng ta cần phải vượt ra ngoài những thang đo quen thuộc.

Các con chip cung cấp năng lượng chứa hàng tỷ bóng bán dẫn mà mắt thường không thể thấy. Chúng mỏng hơn sợi tóc người, nhỏ hơn hồng cầu và thậm chí, không bằng kích thước vi khuẩn hay virus. Một số bóng bán dẫn nhỏ nhất hiện nay chỉ cao 50 nanomet.

Min Cao, phó chủ tịch phụ trách của Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan (TSMC), chưa bao giờ nghĩ rằng mình sẽ dấn thân vào lĩnh vực chip nhớ. Sau khi tốt nghiệp Đại học Stanford, tình trạng các nhà vật lý thất nghiệp đã thôi thúc ông đi theo con đường mới, với mong muốn hiểu được cách thế giới vận hành.

“Vẫn còn rất nhiều điều bí ẩn. Mọi việc ngày càng khó khăn hơn nhưng không có nghĩa là chúng tôi sẽ dừng lại”, ông Cao nói.

Theo Financial Times, hiện chỉ có ba công ty trên thế giới – Intel, Samsung và TSMC – có khả năng sản xuất hàng loạt chip đủ mạnh và nhỏ phục vụ cho các công nghệ di động tiên tiến. Với các bộ phận bóng bán dẫn đạt đến quy mô nguyên tử, các kỹ sư phải ngày càng sáng tạo để đảm bảo tiến độ, làm sao để chip được sản xuất nhanh nhất, hoạt động hiệu quả nhất.

Một số chip điện thoại thông minh mới, chẳng hạn như chip trong iPhone 15 Pro, được sản xuất thông qua quy trình “3 nanomet”. Tên gọi không chủ đích đề cập đến kích thước vật lý nhưng ám chỉ quy mô thu hẹp đáng kể của các bộ phận.

Nhiều bóng bán dẫn tiên tiến hiện nay được chế tạo theo từng nguyên tử. Một số loại nhỏ nhất có chiều cao 50nm - bật và tắt hàng tỷ lần một giây. Chỉ một milimet vuông có thể chứa 200 triệu bóng bán dẫn. Một con chip chứa hàng chục tỷ bóng bán dẫn.

Các dây kim loại siêu nhỏ giúp kết nối các bóng bán dẫn với nhau. Một số con chip có thể chứa gần 500km dây dẫn, được chế tạo trên một tấm wafer silicon. Một tấm bán dẫn thông thường với đường kính 30cm có thể chứa hàng nghìn tỷ bóng bán dẫn.

Theo Ben Sell, phó chủ tịch phát triển công nghệ Intel, hành trình đổi mới bóng bán dẫn vẫn chưa kết thúc. Doanh số bán chip toàn cầu đạt hơn 500 tỷ USD vào năm ngoái và chất bán dẫn có thể trở thành ngành công nghiệp nghìn tỷ USD vào cuối thập kỷ này.

Danh tiếng của các tập đoàn và chính phủ phụ thuộc vào việc đặt cược đúng đắn. TSMC, với giá trị vốn hóa 575 tỷ USD, hiện đang thống trị thị trường toàn cầu với những con chip tiên tiến nhỏ nhất thế giới.

Đó là điều mà chính quyền Tổng thống Joe Biden hy vọng sẽ thay đổi thông qua Đạo luật Chip, cam kết chi 52 tỷ USD để khuyến khích các công ty đặt nhà máy chế tạo trên đất Mỹ. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia tin rằng sự xói mòn của ngành sản xuất chip nhớ trong nhiều thập kỷ khiến Mỹ khó lòng giành lại vị thế.

Trong khi đó, Trung Quốc tham gia cuộc đua với nhà sản xuất chip lớn nhất đất nước SMIC. Công ty này dự kiến sẽ sản xuất bộ xử lý điện thoại thông minh thế hệ tiếp theo vào đầu năm nay, bất chấp các lệnh hạn chế xuất khẩu đối với thiết bị chuyên dụng.

Hiện ngày càng ít công ty có thể bắt kịp cuộc đua xây dựng chip thông minh tiên tiến. Quá trình thiết kế và sản xuất cực kỳ dài, phức tạp và tốn kém, đòi hỏi kiến thức và chuyên môn hơn bao giờ hết.

Bên trong các nhà máy chế tạo chip, hơn một nghìn bước được kiểm soát nghiêm ngặt. Chris Auth, giám đốc phát triển bóng bán dẫn tiên tiến của Intel, cho biết mỗi khi một thế hệ chip mới được phát triển, toàn bộ quy trình đều cần phải được xem xét lại.

“Thế hệ chip mới đòi hỏi công cụ và quy trình mới. Những tiến bộ về bóng bán dẫn trong các chip 2nm tiếp theo đồng nghĩa với việc một số thành phần cần được chế tạo theo chiều ngang thay vì theo chiều dọc. Điều này rất thách thức”, ông Cao nói.

Các thành phần cực nhỏ cho mạch điện chip phải được tạo ra bởi những thiết bị tiên tiến. Đối với những con chip nhỏ nhất, những cỗ máy trị giá hàng triệu USD sử dụng ánh sáng cực tím để chế tạo. Chúng to bằng một chiếc xe buýt, có khả năng hướng tia laser về một quả bóng golf ở khoảng cách rất xa.

Koch cho biết, mọi giai đoạn của quá trình này đều yêu cầu “trình độ kiến thức của luận án tiến sĩ”.

Trong khi các nhà sản xuất hàng đầu đang hy vọng chip 2nm sẽ giải quyết được nhiều vấn đề của thế hệ 3nm, giới hạn của việc mở rộng quy mô khiến các kỹ sư tìm mọi cách đạt được hiệu quả. Chẳng hạn, dựa trên các thiết kế 3D hiện tại, họ xếp chồng các bóng bán dẫn lên nhau thay vì nhồi nhét cạnh nhau.

“Điều này chưa được áp dụng trong 60 năm đầu tiên của công nghệ bóng bán dẫn. Khi cạn kiệt khả năng thu nhỏ mọi thứ theo chiều ngang, bạn sẽ quay sang chiều dọc và đó là cách chúng tôi đang làm”, đại diện Intel nói.

Tuy nhiên, theo Koch của SemiAnalysis, chuyển sang thiết kế và phát triển theo chiều dọc là “một vấn đề lớn”. “Chúng ta đang chậm lại ở một hướng nhưng lại tăng tốc ở một hướng khác”, ông nói.

World Semiconductor Trade Statistics, một tổ chức thống kê ngành công nghiệp do các nhà sản xuất chip lớn thành lập, đã điều chỉnh dự báo tăng trưởng cho thị trường chip toàn cầu cao hơn so với ước tính là 11,8%. Nếu thành hiện thực, quy mô thị trường về mặt giá trị thương mại sẽ vượt kỷ lục 574,08 tỷ USD vào năm 2022.

Xét theo sản phẩm, chip nhớ sẽ dẫn đầu mức tăng trưởng chung của thị trường vào năm 2024, với doanh số dự kiến sẽ tăng 44,8% so với một năm trước đó. Thị trường chip logic được dự đoán sẽ tăng trưởng 9,6% trong khi thị trường chip cảm biến hình ảnh dự kiến sẽ tăng 1,7%.

Triển vọng lạc quan xuất hiện khi “cơn sốt” AI tạo sinh nổ lên với sự thành công của ứng dụng ChatGPT. Doanh số máy tính cá nhân và điện thoại thông minh tích cực cũng hỗ trợ nhu cầu về chất bán dẫn.

Theo: FT, Bloomberg