TSMC cùng với Huawei hiện đang chứng minh một thực tế rằng sức mạnh của những chiếc smartphone hiện nay không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc vi mạch mà còn bị chi phối nặng nề bởi khả năng giải nhiệt. Dù công nghệ đóng gói 3D (3D Packaging) đang là từ khóa thời thượng giúp tăng vọt hiệu suất xử lý, nhưng các gã khổng lồ này lại đang chọn lối đi thận trọng hơn khi đối mặt với những giới hạn vật lý của điện thoại di động. Thực tế cho thấy, thay vì mạo hiểm với cấu trúc xếp chồng lớp vốn dễ gây nóng máy, họ lại dồn toàn lực vào việc tinh chỉnh quy trình sản xuất để tìm kiếm sự ổn định bền bỉ nhất. Nếu bạn đang mong chờ một cuộc cách mạng về tốc độ xử lý trong nháy mắt, thì những diễn biến mới nhất từ chuỗi cung ứng silicon cho thấy sự bền bỉ và mát mẻ mới là ưu tiên hàng đầu trong tương lai gần.
TSMC và lý do cấu trúc 3D chưa thể lên smartphone
Điểm đáng tiền nhất của công nghệ đóng gói 3D chính là khả năng xếp chồng các lớp chip lên nhau như một chiếc bánh sandwich, giúp tiết kiệm diện tích và tăng tốc độ truyền tải dữ liệu cực nhanh giữa các thành phần. Tuy nhiên, nếu áp dụng cấu trúc này vào không gian chật hẹp của điện thoại, Quý khách sẽ sớm nhận ra một nhược điểm chí mạng là nhiệt độ. Khác với các bộ vi xử lý máy tính như AMD Ryzen 7 9800X3D có thể hoạt động mát mẻ nhờ hệ thống quạt gió khổng lồ hay tản nhiệt nước, con chip trong điện thoại chỉ có thể dựa vào các tấm tản nhiệt buồng hơi mỏng manh. Khi các lớp chip chồng lên nhau, nhiệt từ lớp dưới cùng sẽ bị mắc kẹt lại, biến chiếc điện thoại của bạn thành một “lò sưởi” thực thụ chỉ sau vài phút chơi game hay xử lý video nặng.
Chưa dừng lại ở đó, thực tế cho thấy ngay cả những giải pháp tiên tiến nhất như Heat Pass Block của Samsung trên dòng chip Exynos – vốn sử dụng một khối đồng tản nhiệt đặt trực tiếp lên bề mặt silicon – cũng chưa đủ sức giải quyết triệt để bài toán nhiệt năng của cấu trúc 3D. Điều này lý giải tại sao các nguồn tin từ Weibo đều khẳng định rằng giới lãnh đạo tại TSMC và Huawei vẫn chưa có ý định chuyển dịch sang đóng gói 3D cho phân khúc di động. Đối với người dùng, điều này mang lại một giá trị thực tế quan trọng: thay vì sở hữu một thiết bị mạnh mẽ nhưng thường xuyên bị bóp hiệu năng vì quá nhiệt, Quý khách sẽ nhận được những dòng chip hoạt động ổn định và duy trì được sức mạnh trong thời gian dài mà không làm giảm tuổi thọ linh kiện.
TSMC dồn lực cho tiến trình 2nm thay vì đóng gói 3D
Phân tích sâu về chiến lược phần cứng, TSMC đang đặt cược vào tiến trình sản xuất 2nm sắp tới để cải thiện hiệu suất sử dụng năng lượng thay vì thay đổi hoàn toàn cách đóng gói chip. Mục tiêu cốt lõi là làm sao để con chip vẫn mạnh mẽ hơn nhưng lại tiêu tốn ít điện năng và tỏa nhiệt ít hơn. Trong khi đó, ngay cả một hãng công nghệ lớn như Apple cũng tỏ ra vô cùng dè dặt. Apple có thể sẽ là cái tên đầu tiên thử nghiệm công nghệ đóng gói 2.5D cho dòng chip M5 Pro và M5 Max trên máy tính Mac, nơi không gian tản nhiệt thoải mái hơn nhiều. Tuy nhiên, đối với dòng chip A-series dành cho iPhone, Apple vẫn trung thành với các giải pháp truyền thống vì không muốn đánh đổi sự ổn định của thiết bị lấy những con số hiệu năng hào nhoáng nhưng thiếu thực tế.
Giá trị sử dụng lâu dài mà TSMC và các đối tác đang hướng tới chính là việc tối ưu hóa kiến trúc bên trong để phù hợp với quy trình sản xuất mới. Thực tế cho thấy, người tiêu dùng hiện nay đã bắt đầu bão hòa với các con số nanomet hay số lõi xử lý; thứ họ cần thực sự là cảm giác cầm nắm thoải mái, máy không bị nóng ran khi sạc nhanh hay thực hiện cuộc gọi video kéo dài. Việc trì hoãn chip 3D để tập trung vào cải tiến quy trình sản xuất chính là một bước lùi cần thiết để chuẩn bị cho một cú nhảy vọt an toàn hơn trong tương lai. Lời khuyên thực tế cho Quý khách là đừng quá chạy theo những thuật ngữ công nghệ mới như “chip xếp chồng” mà hãy ưu tiên những sản phẩm có kiến trúc được tối ưu tốt và hệ thống tản nhiệt thực tế hiệu quả.
Tóm lại, quyết định của TSMC và Huawei trong việc tạm gác giấc mơ chip 3D là một minh chứng cho thấy sự thấu hiểu sâu sắc về trải nghiệm người dùng cuối. Công nghệ dù tiên tiến đến đâu cũng phải phục vụ sự tiện dụng và bền bỉ trong cuộc sống hàng ngày. Sự tập trung vào việc tinh chỉnh các nút sản xuất truyền thống sẽ giúp smartphone của những năm tới vừa mạnh mẽ vừa mát mẻ hơn bao giờ hết. Quý khách có muốn tôi hỗ trợ phân tích thêm về khả năng tản nhiệt của tiến trình 2nm sắp tới so với các dòng chip 3nm hiện nay để có cái nhìn rõ nét hơn về sức mạnh của chiếc smartphone trong tương lai không?