TiểuThưTràSữa
New member
Tưởng SMIC của Trung Quốc đã vượt mặt Intel rồi chứ? Hóa ra story không đơn giản vậy đâu các bạn ơi!
Mới đây, SemiAnalysis (hãng nghiên cứu chip độc lập tại Mỹ) vừa "mổ xẻ" con chip Kirin 9030 Pro - chip flagship mới nhất của Huawei trong dòng Mate 80 Pro. Đây là lần đầu tiên hãng này flex lab phân tích chip riêng ở bang Oregon, nơi có thể "mổ" những con chip đỉnh nhất thế giới.
Để phân tích SMIC N+3, team chuyên gia đã dùng phương pháp cắt mặt cắt ngang TEM siêu xịn, chụp ảnh theo cả hai chiều fin-cut và gate-cut để xem từng lớp cấu trúc bên trong chip. Để so sánh cho công tâm, họ còn mổ luôn chip Helio G99 của MediaTek (được sản xuất trên tiến trình N6 của TSMC) - vốn được coi là ngang hàng với SMIC N+3.
Kết quả? Kirin 9030 được sản xuất trên tiến trình N+3 của SMIC, thế hệ thứ ba trong dòng chip 7nm nội địa Trung Quốc.
Plot twist đầu tiên: Con số gây sốc
Điểm mà mọi người chú ý nhất nằm ở lớp kim loại M0 (lớp kết nối kim loại thấp nhất ngay trên các transistor). Pitch của lớp M0 trên SMIC N+3 chỉ có 32,5 nm - nhỏ hơn khoảng 10% so với 36 nm trên tiến trình 18A mới nhất của Intel (đang dùng trong CPU Panther Lake đang bán trên thị trường luôn đó!).
Đây không phải con số "ước lượng" nhé, mà là đo trực tiếp từ mặt cắt TEM với độ phân giải cỡ nguyên tử á!
Nhìn qua thì WOW quá đúng không? Khoảng cách pitch thường được coi là thước đo quan trọng của mức độ thu nhỏ trong sản xuất chip. Con số nhỏ hơn = công nghệ xịn hơn mà!
NHƯNG... đợi đã!
SemiAnalysis liền đặt dấu hỏi lớn với nhận định này luôn.
Trước tiên, M0 chỉ là MỘT lớp trong toàn bộ con chip hiện đại thôi. Muốn đánh giá đúng một tiến trình sản xuất, phải nhìn vào cả bức tranh lớn: pitch của các lớp M1, M2 và các lớp cao hơn, số lượng mặt nạ quang cần thiết, khả năng kiểm soát sai số, độ linh hoạt định tuyến tín hiệu, và quan trọng nhất là mật độ transistor thực tế cũng như hiệu năng/watt.
Và khi nhìn toàn cảnh thì... ơ ơ! SMIC N+3 không những không vượt Intel 18A mà còn tụt hậu khá xa. Về mật độ transistor, SMIC N+3 đạt 113,4 triệu transistor/mm², trong khi Intel 18A (thư viện mật độ cao) cao hơn tới 38%! Nói dễ hiểu là cùng diện tích wafer, Intel nhét được nhiều transistor hơn gần 40% đó!
Bí mật đằng sau con số "đẹp"
Điểm quan trọng nằm ở CÁCH SMIC đạt được con số pitch 32,5nm đó. Không có EUV (công nghệ in chip siêu xịn), SMIC buộc phải dùng kỹ thuật SAQP - tức là tự căn chỉnh BỐN LẦN trên nền máy in DUV thế hệ cũ.
Mỗi lần thêm một bước patterning = thêm mặt nạ quang, thêm sai số, thêm chi phí và thêm rủi ro lỗi. Trong khi đó, TSMC N6 (tiến trình mà SMIC N+3 đang muốn đuổi kịp) lại không cần dùng SAQP cho bất kỳ lớp nào!
Hậu quả nhìn thấy được ngay trên ảnh TEM: các rãnh kim loại M0 của SMIC N+3 có hình dạng re-entrant rõ rệt (phần đáy hẹp hơn phần miệng), và xuất hiện lớp barrier dày ở đáy. Đây là dấu hiệu cho thấy công nghệ DUV đang bị đẩy đến giới hạn vật lý rồi!
Thêm nữa, SMIC N+3 chỉ có một thư viện ô chuẩn duy nhất (2 fin NMOS và 2 fin PMOS), hẹp hơn nhiều so với TSMC N6 - vốn cung cấp cả thư viện mật độ cao lẫn thư viện hiệu năng cao cho nhà thiết kế chip tùy chọn.
Hiệu năng thực tế: Giấy với thực tế là hai chuyện khác nhau!
Sự chênh lệch giữa pitch kim loại và hiệu năng thực tế thể hiện rõ khi nhìn vào Kirin 9030 dưới góc độ người dùng. Chip này có lõi Prime TaiShan chạy 2,75 GHz, hiệu năng tương đương Cortex-X2 của ARM năm 2021. Nhưng mà...
Lõi hiệu năng THẤP của Apple trong chip A18 Pro còn đạt hiệu năng integer cao hơn 20% so với lõi Prime của Huawei, nhưng chỉ tiêu thụ 1 watt điện, so với 4,5 watt của Huawei! Chênh lệch gấp 4,5 lần về điện năng đó các bạn!
Về GPU, Maleoon 935 trong Kirin 9030 tăng 70-79% so với thế hệ trước và lần đầu hỗ trợ ray-tracing phần cứng (điểm cộng!). Nhưng so với Snapdragon 8 Elite mới nhất, GPU của Huawei vẫn chậm hơn từ 2,4 đến 3,2 lần tùy bài test!
Nói thẳng là Kirin 9030 đang cạnh tranh với các flagship Android từ BA NĂM TRƯỚC, không phải với những gì đang bán trên kệ bây giờ!
Tại sao lại thế?
SemiAnalysis chỉ ra: SMIC N+3 về mật độ thực sự ngang TSMC N6, nhưng N6 là tiến trình đã ra mắt từ nhiều năm trước rồi. Apple và Qualcomm giờ đang xây dựng chip trên N3P và N4 của TSMC - dày đặc hơn và hiệu năng/volt tốt hơn nhiều.
Khoảng cách không nằm ở pitch của một lớp kim loại mà nằm ở toàn bộ hệ sinh thái công nghệ phía sau!
Trung Quốc vẫn đang tiến, nhưng cái giá không rẻ
Không có nghĩa là SMIC và Huawei đang đứng yên nhé! SemiAnalysis thừa nhận việc đạt mật độ ngang TSMC N6 mà không có EUV là một thành tựu kỹ thuật thực sự, không hề dễ. Các lệnh cấm xuất khẩu của Mỹ không dừng được Trung Quốc, nhưng đã buộc họ đi con đường vòng phức tạp hơn, tốn kém hơn và ít dư địa hơn.
Mỗi thế hệ tiến trình tiếp theo của SMIC sẽ càng khó hơn. Các đòn bẩy DTCO đang cạn dần, mỗi bước thu nhỏ thêm đòi hỏi nhiều mặt nạ hơn và kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn, trong khi chi phí tăng nhanh hơn mức cải thiện hiệu năng.
Bài học rút ra?
Con số pitch 32,5nm của SMIC có thể nhỏ hơn Intel, nhưng chi phí để tạo ra con số đó lại lớn hơn đáng kể. Trong thời đại mà các con số kỹ thuật thường xuyên được dùng như "vũ khí" địa chính trị, việc hiểu được ngữ cảnh đằng sau một chỉ số đôi khi quan trọng hơn chính con số đó!
Nguồn: soha.vn
Mới đây, SemiAnalysis (hãng nghiên cứu chip độc lập tại Mỹ) vừa "mổ xẻ" con chip Kirin 9030 Pro - chip flagship mới nhất của Huawei trong dòng Mate 80 Pro. Đây là lần đầu tiên hãng này flex lab phân tích chip riêng ở bang Oregon, nơi có thể "mổ" những con chip đỉnh nhất thế giới.
Để phân tích SMIC N+3, team chuyên gia đã dùng phương pháp cắt mặt cắt ngang TEM siêu xịn, chụp ảnh theo cả hai chiều fin-cut và gate-cut để xem từng lớp cấu trúc bên trong chip. Để so sánh cho công tâm, họ còn mổ luôn chip Helio G99 của MediaTek (được sản xuất trên tiến trình N6 của TSMC) - vốn được coi là ngang hàng với SMIC N+3.
Kết quả? Kirin 9030 được sản xuất trên tiến trình N+3 của SMIC, thế hệ thứ ba trong dòng chip 7nm nội địa Trung Quốc.
Plot twist đầu tiên: Con số gây sốc
Điểm mà mọi người chú ý nhất nằm ở lớp kim loại M0 (lớp kết nối kim loại thấp nhất ngay trên các transistor). Pitch của lớp M0 trên SMIC N+3 chỉ có 32,5 nm - nhỏ hơn khoảng 10% so với 36 nm trên tiến trình 18A mới nhất của Intel (đang dùng trong CPU Panther Lake đang bán trên thị trường luôn đó!).
Đây không phải con số "ước lượng" nhé, mà là đo trực tiếp từ mặt cắt TEM với độ phân giải cỡ nguyên tử á!
Nhìn qua thì WOW quá đúng không? Khoảng cách pitch thường được coi là thước đo quan trọng của mức độ thu nhỏ trong sản xuất chip. Con số nhỏ hơn = công nghệ xịn hơn mà!
NHƯNG... đợi đã!
SemiAnalysis liền đặt dấu hỏi lớn với nhận định này luôn.
Trước tiên, M0 chỉ là MỘT lớp trong toàn bộ con chip hiện đại thôi. Muốn đánh giá đúng một tiến trình sản xuất, phải nhìn vào cả bức tranh lớn: pitch của các lớp M1, M2 và các lớp cao hơn, số lượng mặt nạ quang cần thiết, khả năng kiểm soát sai số, độ linh hoạt định tuyến tín hiệu, và quan trọng nhất là mật độ transistor thực tế cũng như hiệu năng/watt.
Và khi nhìn toàn cảnh thì... ơ ơ! SMIC N+3 không những không vượt Intel 18A mà còn tụt hậu khá xa. Về mật độ transistor, SMIC N+3 đạt 113,4 triệu transistor/mm², trong khi Intel 18A (thư viện mật độ cao) cao hơn tới 38%! Nói dễ hiểu là cùng diện tích wafer, Intel nhét được nhiều transistor hơn gần 40% đó!
Bí mật đằng sau con số "đẹp"
Điểm quan trọng nằm ở CÁCH SMIC đạt được con số pitch 32,5nm đó. Không có EUV (công nghệ in chip siêu xịn), SMIC buộc phải dùng kỹ thuật SAQP - tức là tự căn chỉnh BỐN LẦN trên nền máy in DUV thế hệ cũ.
Mỗi lần thêm một bước patterning = thêm mặt nạ quang, thêm sai số, thêm chi phí và thêm rủi ro lỗi. Trong khi đó, TSMC N6 (tiến trình mà SMIC N+3 đang muốn đuổi kịp) lại không cần dùng SAQP cho bất kỳ lớp nào!
Hậu quả nhìn thấy được ngay trên ảnh TEM: các rãnh kim loại M0 của SMIC N+3 có hình dạng re-entrant rõ rệt (phần đáy hẹp hơn phần miệng), và xuất hiện lớp barrier dày ở đáy. Đây là dấu hiệu cho thấy công nghệ DUV đang bị đẩy đến giới hạn vật lý rồi!
Thêm nữa, SMIC N+3 chỉ có một thư viện ô chuẩn duy nhất (2 fin NMOS và 2 fin PMOS), hẹp hơn nhiều so với TSMC N6 - vốn cung cấp cả thư viện mật độ cao lẫn thư viện hiệu năng cao cho nhà thiết kế chip tùy chọn.
Hiệu năng thực tế: Giấy với thực tế là hai chuyện khác nhau!
Sự chênh lệch giữa pitch kim loại và hiệu năng thực tế thể hiện rõ khi nhìn vào Kirin 9030 dưới góc độ người dùng. Chip này có lõi Prime TaiShan chạy 2,75 GHz, hiệu năng tương đương Cortex-X2 của ARM năm 2021. Nhưng mà...
Lõi hiệu năng THẤP của Apple trong chip A18 Pro còn đạt hiệu năng integer cao hơn 20% so với lõi Prime của Huawei, nhưng chỉ tiêu thụ 1 watt điện, so với 4,5 watt của Huawei! Chênh lệch gấp 4,5 lần về điện năng đó các bạn!
Về GPU, Maleoon 935 trong Kirin 9030 tăng 70-79% so với thế hệ trước và lần đầu hỗ trợ ray-tracing phần cứng (điểm cộng!). Nhưng so với Snapdragon 8 Elite mới nhất, GPU của Huawei vẫn chậm hơn từ 2,4 đến 3,2 lần tùy bài test!
Nói thẳng là Kirin 9030 đang cạnh tranh với các flagship Android từ BA NĂM TRƯỚC, không phải với những gì đang bán trên kệ bây giờ!
Tại sao lại thế?
SemiAnalysis chỉ ra: SMIC N+3 về mật độ thực sự ngang TSMC N6, nhưng N6 là tiến trình đã ra mắt từ nhiều năm trước rồi. Apple và Qualcomm giờ đang xây dựng chip trên N3P và N4 của TSMC - dày đặc hơn và hiệu năng/volt tốt hơn nhiều.
Khoảng cách không nằm ở pitch của một lớp kim loại mà nằm ở toàn bộ hệ sinh thái công nghệ phía sau!
Trung Quốc vẫn đang tiến, nhưng cái giá không rẻ
Không có nghĩa là SMIC và Huawei đang đứng yên nhé! SemiAnalysis thừa nhận việc đạt mật độ ngang TSMC N6 mà không có EUV là một thành tựu kỹ thuật thực sự, không hề dễ. Các lệnh cấm xuất khẩu của Mỹ không dừng được Trung Quốc, nhưng đã buộc họ đi con đường vòng phức tạp hơn, tốn kém hơn và ít dư địa hơn.
Mỗi thế hệ tiến trình tiếp theo của SMIC sẽ càng khó hơn. Các đòn bẩy DTCO đang cạn dần, mỗi bước thu nhỏ thêm đòi hỏi nhiều mặt nạ hơn và kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn, trong khi chi phí tăng nhanh hơn mức cải thiện hiệu năng.
Bài học rút ra?
Con số pitch 32,5nm của SMIC có thể nhỏ hơn Intel, nhưng chi phí để tạo ra con số đó lại lớn hơn đáng kể. Trong thời đại mà các con số kỹ thuật thường xuyên được dùng như "vũ khí" địa chính trị, việc hiểu được ngữ cảnh đằng sau một chỉ số đôi khi quan trọng hơn chính con số đó!
Nguồn: soha.vn