Chip bán dẫn là linh kiện cốt lõi điều khiển mọi thiết bị điện tử ngày nay, từ điện thoại, máy tính đến ô tô và hệ thống AI. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo, phân loại và ứng dụng thực tế của chip bán dẫn.

1. Chip bán dẫn là gì?

Chip bán dẫn (Semiconductor chip), hay còn gọi là mạch tích hợp (IC), là một tấm vật liệu nhỏ thường là Silicon chứa hàng tỷ linh kiện điện tử siêu nhỏ gọi là Transistor.

Chức năng chính của chip là xử lý dữ liệu, tính toán và điều khiển hoạt động của thiết bị. Ví dụ:

• Trên điện thoại: Chip xử lý thao tác chạm, mở ứng dụng, kết nối mạng.
• Trên ô tô: Chip điều khiển động cơ, hệ thống phanh, cảm biến va chạm.

Chức năng chính của chip là xử lý dữ liệu

Tham khảo điện thoại giá rẻ chính hãng tại Thế Giới Di Động

2. Transistor và tiến trình sản xuất (nm) là gì?

Sức mạnh của chip phụ thuộc vào số lượng Transistor (bóng bán dẫn) bên trong. Transistor hoạt động như các công tắc điện tí hon, liên tục đóng/mở để tạo ra tín hiệu số (0 và 1).

Bạn thường nghe đến tiến trình sản xuất chip 5nm, 4nm hay 3nm. Đây là kích thước của các transistor (công nghệ tiến trình). Số nm càng nhỏ nghĩa là transistor càng nhỏ, giúp nhà sản xuất nhồi nhét được nhiều transistor hơn trên cùng một diện tích, giúp chip mạnh hơn và tiết kiệm điện hơn.

3. Các loại Chip phổ biến và chức năng

Tùy vào nhiệm vụ cụ thể, chip bán dẫn được chia thành các nhóm chính sau:

CPU (Central Processing Unit) – Bộ xử lý trung tâm

Chịu trách nhiệm xử lý các tác vụ chính của hệ thống như chạy hệ điều hành, mở ứng dụng, tính toán logic.

Ví dụ: Intel Core i5/i7, AMD Ryzen.

CPU (Central Processing Unit)

GPU (Graphics Processing Unit) – Bộ xử lý đồ họa

Chuyên đảm nhiệm các tác vụ liên quan đến hình ảnh, video và dựng hình 3D. Ngày nay, GPU còn đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý trí tuệ nhân tạo (AI).

Ví dụ: NVIDIA GeForce RTX, AMD Radeon.

SoC (System on a Chip) – Hệ thống trên một vi mạch

Để tối ưu cho các thiết bị nhỏ gọn như điện thoại, máy tính bảng, người ta tích hợp cả CPU, GPU, Modem mạng và bộ xử lý AI (NPU) vào chung một con chip duy nhất gọi là SoC, ví dụ như Apple A17 Pro (trên iPhone), Snapdragon 8 Gen 3 (trên các dòng Samsung Galaxy cao cấp).

SoC (System on a Chip) trên điện thoại

Chip nhớ (Memory Chip)

Dùng để lưu trữ dữ liệu:

• DRAM: Bộ nhớ tạm thời, tốc độ rất nhanh (như RAM máy tính).
• NAND Flash: Bộ nhớ lưu trữ dài hạn (như SSD, thẻ nhớ, bộ nhớ trong điện thoại).

4. Một số nhà thiết kế/sản xuất chip nổi tiếng

Apple

Apple tự thiết kế SoC cho iPhone (A-series: A16, A17, A18…) và chip Apple Silicon cho Mac (M1, M2, M3…). Theo tài liệu kỹ thuật chính thức của Apple, các chip này sử dụng tiến trình tiên tiến (4nm, 3nm) do TSMC sản xuất, tối ưu cho hiệu năng cao và tiết kiệm điện trên iOS và macOS.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)

TSMC là foundry lớn nhất thế giới, sản xuất chip cho Apple, Qualcomm, NVIDIA, AMD, MediaTek… Các tiến trình 5nm, 4nm, 3nm tiên tiến nhất hiện nay chủ yếu do TSMC cung cấp, đóng vai trò then chốt trong smartphone cao cấp, GPU AI và CPU server.

Samsung Electronics / Samsung Foundry

Samsung vừa thiết kế chip (Exynos SoC cho smartphone Samsung Galaxy) vừa sở hữu foundry sản xuất chip cho nhiều hãng khác. Theo thông tin chính thức từ Samsung, họ đang phát triển và sản xuất chip trên tiến trình 5nm, 4nm và hướng tới 3nm GAA cho các ứng dụng từ smartphone, TV, SSD đến AI và 5G.

Intel

Intel nổi tiếng với CPU cho PC và server (Intel Core, Xeon). Hiện Intel cũng mở rộng sang mảng foundry (Intel Foundry Services), sản xuất chip cho khách hàng bên ngoài. Theo tài liệu của Intel, họ đang đẩy mạnh các tiến trình Intel 4, Intel 3 và các thế hệ tiếp theo để cạnh tranh ở phân khúc hiệu năng cao.

Qualcomm

Qualcomm là nhà thiết kế SoC Snapdragon cho smartphone Android, tablet, laptop Windows on ARM, thiết bị IoT và ô tô. Theo trang sản phẩm chính thức của Qualcomm, các dòng Snapdragon 8 series cao cấp hỗ trợ 5G, Wi-Fi 7, AI on-device, camera 8K, tối ưu cho gaming và chụp ảnh.

AMD

AMD thiết kế CPU Ryzen cho PC/laptop, CPU EPYC cho server và GPU Radeon. Theo thông tin từ AMD, các sản phẩm mới sử dụng kiến trúc Zen và RDNA, sản xuất trên tiến trình tiên tiến của TSMC, tập trung vào hiệu năng cao và hiệu quả năng lượng.

Chip AMD tren laptop

NVIDIA

NVIDIA thiết kế GPU cho gaming laptop, PC, workstation và chip AI cho trung tâm dữ liệu. Theo tài liệu kỹ thuật của NVIDIA, các GPU như GeForce RTX và chip AI như H100, B200 sử dụng kiến trúc tối ưu cho ray tracing, AI, học sâu, là nền tảng cho nhiều dịch vụ AI hiện nay.

MediaTek

MediaTek thiết kế SoC Dimensity cho smartphone Android, chip cho smart TV, thiết bị mạng và IoT. Theo trang chủ MediaTek, các dòng Dimensity 9000, 9200… hỗ trợ 5G, AI, camera độ phân giải cao, cạnh tranh trực tiếp với Snapdragon ở phân khúc cao cấp.

Tham khảo một số mẫu laptop giá tốt tại Thế Giới Di Động

Chip bán dẫn đang phát triển với tốc độ chóng mặt, mang lại hiệu năng ngày càng cao cho các thiết bị công nghệ. Hy vọng bài viết giúp bạn có cái nhìn tổng quan về thành phần quan trọng này.