3 lý do khiến không nhiều thương hiệu smartphone tự sản xuất chip riêng
Có rất nhiều hãng smartphone ra đời, tồn tại và có thể đã tạm biệt thị trường nhưng khi nhắc đến hãng sản xuất chịp thì lại khá ít. Tại sao lại như thế?
Trong ngành công nghiệp smartphone, nếu bạn để ý, hiện nay có rất ít thương hiệu có con chip riêng ( CPU chính). Có thể kể đến là Apple, Huawei và Samsung, 3 cái tên nổi tiếng nhất. Các nhà sản xuất khác như Xiaomi có chip riêng nhưng chúng chỉ xử lý một công việc nào đó, Xiaomi Surge S1 vốn là chip hiếm hoi nhưng không thấy có thế hệ tiếp theo. Trên Find X5 Pro có thấy chip MariSilicon X nhưng chỉ là con chip xử lý hình ảnh độc lập. Vậy tại sao, các thương hiệu điện thoại không thể tự sản xuất bộ vi xử lý để đỡ phải mua chip từ bên ngoài, máy cũng nhanh, mạnh hơn?
Bộ vi xử lý rất phức tạp
Bộ vi xử lý ngày nay không phải là bộ xử lý đơn chức năng mà chúng là một hệ thống trên chip hoàn chỉnh. Hãy lấy vi xử lý Apple A15 làm ví dụ. Ngoài bộ xử lý (CPU), còn có cạc đồ họa (GPU), DSP, bộ xử lý hình ảnh (ISP), băng tần cơ sở không dây, bộ xử lý AI (NPU), bộ giải mã video, bộ nhớ đệm hệ thống, v.v. Thiết kế của từng bộ phận không hề đơn giản.
Apple đã nói rất nhiều về việc đóng kín hệ sinh thái của họ nhưng cũng chỉ mới giới thiệu bộ vi xử lý M1. Tuy nhiên, bộ vi xử lý này vẫn không hoàn hảo khi nó không có modem 5G và phải sử dụng băng tần cơ sở của Intel trong hai năm, cuối cùng hãng đã phải hợp tác lại với Qualcomm.
Tiếp theo, nếu có được những thành phần trên rồi thì nhà sản xuất cũng phải có khả năng kết hợp các mô-đun chức năng này với nhau. Có rất nhiều câu hỏi đặt ra:
Kết nối các bộ phận này với nhau
Cân bằng giữa tiêu thụ điện năng và hiệu suất
Video đang HOT
Chọn đường dẫn dữ liệu thích hợp
Làm cho bố cục phần cứng và thiết kế phần mềm tương thích
Kiểm soát hiệu quả rò rỉ theo công nghệ nano và giảm tiêu thụ điện
Sử dụng công nghệ khắc mới để tối ưu hóa quy trình
Đối phó với rủi ro cạnh tranh / nhiễu tín hiệu
Bất kỳ nhà sản xuất nào cũng phải giải quyết những vấn đề này vì vậy không nhiều cái tên có thể làm tốt.
Sản xuất bộ xử lý rất tốn kém
Nếu một thương hiệu muốn bắt đầu sản xuất chip, họ chỉ cần tuyển những nhân sự có kinh nghiệm nhưng đội ngũ này cần tới cả trăm người mới làm được việc, riêng t.iền lương cho hàng trăm kỹ sư này đã là rất nhiều t.iền.
Ngoài nguồn nhân lực, các bộ vi xử lý trên điện thoại cần phải trả t.iền để mua kiến trúc ARM và lõi IP. Những chi phí trên được gọi là chi phí cố định, nhưng có những khoản không cố định. Giả sử những lỗi xảy ra sau mỗi lần cập nhật hay sửa lỗi, các lập trình viên phải liên tục tinh chỉnh mã và sửa lõi đến cùng.
Một số kiểm tra chức năng có thể được thực hiện bằng phần mềm mô phỏng chế độ hoạt động của chip. Thử nghiệm phải diễn ra trên một thiết bị thực tế nên cũng không hề rẻ. Khi sản xuất tiến trình 14nm, chi phí của một lần thử nghiệm là hàng triệu USD. Còn tiến trình 5nm là 50 triệu USD.
Huawei HiSilicon Kirin đã đầu tư 75,5 tỷ USD trong 10 năm qua. Riêng năm 2019 đã là 20,7 tỷ USD, bỏ rất nhiều t.iền để cạnh tranh với Qualcomm hay Apple.
Một tiến bộ nhỏ đòi hỏi chi phí R&D rất lớn
Xu hướng công nghệ thay đổi mỗi ngày vì vậy đòi hỏi phần cứng không ngừng nâng cấp, mỗi một nâng cấp như camera thò thụt, camera dưới màn hình, cảm biến vân tay trên màn hình và các tính năng mới khác đều cần một đội ngũ làm việc với con chip trong vài tháng.
Rõ ràng với chỉ 3 lý do cơ bản trên, có thể hiểu được nhiều thương hiệu điện thoại chỉ tập trung vào sản xuất điện thoại còn chip họ sẽ đi mua từ các công ty sản xuất chip như Qualcomm hoặc MediaTek hơn là tự sản xuất chip riêng, để tránh tốn kém, phiền hà.
Samsung hợp tác với IBM ra mắt thiết kế chip mới có thể kéo dài thời lượng pin smartphone lên đến cả tuần
Bước đột phá mới của ngành công nghiệp smartphone.
IBM và Samsung đã công bố bước đột phá mới trong thiết kế chip, đó là xếp các bóng bán dẫn theo chiều dọc thay vì nằm phẳng trên bề mặt của chất bán dẫn. Thiết kế mới này được gọi là Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET), bóng bán dẫn hiệu ứng trường dịch chuyển dọc.
Thiết kế VTFET mới đã được Samsung và IBM ứng dụng trên một số con chip tiên tiến nhất hiện nay. Về bản chất, thiết kế mới này sẽ xếp chồng các bóng bán dẫn lên nhau, cho phép dòng điện chạy theo chiều lên xuống của chồng bóng bán dẫn, thay vì bố cục nằm ngang cạnh nhau mà các nhà sản xuất chip hiện đang sử dụng.
Thiết kế theo chiều dọc đã là xu hướng trong một thời gian gần đây, Intel là một trong số các nhà sản xuất đã nghiên cứu và đi theo hướng này. Tuy nhiên, thiết kế của Intel tập trung vào việc xếp chồng các thành phần khác nhau của bộ vi xử lý, thay vì xếp chồng từng bóng bán dẫn riêng lẻ.
Khi chúng ta đã hết cách để có thể thêm nhiều bóng bán dẫn hơn trên một mặt phẳng, cách duy nhất là đi lên theo chiều dọc.
Điểm nổi bật của thiết kế VTFET, theo Samsung và IBM cho biết, đó là cải thiện gấp đôi hiệu suất xử lý và giảm tới 85% mức tiêu thụ điện năng. Và bằng cách đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn trong một bộ vi xử lý, IBM và Samsung tuyên bố rằng thiết kế VTFET có thể giúp tiếp tục duy trì Định luật Moore trong tương lai.
IBM và Samsung cũng đưa ra những tầm nhìn đầy tham vọng với công nghệ mới của mình. Đó là ý tưởng về những chiếc smartphone có thể kéo dài thời lượng sử dụng pin lên đến cả tuần mỗi một lần sạc. Thiết bị di động có thể sử dụng để khai thác t.iền mã hóa mà tiêu tốn ít năng lượng hơn. Nhiều thiết bị Internet of Things mạnh mẽ hơn, thậm chí con chip này có thể sử dụng cho cả tàu vũ trụ.
Trước đó, IBM cũng đã công bố thiết kế chip 2nm đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên đây có thể là giới hạn cuối cùng của thiết kế bóng bán dẫn nằm ngang. Vì vậy mà thiết kế xếp dọc VTFET chính là tương lai của ngành công nghiệp công nghệ cao nói chung và smartphone nói riêng, đưa mọi thứ đi xa hơn nữa.
TSMC kêu gọi Mỹ đưa các công ty nước ngoài vào hỗ trợ ngành chip Đề nghị này được đưa ra sau khi Giám đốc điều hành Intel nói Mỹ nên ưu tiên những "người chơi" trong nước, chứ không phải TSMC. Theo Nikkei, Chủ tịch Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC) Mark Liu hôm 3.12 nói rằng việc không hỗ trợ cho các nhà sản xuất chip nước ngoài trong chương trình trợ cấp đã được lên kế...