Trong ngành bán dẫn, có một quy tắc gần như bất di bất dịch suốt sáu thập kỷ qua: muốn chip mạnh hơn, phải thu nhỏ bóng bán dẫn. Định luật Moore mô tả chính xác vòng lặp này, cứ mỗi hai năm, số lượng bóng bán dẫn trên một con chip lại tăng gấp đôi nhờ các tiến trình sản xuất ngày càng tinh vi hơn.
Để đạt được điều đó, ngành công nghiệp phụ thuộc vào các máy in thạch bản cực tím cực mạnh, mà ASML của Hà Lan là nhà sản xuất duy nhất trên thế giới. Huawei không được mua những chiếc máy đó vì lệnh cấm xuất khẩu của Mỹ.
Thế nhưng dữ liệu sản xuất vừa được Huawei công bố đang đặt ra một câu hỏi khó chịu cho giới chuyên môn: liệu thu nhỏ bóng bán dẫn có phải là con đường duy nhất để tăng hiệu năng chip hay không? Chip Kirin 2026, bộ vi xử lý sắp ra mắt trên dòng điện thoại Mate mùa thu năm nay, đạt mức tăng mật độ bóng bán dẫn 55% so với thế hệ tiền nhiệm Kirin 9030 Pro, đồng thời giảm tiêu thụ điện 41% ở cùng mức hiệu năng.
Điều đáng chú ý là cả hai chip đều được sản xuất trên cùng một tiến trình, không có bước nhảy công nghệ nào về kích thước bóng bán dẫn. Theo bài báo của Huawei, để đạt mức cải thiện tương tự theo con đường truyền thống, ngành công nghiệp sẽ cần ba năm tiến bộ liên tục theo định luật Moore.
Bí quyết nằm ở kiến trúc mang tên LogicFolding, do bà He Tingbo, Chủ tịch Ủy ban Khoa học Huawei và người đứng đầu mảng bán dẫn của tập đoàn, phát triển dựa trên lý thuyết Tau Scaling Law mà bà công bố hồi tháng 5. Thay vì thu nhỏ bóng bán dẫn, LogicFolding tập trung vào một yếu tố khác: tốc độ di chuyển của tín hiệu bên trong mạch.
Kiến trúc này gấp đôi các lớp mạch logic theo chiều dọc, rút ngắn chiều dài dây dẫn 30%, giảm số lượng clock-buffer hơn 50% và giảm clock skew 25%. Kết quả là tín hiệu đi quãng đường ngắn hơn, ít tổn thất hơn, và con chip tiêu thụ ít năng lượng hơn trong khi vẫn xử lý nhanh hơn.
Nếu lộ trình được thực hiện đúng như công bố, tác động dài hạn sẽ đáng kể. Huawei tuyên bố LogicFolding có thể giúp dòng Kirin đạt tần số CPU 3,1 GHz trong năm nay và 4 GHz vào năm 2029. Đến năm 2031, công ty kỳ vọng đạt mật độ bóng bán dẫn tương đương tiến trình 1,4nm, con số mà ngay cả TSMC cũng chưa thương mại hóa, và tất cả không cần một máy EUV nào.
Tuy nhiên, có hai điểm cần lưu ý trước khi đánh giá đây là đột phá hoàn toàn. Thứ nhất, bài báo được công bố trên ChinaXiv, nền tảng đăng tải bài nghiên cứu chưa qua phản biện đồng nghiệp, tức chưa được cộng đồng khoa học quốc tế kiểm chứng độc lập.
Thứ hai, bà He Tingbo thừa nhận LogicFolding vẫn còn nhiều câu hỏi mở về tản nhiệt và tỷ lệ sản xuất thành công, đồng thời kêu gọi toàn ngành cùng đóng góp giải quyết, một dấu hiệu cho thấy con đường từ lý thuyết đến sản xuất đại trà vẫn còn nhiều thách thức phía trước.
Dù vậy, với dữ liệu sản xuất thực tế đã được công bố trên chip Kirin 2026, Huawei đã làm được điều mà ít người trong ngành tin là khả thi: tăng hiệu năng đáng kể mà không cần bước tiến về tiến trình sản xuất. Câu hỏi thực sự không còn là liệu LogicFolding có hoạt động hay không, mà là nó có thể đi xa đến đâu trước khi chạm tới giới hạn vật lý tiếp theo.
Nguyễn Hải
Nguồn SCMP
