Hạn chế tản nhiệt khiến TSMC và Huawei bỏ qua công nghệ in 3D trên chip smartphone, tập trung hoàn thiện quy trình sản xuất truyền thống.

Rào cản lớn nhất ngăn cản vi xử lý điện thoại thông minh khai thác tối đa hiệu suất chính là vấn đề tản nhiệt. Mặc dù tiến trình 2nm của TSMC được kỳ vọng mang lại những cải thiện đáng kể về hiệu quả năng lượng, sự gia tăng mức độ phức tạp và kích thước của các hệ thống trên chip (SoC) đòi hỏi ngành công nghiệp phải áp dụng các phương pháp đóng gói mới. Một số nguồn tin cho rằng TSMC và Huawei đang nghiên cứu công nghệ đóng gói 3D cho danh mục điện thoại thông minh.

Thực tế cho thấy giải pháp này đi kèm quá nhiều nhược điểm chí mạng khiến các tập đoàn công nghệ hàng đầu tiếp tục tập trung cải thiện quy trình sản xuất hiện tại. Khác với máy chủ hoặc bộ xử lý máy tính để bàn như AMD Ryzen 7 9800X3D được hỗ trợ bởi hệ thống làm mát đồ sộ, chipset điện thoại có rất ít không gian để tản nhiệt hiệu quả, thường chỉ dựa vào buồng hơi hoặc quạt tản nhiệt siêu nhỏ.

Công nghệ đóng gói 3D liên quan đến việc xếp chồng các chip riêng lẻ lên nhau, tạo ra một cấu trúc đa tầng phát sinh lượng nhiệt khổng lồ không thể thoát ra ngoài do các lớp linh kiện phía dưới chặn mất đường dẫn.

Nỗ lực giải quyết bài toán nhiệt độ và định hướng thị trường

Gần đây, Samsung đã giới thiệu giải pháp khối truyền nhiệt (HPB) trên dòng chip Exynos 2600. Phương pháp này xếp chồng một bộ tản nhiệt bằng đồng lên trên khuôn silicon nhằm giúp giảm nhiệt độ.

Đáng tiếc, cách làm này không mang lại hiệu quả đối với công nghệ đóng gói 3D do những hạn chế vật lý. Trên mạng xã hội Weibo, tài khoản “Fixed-focus digital cameras” tiết lộ rằng bất chấp tin đồn về việc TSMC và Huawei chuyển đổi phương thức đóng gói, hai công ty này vẫn kiên định với mục tiêu tối ưu hóa quy trình chế tạo chất bán dẫn. Một trở ngại lớn hơn đang cản bước các công ty là sự thay đổi thị hiếu.

Báo cáo trước đó chỉ ra công nghệ chế tạo chip tiên tiến không còn là yếu tố chính tác động đến sự quan tâm của người tiêu dùng. Thực tế này buộc Apple, Qualcomm và MediaTek phải thực hiện các điều chỉnh chiến lược, tiêu biểu là việc mang đến cải tiến sâu về kiến trúc thay vì chạy đua thông số tiến trình.

Tiềm năng áp dụng công nghệ mới trên thiết bị Apple

Nếu có một nhà sản xuất đủ khả năng áp dụng công nghệ đóng gói 3D, đó có thể là Apple. Dù vậy, giải pháp này nhiều khả năng sẽ bị giới hạn ở vi xử lý M-series dành cho máy tính và không được mở rộng sang dòng chip A-series trên điện thoại do sự đánh đổi về mặt nhiệt độ.

Các dự báo chỉ ra bộ đôi M5 Pro và M5 Max dự kiến sử dụng công nghệ đóng gói 2.5D của TSMC thay vì InFO (Integrated Fan-Out) truyền thống. Đây có thể là bước đệm để hãng công nghệ Mỹ tiến tới thử nghiệm công nghệ 3D trong tương lai. Giới chuyên gia nhận định quá trình chuyển đổi này sẽ cần thêm nhiều năm để hoàn thiện.

Tóm lại, các dòng chip điện thoại hiện tại sẽ tiếp tục gắn bó với phương pháp đóng gói truyền thống thêm một thời gian dài. Các nhà sản xuất phần cứng vẫn đang ráo riết tìm kiếm những giải pháp thay thế đột phá nhằm mở ra cơ hội phát triển mới, ngay cả khi đó không phải là công nghệ xếp chồng 3D.

Nguồn: wccftech