Theo Neowin, ngay sau khi IBM công bố phát triển thành công công nghệ tấm nano 2nm. TSMC, nhà sản xuất bán dẫn lớn nhất thế giới cũng đã công bố phát triển một loại vật liệu gọi là “bismuth bán kim loại”, đây là sản phẩm được ra đời từ sự kết hợp giữa Đại học Đài Loan và Viện Công nghệ Massachusetts. Họ hy vọng sẽ đạt được mục tiêu sản xuất chip 1 nm trong vài năm tới. Các nhà sản xuất chip liên tục tìm kiếm các vật liệu mới để thu nhỏ quy trình sản xuất chip để đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn trong cùng một diện tích và TSMC đã bước đầu đạt được thành công.
Tìm hiểu về TSMC
TSMC được thành lập ở Đài Loan vào năm 1987 bởi Morris Chang. Thời đó TSMC là một trong những công ty nhận gia công bán dẫn đầu tiên của thế giới và đã luôn dẫn đầu trong mảng này. Khi Chang nghỉ hưu vào năm 201, tức sau 31 năm dẫn dắt công ty; hai người kế nhiệm được đưa lên là Mark Liu và CC Wei. Họ đều là hai nhà lãnh đạo cấp cao của TSMC, lần lượt nắm chức Chủ tịch và CEO. TSMC lên sàn chứng khoán Đài Loan năm 1993. Đến năm 1997 trở thành công ty Đài Loan đầu tiên lên sàn chứng khoán New York.
TSMC là một công ty foundry – tức có dây chuyền, nhà máy sản xuất bán dẫn. Việc sản xuất bán dẫn chưa bao giờ là chuyện đơn giản từ đó đến nay. Nên nó cần có chuyên môn cao, cần phải quản lý nguyên vật liệu và chất lượng thành phẩm cực kì khắt khe. Một số công ty như Intel, Samsung vừa thiết kế chip vừa có năng lực sản xuất. Nhưng không phải công ty nào cũng đủ lực (hoặc mong muốn) làm điều này.
Đột phá mới trong nghiên cứu chip 1 nm
Đột phá này được phát hiện bởi nhóm MIT. Với các thành phần được tối ưu bởi TSMC và cải tiến bởi NTU. Thành phần cốt lõi trong đó sử dụng bismuth dạng bán kim loại. Để làm điện cực của vật liệu hai chiều nhằm thay thế silicon. Cho phép giảm điện trở và tăng cường độ dòng điện. Hiệu suất năng lượng nhờ đó sẽ tăng lên mức cao chưa từng có trong ngành bán dẫn.
Các nhà sản xuất chip đã cố gắng nhồi ngày càng nhiều bóng bán dẫn vào những con chip có kích thước ngày càng nhỏ. Nhưng đang gần chạm đến giới hạn của công nghệ sử dụng vật liệu silicon. Điều đó thúc đẩy giới khoa học tìm kiếm vật liệu hai chiều để thay thế silicon. Nhằm cho ra đời những chip trên quy trình 1 nm hoặc nhỏ hơn.
Sử dụng bismuth bán kim loại làm điện cực
Khi các quy trình chế tạo ngày càng nhỏ. Các nhà sản xuất chip phải đối mặt với vấn đề về điện trở cao hơn. Và dòng điện thấp hơn ở các điện cực tiếp xúc của bóng bán dẫn. Chịu trách nhiệm mang lại năng lượng cho bóng bán dẫn.
Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, bằng cách sử dụng bismuth bán kim loại làm điện cực tiếp xúc của bóng bán dẫn. Công ty và các đối tác khẳng định họ có thể giảm đáng kể điện trở. Đồng thời tăng cường độ dòng điện có thể truyền qua. Mặc dù vậy, công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm. Và việc sản xuất chip 1 nm số lượng lớn sẽ còn phải chờ thêm nhiều năm nữa. Quy trình sản xuất chip khối lượng lớn hàng đầu hiện nay của TSMC là 5 nm. Trong khi công ty cũng đã tuyên bố họ sẽ bắt đầu sản xuất chip 3 nm trong năm 2021 này.