một đĩa wafer giá 17.000 USD – Osuai | osuairportpart150.com

Hãy cùng Osuai tìm hiểu về một đĩa wafer giá 17.000 USD

Như thường lệ, công nghệ mới ra mắt luôn sẽ có giá rất đắt đỏ, đặc biệt với các công nghệ chip mới khi quy trình sản xuất chip ngày càng trở nên phức tạp hơn. Điều đó càng được khẳng định theo tin tức mới rò rỉ của một blogger về ước tính chi phí cho đĩa wafer của TSMC, loại wafer mới dành cho các chip tiến trình 5nm.

RetiredEngineer, một blogger nổi tiếng về lĩnh vực bán dẫn, đã công bố một bảng tính toán về giá bán chip theo tiến trình trong năm 2020 của TSMC. Nguồn tin của bảng tính này không được nhắc đến, nhưng có thể nó đến từ một báo cáo gần đây về lĩnh vực gia công chip và các nhà sản xuất bán dẫn.

Theo con số ước tính này, mỗi đĩa wafer 300mm được xử lý bằng tiến trình công nghệ 5nm được TSMC bán với giá 16.988 USD. Ngược lại, mức giá dành cho tiến trình 7nm lại giảm mạnh khi nhà sản xuất bán dẫn lớn nhất thế giới đang tính giá 9.346 USD cho mỗi đĩa wafer sử dụng công nghệ này. Còn với tiến trình cũ hơ như 16nm hay 12nm, mức giá còn thấp hơn nữa, chỉ khoảng 3.984 USD cho mỗi đĩa wafer 300mm.

Mức giá ngất ngưởng cho chip 5nm của TSMC: một đĩa wafer giá 17.000 USD - Ảnh 1.

Mức giá ước tính cho mỗi đĩa wafer 300mm công nghệ 5nm của TSMC.

Mô hình tính giá này tham chiếu trên con GPU 5nm giả định của Nvidia, GPU P100 – có kích thước 610 mm2, chứa 90,7 tỷ bóng bán dẫn với mật độ 148,2 MTr/mm2 (triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm2).

Các yếu tố cấu thành nên giá bán cho đĩa wafer 300mm với công nghệ 5nm nói trên bao gồm chi phí tài sản vốn tài sản cố định (CapEx), năng lượng sử dụng, khấu hao thiết bị, chi phí lắp ráp, thử nghiệm và đóng gói chip, lợi nhuận hoạt động của xưởng đúc, và một số yếu tố khác.

Trong khi đó, giá thành gia công mỗi con chip còn bao gồm thêm cả chi phí thiết kế – với con số khác xa nhau giữa các công ty trên mỗi node chip – ví dụ chi phí thiết kế một con chip 5nm kích thước 610mm2 của mỗi công ty lại hoàn toàn khác nhau cũng như chi phí thiết kế con chip đó trên mỗi tiến trình lại khác nhau, tùy thuộc vào quy tắc thiết kế cũng như giấy phép thiết kế.

Ngoài ra còn nhiều yếu tố khác khiến cho tiến trình 5nm của TSMC lại đắt đỏ đến như vậy. Đầu tiên, TSMC mới bắt đầu sản xuất chip 5nm từ vài tháng trước và vì vậy, nhà xưởng cũng như thiết bị họ sử dụng để sản xuất chip vẫn chưa được khấu hao.

Mức giá ngất ngưởng cho chip 5nm của TSMC: một đĩa wafer giá 17.000 USD - Ảnh 2.

Ước tính của ASML về nhu cầu máy sản xuất chip bằng tia EUV.

Thứ hai là tiến trình 5nm phụ thuộc hoàn toàn vào việc sử dụng công nghệ in thạch bản bằng tia siêu cực tím EUVL và có thể sử dụng cho việc khắc đến 14 lớp. Theo hãng ASML, mỗi lớp khắc dùng tia EUV lại cần đến một hệ thống máy quét step-and-scan Twinscan NXE để sản xuất được 45.000 tấm wafer mỗi tháng.

Trong khi mỗi máy khắc EUV của ASML có giá đến 120 triệu USD thì các máy quét đi kèm với nó cũng đắt đỏ không kém. Do vậy, với khối lượng đơn hàng chip 5nm khổng lồ như của TSMC, họ sẽ phải đầu tư hàng tỷ USD cho các máy khắc EUV và máy quét của ASML. Khoản đầu tư ban đầu khổng lồ này sẽ phải mất một thời gian dài mới có thể khấu hao hết và do vậy, giá thành của nó tại thời điểm này khó có thể thấp được.

Nhưng ngay cả chi phí sản xuất cao đến như vậy cũng không ngăn cản được các nhà thiết kế chip tìm đến TSMC để đặt hàng khi công nghệ 5nm mang lại mật độ bóng bán dẫn cao hơn, cũng như hiệu năng và hiệu quả năng lượng tốt hơn so với trước đây.

Mức giá ngất ngưởng cho chip 5nm của TSMC: một đĩa wafer giá 17.000 USD - Ảnh 3.

So sánh của TSMC về mật độ sai hỏng giữa tiến trình 5nm và 7nm.

Dựa trên các con số ước tính, sản xuất một con chip 610mm2 với công nghệ 5nm sẽ tốn khoảng 238 USD và 233 USD cho con chip tương tự trên công nghệ 7nm. Tại tiến trình 16 hoặc 12nm, một con chip với mật độ bóng bán dẫn tương tự sẽ lớn hơn và tốn khoảng 331 USD chi phí sản xuất. Với tiến trình 5nm, con chip không chỉ nhỏ hơn tương đối, mà còn có hiệu năng cao hơn khoảng 15% với cùng mức năng lượng hoặc tiêu thụ năng lượng ít hơn đến 30% so với chip tiến trình 7nm.

Theo TSMC, tiến trình 5nm của họ có mật độ sai hỏng thấp hơn so với tiến trình 7nm ở cùng tuổi đời của tiến trình, vì vậy các nhà thiết kế chip có thể kỳ vọng rằng, trong tương lai không xa, các chip 5nm sẽ có năng suất cao hơn 7nm.

Tuy nhiên, một điều cần chú ý rằng, các so sánh giữa các tiến trình kể trên đều dựa trên dữ liệu từ TSMC cũng như các ước tính chung của ngành bán dẫn. Do các con số thật chưa bao giờ được TSMC xác nhận, vì vậy chúng sẽ không hoàn toàn chính xác 100%.

Tham khảo Tomshardware

Nguồn: một đĩa wafer giá 17.000 USD – Osuai
Tags: một đĩa wafer giá 17.000 USD, một đĩa wafer giá 17.000 USD, một đĩa wafer giá 17.000 USD