HPB là gì và vì sao đây là “nút thắt” Samsung muốn gỡ?

HPB, hay Heat Path Block, về bản chất là một khối dẫn nhiệt bằng đồng được đặt trực tiếp phía trên bộ xử lý. Nghe qua có vẻ đơn giản, nhưng điểm then chốt nằm ở cách Samsung sắp xếp lại các linh kiện bên trong con chip để ưu tiên cho việc thoát nhiệt.

Trước đây, trong nhiều thiết kế cũ, Samsung đặt bộ nhớ DRAM chồng thẳng lên trên nhân xử lý. Cách bố trí này giúp tiết kiệm không gian, nhưng lại vô tình tạo ra một lớp “nắp đậy” ngay tại khu vực sinh nhiệt nhiều nhất. Khi hiệu năng của chip ngày càng tăng, lượng nhiệt tích tụ ở vị trí này cũng tăng theo, khiến cách sắp xếp cũ dần bộc lộ giới hạn.

Với Exynos 2600, Samsung chuyển DRAM sang đặt sang bên, nhường toàn bộ phần phía trên cho HPB tiếp xúc trực tiếp với các nhân xử lý. Nhờ đó, nhiệt có thể được dẫn ra ngoài theo đường ngắn và trực tiếp hơn, thay vì bị giữ lại bên trong. Theo công bố của Samsung, nhiệt độ trung bình của chip giảm khoảng 30% so với thế hệ trước.

Con số này không chỉ mang ý nghĩa về mặt kỹ thuật. Nó cho thấy Samsung đang thừa nhận một thực tế rằng bài toán nhiệt đã trở thành rào cản lớn nhất, không chỉ với dòng Exynos mà còn với tham vọng lớn hơn của hãng trong mảng sản xuất chip theo đơn đặt hàng.

Apple và Qualcomm: Samsung đang tìm cách lấy lại niềm tin ra sao?

Apple và Qualcomm từng là những khách hàng lớn của Samsung Foundry, nhưng cả hai đều đã rời đi. Apple chuyển sang TSMC từ thời A10, còn Qualcomm cũng đưa các dòng Snapdragon cao cấp sang đối thủ từ năm 2022. Nguyên nhân không chỉ nằm ở tiến trình sản xuất, mà còn ở độ ổn định, hiệu suất khi sử dụng thực tế và khả năng kiểm soát nhiệt trong thời gian dài.

HPB xuất hiện đúng vào điểm yếu này. Khi các chip di động ngày càng tiêu thụ nhiều điện, nhiệt độ không còn là vấn đề phụ có thể bỏ qua. Snapdragon 8 Elite Gen 5 được cho là có thể tiêu thụ gần 20W khi hoạt động hết công suất, cao hơn đáng kể so với chip của Apple. Với mức tiêu thụ như vậy, mọi cải tiến giúp nhiệt thoát ra nhanh và hiệu quả hơn ngay từ bên trong con chip đều trở nên cực kỳ giá trị.

Samsung cũng không chỉ dừng lại ở lời hứa. Ngay chính bộ phận MX, đơn vị phụ trách các dòng điện thoại Galaxy và là bên trực tiếp mua chip Snapdragon, đã đặt ra yêu cầu về khả năng tản nhiệt đạt mức mà HPB mang lại. Điều này cho thấy HPB không chỉ là công nghệ để trình diễn, mà đang dần được xem như một chuẩn kỹ thuật thực tế cho các chip hiệu năng cao.

Việc Samsung sẵn sàng cấp phép HPB cho cả Apple lẫn Qualcomm cho thấy họ hiểu rõ vấn đề cốt lõi. Muốn kéo các khách hàng lớn quay lại, cần đưa ra lời giải cụ thể cho những nỗi lo cũ, thay vì chỉ trông chờ vào việc thu nhỏ tiến trình sản xuất.

2nm và GAA: Samsung chọn đúng thời điểm để đánh cược lớn

HPB không xuất hiện một cách đơn lẻ. Công nghệ này được đưa vào cùng Exynos 2600, con chip được Samsung xem như bài kiểm tra tổng lực cho tiến trình 2nm. Điểm đáng chú ý là Samsung đã áp dụng kiến trúc transistor gate all around (GAA, kiểu transistor bao quanh hoàn toàn kênh dẫn để kiểm soát dòng điện tốt hơn) từ thế hệ 3nm và tiếp tục sử dụng ở 2nm, trong khi TSMC chỉ mới bắt đầu chuyển sang GAA ở mốc này.

Việc đi trước về kiến trúc mang lại cho Samsung lợi thế nhất định về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, lợi thế đó chỉ thực sự có giá trị khi con chip vừa mạnh, vừa giữ được nhiệt độ ổn định. Một bộ xử lý dùng GAA nhưng dễ nóng, nhanh giảm hiệu năng thì vẫn khó thuyết phục khách hàng.

Theo các nguồn tin tại Hàn Quốc, tỷ lệ chip 2nm đạt yêu cầu của Samsung hiện đã vào khoảng 55 đến 60%. Con số này chưa đủ cao để sản xuất đại trà, nhưng cho thấy tiến trình 2nm đang dần ổn định. Khi nhà máy mới tại Taylor, Texas bắt đầu hoạt động từ năm 2026, năng lực sản xuất 2nm của Samsung sẽ được mở rộng đáng kể, tạo nền tảng cho việc thương mại hóa ở quy mô lớn.

Trong bức tranh tổng thể đó, HPB đóng vai trò như mảnh ghép còn thiếu. Nó giúp những cải tiến về tiến trình và kiến trúc không chỉ nằm trên giấy, mà phát huy hiệu quả rõ ràng khi chip được đưa vào sử dụng thực tế.

Bức tranh toàn cảnh: HPB không chỉ là câu chuyện tản nhiệt

Nếu chỉ nhìn HPB như một giải pháp giảm nhiệt, câu chuyện sẽ khá ngắn. Nhưng đặt nó vào chiến lược tổng thể, HPB phản ánh cách Samsung đang thay đổi tư duy làm foundry.

Hãng đã tái tổ chức các đội ngũ phụ trách thiết kế và sắp xếp linh kiện trên chip, đưa họ về trực thuộc khối foundry và bộ nhớ để tập trung sâu hơn vào việc kết hợp các thành phần bán dẫn ở trình độ cao. Song song với đó là chính sách giá linh hoạt hơn, nhắm tới các công ty AI quy mô vừa và nhỏ, trong bối cảnh wafer 2nm của TSMC được cho là tăng giá mạnh do nhu cầu quá cao.

Những hợp đồng gần đây, từ sản xuất chip AI cho Tesla đến cảm biến hình ảnh cho Apple, cho thấy Samsung đang từng bước đa dạng hóa khách hàng. HPB, trong trường hợp này, không phải phép màu, mà là một cam kết kỹ thuật cụ thể rằng Samsung sẵn sàng sửa những điểm yếu từng khiến họ đánh mất thị phần.

Nếu Exynos 2600 chứng minh được hiệu năng ổn định và khả năng duy trì sức mạnh lâu dài, HPB có thể trở thành biểu tượng cho giai đoạn mới của Samsung Foundry. Không ồn ào, không khoa trương, nhưng đủ để khiến thị trường phải nhìn lại một đối thủ từng bị nghi ngờ.

• Mặc gì khi đi hẹn hò, tụ họp vào mùa đông? Tham khảo 7 gợi ý thời trang mà vẫn ấm áp dưới đây!
• Thử ngay 4 kiểu quần ống loe quốc dân siêu tôn dáng mà cực kì dễ phối đồ

Huawei “né” EUV, nhắm thẳng chip 2 nm bằng DUV: Kỹ thuật đa mẫu tinh vi đưa Kirin 9030 lên tầm mới

Bằng sáng chế mà Huawei nộp từ năm 2022, nhưng chỉ mới được công khai gần đây, mô tả một phương pháp đa mẫu (multi-patterning) tinh vi, cho phép hãng cùng đối tác SMIC đạt được khoảng cách giữa các đường dẫn kim loại chỉ 21 nm – tức là khoảng cách cực nhỏ, tương đương với các chip “2 nm” mà TSMC và Samsung đang phát triển. Điểm nổi bật nằm ở quy trình Self-Aligned Quadruple Patterning (SAQP) được tối ưu hóa, giúp giảm số lần chiếu DUV xuống chỉ còn bốn lần, trong khi các phương pháp truyền thống thường cần nhiều lần hơn, làm tăng độ phức tạp và nguy cơ lỗi.

Với phương pháp này, Huawei có thể nhảy thẳng từ Kirin 9030 (sản xuất trên node N+3 của SMIC) sang thế hệ chip 2 nm tương lai mà không cần dùng đến các thiết bị EUV bị hạn chế. Đây là minh chứng cho khả năng tận dụng tối đa cơ sở hạ tầng DUV hiện có, đồng thời là bước đi chiến lược trong bối cảnh các lệnh cấm xuất khẩu phương Tây vẫn đang siết chặt.

Tính khả thi thương mại vẫn là bài toán khó

Dù kỹ thuật này có thể thành công trong phòng thí nghiệm, các chuyên gia vẫn tỏ ra thận trọng khi nhắc đến khả năng thương mại hóa. Quy trình quadruple patterning ở mức 21 nm vốn được biết đến là rất khó kiểm soát, dễ sinh lỗi và chi phí sản xuất cao, đồng thời việc duy trì năng suất ổn định cũng là một thách thức lớn. Trong khi đó, EUV với chỉ một lần chiếu đã chứng minh hiệu quả vượt trội, đặc biệt với các node 3 nm trở xuống, giúp đơn giản hóa quy trình và tăng tỷ lệ thành phẩm.

Nếu Huawei thực sự đưa SAQP 2 nm vào sản xuất đại trà, đây sẽ là một bước tiến công nghệ ấn tượng, thể hiện khả năng khai thác tối đa DUV hiện có. Tuy nhiên, đi kèm với đó là những rủi ro không nhỏ: chi phí sản xuất sẽ rất cao, nguy cơ lỗi vẫn luôn tồn tại, và việc quản lý dây chuyền để đạt năng suất ổn định sẽ đòi hỏi kỹ thuật và kinh nghiệm cực kỳ cao. Đây chính là lý do mà nhiều chuyên gia vẫn hoài nghi về tính khả thi thương mại, dù ý tưởng kỹ thuật đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm.

Tạm kết

Bằng sáng chế mới của Huawei vừa là tuyên bố tham vọng, vừa là lời nhắc về mức độ mà Trung Quốc sẵn sàng khai thác các công nghệ quang khắc cũ để hướng tới tự chủ công nghiệp. Trong khi câu hỏi về tính khả thi thương mại vẫn còn bỏ ngỏ, nỗ lực này cho thấy ngành bán dẫn toàn cầu đang chứng kiến những bước đi táo bạo và không ngừng thử thách giới hạn kỹ thuật. Huawei đang định hình một hướng đi riêng, nơi sáng tạo và kiên nhẫn có thể quyết định vị thế của họ trên bản đồ công nghệ cao trong những năm tới.

• Jennie dẫn đầu danh sách 30 thần tượng Hàn Quốc của năm 2025 do Force Korea bình chọn
• Lee Min Woo (Shinhwa) chia sẻ loạt ảnh bầu đầy ấm áp bên vị hôn thê đang mang thai và con gái 6 tuổi