Hãng sản xuất chip lớn nhất thế giới TSMC đã chính thức bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt chip sử dụng tiến trình 2nm (N2) đúng như lộ trình đã công bố. Trên trang web của hãng, TSMC xác nhận rằng công nghệ 2nm đã bước vào sản xuất quy mô lớn từ Quý 4/2025. Đây là bước tiến mang tính bước ngoặt, mở ra thế hệ chip mạnh mẽ hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và chắc chắn sẽ xuất hiện trên những mẫu iPhone tương lai, gần nhất sẽ là dòng iPhone 18.
Điểm nhấn lớn nhất của N2 là việc lần đầu tiên TSMC áp dụng công nghệ transistor nanosheet thế hệ đầu tiên, hay còn gọi là Gate-All-Around (GAA). Công nghệ này đánh dấu sự thay thế cho FinFET vốn đã thống trị ngành bán dẫn suốt nhiều năm qua.
2nm – tiến trình tiên tiến nhất thế giới về mật độ transistor
Với GAA, cổng điều khiển sẽ bao bọc kênh dẫn dòng điện ở bốn phía bằng các lớp nanosheet dọc. Nhờ đó, hiện tượng rò rỉ dòng điện được giảm thiểu đáng kể, đồng thời tăng cường khả năng dẫn dòng. Khi điện năng thất thoát giảm, chip sẽ vừa mạnh hơn vừa tiết kiệm pin hơn.
Điều này cũng đồng nghĩa các bộ vi xử lý trong tương lai sẽ không chỉ tăng hiệu năng mà còn tối ưu thời lượng pin, yếu tố mà người dùng iPhone luôn mong đợi trong nhiều năm qua.
Tiến trình 2nm của TSMC được đánh giá sẽ dẫn đầu toàn ngành về mật độ transistor và hiệu suất năng lượng khi đi vào ứng dụng thực tế. Mật độ transistor chính là thước đo thể hiện mức độ tiên tiến của một con chip. Con số này cho biết có bao nhiêu triệu transistor được tích hợp trong mỗi milimét vuông. Node càng nhỏ, transistor càng nhỏ, càng dễ sắp xếp dày đặc hơn, từ đó tăng tốc độ xử lý và giảm tiêu hao điện.
Khi so sánh giữa tiến trình 2nm N2 và 3nm thế hệ thứ ba N3E, TSMC cho biết N2 mang lại bước tiến rõ rệt: nhanh hơn 10–15% ở cùng mức điện năng hoặc tiết kiệm 25–30% năng lượng ở cùng hiệu năng.
Ngoài ra, mật độ transistor cũng tăng khoảng 15% đối với thiết kế chip hỗn hợp (bao gồm logic, analog và SRAM) và tăng tới 20% đối với chip logic thuần.
Nhìn lại hành trình phát triển chip Apple có thể thấy bước tiến khổng lồ. Chip A13 Bionic 7nm trên iPhone 11 chỉ đạt mật độ 90–95 triệu transistor/mm². Đến iPhone 15 Pro với chip A17 Pro tiến trình 3nm, mật độ đã tăng lên 220–290 triệu transistor/mm².
Nếu đúng như dự đoán, iPhone 18 Pro Max ra mắt năm sau sẽ được trang bị chip A20 Pro tiến trình 2nm với mật độ transistor ước đạt 310–330 triệu/mm². Điều này đồng nghĩa sức mạnh xử lý của iPhone từ thế hệ A13 đến A20 đã gần như tăng gấp ba đến bốn lần chỉ trong vài năm, một con số cực kỳ ấn tượng.
Sau 2nm sẽ là kỷ nguyên A16 Angstrom – đột phá về cách dẫn nguồn
Câu hỏi đặt ra là sau 2nm, Apple và TSMC sẽ đi về đâu? Câu trả lời là tiến trình A16 (16 Angstrom). Đây không chỉ là thu nhỏ kích thước transistor mà còn là thay đổi phương thức cấp nguồn nhờ công nghệ Super Power Rail (SPR).
Thay vì dồn toàn bộ dây dẫn và kết nối ở mặt trước tấm wafer, TSMC sẽ đưa đường cấp nguồn ra mặt sau. Nhờ đó, nguồn điện được truyền trực tiếp đến cực nguồn và cực thoát của transistor, giúp chip vận hành ổn định hơn, giảm sụt áp và cho phép đặt các transistor sát nhau hơn nữa.
Điều này hứa hẹn tiếp tục tăng hiệu năng đồng thời tối ưu tiêu thụ điện. Dự kiến A16 có thể bước vào sản xuất hàng loạt từ nửa cuối năm sau.
Song song với N2, TSMC cũng chuẩn bị tung ra phiên bản cải tiến N2P. Đây là phiên bản nâng cấp tập trung vào hiệu năng, dự kiến mang lại thêm 5–10% tốc độ xử lý ở cùng mức điện năng. Hiện chưa có thông tin chi tiết về việc mật độ transistor có tiếp tục tăng thêm hay không, nhưng rõ ràng N2P sẽ là con át chủ bài cho các thiết bị cao cấp trong tương lai.
iPhone tương lai sẽ mạnh hơn, mát hơn và tiết kiệm điện hơn
Tất cả những bước tiến này đều hướng đến cùng một mục tiêu là mang lại những chiếc iPhone nhanh hơn, mượt hơn, xử lý AI tốt hơn, chơi game mạnh hơn nhưng vẫn tiết kiệm pin hơn và ít nóng hơn.
Khi công nghệ vi xử lý chạm đến đỉnh cao mới, người dùng có thể kỳ vọng các tính năng mới đột phá hơn, từ đồ họa, camera cho đến khả năng xử lý trí tuệ nhân tạo ngay trên thiết bị.
Nếu đúng theo lộ trình, các thế hệ iPhone sắp tới (iPhone 18 Pro Max, iPhone 20) sẽ không chỉ “mạnh” theo nghĩa truyền thống mà còn “thông minh” và “hiệu quả” hơn bao giờ hết. Và có một điều gần như chắc chắn là cuộc đua công nghệ giữa Apple và các đối thủ sẽ tiếp tục nóng hơn, khi 2nm và A16 mở ra một chương hoàn toàn mới cho ngành di động toàn cầu.
(Theo PhoneArena, AppleInsider, MacRumors)
