Mỹ rót 140 triệu USD phát triển công nghệ đóng gói chip tiên tiến

Ảnh minh họa tấm bán dẫn (wafer) dùng trong sản xuất chip. Ảnh: Getty Images.

Bộ Thương mại Mỹ vừa công bố kế hoạch đầu tư công nghệ đóng gói chip tiên tiến thông qua khoản tài trợ lên tới 140 triệu USD dành cho Multibeam, một nhà sản xuất thiết bị bán dẫn của Mỹ, với mục tiêu giúp các công ty chip trong nước duy trì lợi thế trước làn sóng trí tuệ nhân tạo đang lan rộng khắp ngành công nghệ toàn cầu.

Bộ Thương mại Mỹ công bố khoản tài trợ này dưới hình thức Thư bày tỏ ý định thuộc Văn phòng Nghiên cứu và Phát triển CHIPS, hỗ trợ Multibeam nghiên cứu các quy trình đóng gói tiên tiến với khoảng cách chân kết nối siêu nhỏ, cho phép tích hợp nhiều chip lại gần nhau hơn. Khi nhu cầu tính toán hiệu năng cao và trí tuệ nhân tạo tiếp tục tăng, dự án hướng tới giúp các doanh nghiệp bán dẫn Mỹ xây dựng những hệ thống tính toán nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.

Ngành công nghiệp bán dẫn đang dần chuyển hướng sang công nghệ đóng gói tiên tiến thay vì chỉ dựa vào việc thu nhỏ bóng bán dẫn để nâng hiệu năng chip, bằng cách kết hợp nhiều chip chuyên biệt, hay còn gọi là chiplet, vào chung một gói duy nhất. Cách tiếp cận này giúp các nhà sản xuất cải thiện hiệu năng tính toán trong khi vượt qua những giới hạn vật lý vốn có của phương pháp thu nhỏ chip truyền thống.

Theo Multibeam, dự án sẽ dựa trên những tiến bộ trong thiết bị sản xuất bán dẫn để phát triển các kết nối chip với chip mật độ cao cùng những hệ thống tích hợp quy mô tấm bán dẫn, có khả năng chứa tới hàng trăm chiplet trong tương lai. Công ty cho biết công nghệ này hướng tới rút ngắn chu kỳ phát triển cho các hệ thống tính toán tùy biến, đồng thời cải thiện hiệu suất sử dụng điện năng.

Vượt ra ngoài giới hạn thu nhỏ bóng bán dẫn

Trong nhiều thập niên, những cải tiến về thiết bị chế tạo tấm bán dẫn đã giúp hiện thực hóa định luật Moore bằng cách cho phép các nhà sản xuất chip nhồi nhét ngày càng nhiều bóng bán dẫn lên bề mặt silicon. Khi những cải tiến đó ngày càng khó đạt được, công nghệ đóng gói tiên tiến nổi lên như chìa khóa để ngành công nghiệp tiếp tục nâng cao hiệu năng tính toán.

Multibeam tập hợp một liên minh gồm các đối tác công nghiệp có trụ sở tại Mỹ, sở hữu chuyên môn về sản xuất bán dẫn, thiết bị kiểm thử và kiến trúc chip. Cùng nhau, các bên hướng tới xây dựng những quy trình sản xuất mới, đủ khả năng hỗ trợ các hệ thống dị chủng ngày càng phức tạp, trong đó có những hệ thống tích hợp quang tử silicon cùng nhiều thành phần chuyên biệt khác.

Bộ trưởng Thương mại Mỹ Howard Lutnick nhận định các khoản đầu tư vào chuỗi cung ứng tính toán hiện nay đang giúp chính quyền Tổng thống Trump thúc đẩy cỗ máy đổi mới sáng tạo của nước Mỹ. Ông cho rằng những khoản đầu tư chiến lược như thế này sẽ củng cố năng lực nội địa của đất nước, tạo ra nhiều việc làm thu nhập cao và giữ nước Mỹ ở vị trí tiên phong của ngành công nghiệp bán dẫn.

Bộ Thương mại Mỹ cho biết khoản đầu tư đề xuất này nhằm củng cố năng lực nội địa trong lĩnh vực đóng gói bán dẫn tiên tiến, đồng thời hỗ trợ phát triển các nền tảng tính toán thế hệ tiếp theo.

Gỡ nút thắt cho ngành đóng gói bán dẫn nội địa

Ông Bill Frauenhofer, Giám đốc điều hành phụ trách Đổi mới sáng tạo và Đầu tư Bán dẫn tại Bộ Thương mại Mỹ, nhận định dự án có thể giúp tháo gỡ những nút thắt tồn tại lâu năm trong lĩnh vực đóng gói tiên tiến. Ông cho biết các khoản ưu đãi nghiên cứu và phát triển thuộc chương trình CHIPS sẽ hỗ trợ một bước đột phá trong mạng lưới tính toán và truyền thông, giúp ngành vượt qua những nút thắt truyền thống của công nghệ đóng gói tiên tiến. Theo ông, việc đẩy nhanh nghiên cứu và phát triển để tích hợp năng lực quang tử cùng những kiến trúc hệ thống mới vào công nghệ đóng gói nội địa sẽ mang lại cho ngành công nghiệp Mỹ băng thông cực lớn và hiệu suất năng lượng cần thiết để mở rộng quy mô cho các khối lượng công việc trí tuệ nhân tạo phức tạp.

Multibeam cho biết nền tảng quang khắc chùm tia điện tử đa cột MBX của công ty cho phép thay đổi thiết kế nhanh chóng trong quá trình phát triển chip, đồng thời hỗ trợ những kiến trúc thiết bị dị chủng ngày càng phức tạp. Công ty khẳng định nền tảng này có thể giảm mức tiêu thụ điện năng giữa các chip xuống hơn mười lần so với những phương pháp truyền thống. Đây là công bố từ phía doanh nghiệp, Chưa xác minh qua bên thứ ba độc lập.

Ông Ken MacWilliams, Chủ tịch Multibeam, chia sẻ rằng khi phối hợp cùng Bộ Thương mại Mỹ cùng các đối tác phần cứng và phần mềm, công ty rất phấn khởi khi có thể mang đến cho các nhà đổi mới sáng tạo Mỹ một năng lực sản xuất mới, giúp rút ngắn thời gian phát triển những hệ thống đa chip theo yêu cầu riêng và đẩy nhanh hành trình từ ý tưởng đến sản xuất thực tế.

Theo tạp chí Điện tử và Ứng dụng