Wie Transistoren eine Million Mal kleiner wurden
Transistor đã thu nhỏ một triệu lần như thế nào
This reading was translated and simplified for German learners. The original content belongs to Tia Sang - Ho So Nhan Vat.
Select a word or phrase to look it up, translate it, highlight it, or add a note.
Reading progress
Paragraph 1/25
Read the German first. Reveal the translation below any paragraph when needed.
Vietnamese translation
Từ transistor đầu tiên năm 1947 đến con chip 0,7 nanomet của IBM: cuộc đua thu nhỏ transistor đã đi một chặng đường dài gấp một triệu lần và giờ đang chạm ngưỡng giới hạn vật lý.
Vietnamese translation
Transistor đầu tiên
Vietnamese translation
Ngày 23 tháng Mười Hai năm 1947, tại Bell Labs ở New Jersey, ba kỹ sư Bardeen, Brattain và Shockley đã làm một thử nghiệm. Họ ép hai mẩu vàng nhỏ lên một phiến germani mỏng. Tín hiệu điện khi đi ra đã mạnh lên gần 100 lần.
Vietnamese translation
Thứ họ tạo ra to cỡ ngón tay cái. Trông nó giống đồ chơi trẻ con hơn là một phát minh lớn. Họ gọi nó là transistor.
Vietnamese translation
Năm 1956, ba người nhận giải Nobel Vật lý. Sau 79 năm, cũng chính transistor ấy được IBM thu nhỏ xuống chỉ còn 0,7 nanomet, tức 7 angstrom. Angstrom là đơn vị đo kích thước của nguyên tử, phân tử và sóng ánh sáng. 0,7 nanomet tương đương vài nguyên tử silic. Trên diện tích bằng một chiếc móng tay, người ta có thể đặt 100 tỷ transistor như vậy.
Vietnamese translation
So với transistor đầu tiên năm 1947, transistor của IBM năm 2026 đã nhỏ hơn khoảng một triệu lần. 0,7 nanomet còn nhỏ hơn cả một con vi khuẩn.
Vietnamese translation

Vietnamese translation
Suốt 7 thập kỷ, transistor đã nhỏ đi một triệu lần. Nguồn: memorial/bellsystem
Vietnamese translation
Một trong những ý tưởng táo bạo nhất lịch sử công nghệ
Vietnamese translation
Năm 1965, kỹ sư Gordon Moore của Fairchild Semiconductor viết một bài trên tạp chí Electronics. Ông nhận ra một xu hướng lạ: kể từ khi mạch tích hợp ra đời, số transistor trên mỗi con chip tăng gấp đôi mỗi năm. Ông dự đoán xu hướng này còn tiếp tục ít nhất 10 năm nữa.
Vietnamese translation
Mười năm sau, năm 1975, ông xem lại dữ liệu mới và điều chỉnh dự đoán: số lượng sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm, chứ không phải mỗi năm. Nghe có vẻ chậm hơn, nhưng nếu cứ hai năm lại gấp đôi và kéo dài suốt 60 năm, đó vẫn là một trong những ý tưởng táo bạo nhất lịch sử công nghệ.
Vietnamese translation
Ý tưởng này được gọi là Định luật Moore. Thực ra nó không phải định luật tự nhiên. Nó giống một lời tiên tri tự thành hiện thực. Giới công nghệ tin nó đúng nên dồn tiền đầu tư để nó thành đúng, và cuối cùng nó trở thành đúng thật.
Vietnamese translation
Trong 50 năm tiếp theo, số transistor trên chip gần như cứ hai năm lại tăng gấp đôi, đúng như Moore nói. Con chip đầu tiên chỉ có vài chục transistor. Đến thập niên 1990 là vài triệu. Năm 2010 là vài tỷ. Và năm 2026 là 100 tỷ trên diện tích bằng móng tay.
Vietnamese translation
Có thể hình dung thế này: nếu ngành ô tô phát triển với tốc độ đó, ngày nay một chiếc xe chỉ cần một lít xăng đã chạy được hàng triệu km và giá chưa tới 1 đô la.
Vietnamese translation
Từ khoảng năm 2010, mọi thứ trở nên rất khó. Transistor khi đó chỉ dày vài chục nguyên tử. Cơ học lượng tử bắt đầu gây nhiễu. Ở kích thước này, electron không còn tuân theo điều khiển của kỹ sư. Chúng xảy ra hiện tượng "đường hầm lượng tử", tức xuyên qua rào điện như thể rào không tồn tại. Transistor bị rò điện, chip nóng lên và tốn nhiều năng lượng vô ích. Vì vậy, việc kiểm soát dòng điện trên con chip nhỏ bằng móng tay ngày càng khó.
Vietnamese translation
Các kỹ sư chip gần như cạn ý tưởng để tiếp tục thu nhỏ theo chiều ngang. Nhiều người cho rằng Định luật Moore sắp kết thúc. Số bài viết nói về sự cáo chung của nó còn nhiều hơn bài viết cho rằng nó vẫn tồn tại.
Vietnamese translation
Bước ngoặt của IBM và giới hạn vật lý trên silic
Vietnamese translation
Ngày 25 tháng Sáu năm 2026, chỉ một ngày trước khi Việt Nam khai trương Trung tâm Quốc gia về Sản xuất chip, IBM giới thiệu công nghệ dưới 1 nanomet. Đây là lần đầu tiên nhân loại vượt qua ngưỡng này. Con chip Sub-1nm mới của IBM chứa gần 100 tỷ transistor trên diện tích bằng móng tay. Mật độ cao gần gấp đôi so với chip 2 nanomet mà IBM ra mắt năm 2021.
Vietnamese translation
Bí quyết không nằm ở việc thu nhỏ thêm theo chiều ngang, mà là xây cao lên. IBM không chỉ thu nhỏ transistor theo hai chiều. Hãng xếp chồng nhiều lớp transistor lên nhau theo chiều cao, lớp này nối tiếp lớp kia. Cách làm này gọi là "3D sequential integration". Mỗi lớp dùng vật liệu khác nhau, nên có thể tối ưu riêng hiệu năng và mức tiêu thụ điện cho từng transistor. IBM gọi kiến trúc này là "Nanostack". Về kỹ thuật, đây là việc rất khó. Nói đơn giản, kỹ sư chip học theo thợ xây nhà cao tầng: khi hết chỗ theo chiều ngang thì chồng thêm tầng. So với chip 2 nanomet hiện tại, IBM cho biết hiệu năng tăng 50% hoặc tiết kiệm 70% điện.
Vietnamese translation

Vietnamese translation
IBM giới thiệu con chip đầu tiên trên thế giới nhỏ hơn một nanomet. Ảnh: IBM
Vietnamese translation
Tuy vậy cần hiểu, tên gọi "0,7 nm" chỉ là cách đặt tên tiếp thị. Nó không phản ánh kích thước vật lý thực trên chip. Khoảng cách thực giữa các transistor từ lâu đã dừng lại ở quanh mức 40 nanomet. Tên tiến trình giờ chỉ là tên gọi cho thế hệ công nghệ, không phải thước đo. Nhưng con số 100 tỷ transistor trên móng tay là có thật, đo được và rất ấn tượng.
Vietnamese translation
Nếu mọi việc đúng kế hoạch, Rapidus kỳ vọng những công nghệ này sẽ ra thị trường vào đầu thập niên 2030. Rapidus, công ty Nhật Bản đã mua bản quyền công nghệ của IBM, hiện thử nghiệm phiến wafer 2 nanomet tại Hokkaido. Thiết kế dự kiến hoàn tất cuối năm 2026 cho lần tape-out đầu tiên. Sản lượng sẽ tăng dần từ năm 2027.
Vietnamese translation
Và ở đây tôi xin đưa ra một dự đoán nhỏ của cá nhân, dựa trên những gì đã nghe, đọc và học được.
Vietnamese translation
Silic đã chạm giới hạn chưa? Chưa hẳn, nhưng đã rất gần. IBM cho rằng kiến trúc Nanostack còn có thể duy trì ít nhất thêm một thập kỷ nữa, tức đến khoảng năm 2035.
