Công ty Apple đã giới thiệu một hệ thống chip hàng đầu mới dành cho điện thoại thông minh - A20 Pro. Bộ xử lý mới này được ra mắt lần đầu tiên tại sự kiện công bố iPhone diễn ra hôm nay, và đây cũng là sự kiện đầu tiên được điều hành bởi Giám đốc điều hành mới, John Ternus. Cùng lúc đó, công ty cũng ra mắt một modem tự thiết kế mới (C2).
A20 Pro là chip 2nm đầu tiên của Apple được áp dụng cho iPhone. (Chip 2nm đầu tiên của Apple là M6, công ty đã công bố chip này vào tháng 8 và sẽ cho ra mắt lần đầu trên Mac Mini vào cuối tháng này.) Giống như M6, A20 cũng được trang bị động cơ mạng nơ-ron kép, cùng với lõi CPU và GPU hoàn toàn mới.
A20 Pro sẽ cung cấp sức mạnh cho iPhone Duo mới có thể gập lại, cũng như iPhone 18 Pro và Pro Max.
Chip SoC hoàn toàn mới này được trang bị CPU 6 nhân, bao gồm hai nhân siêu mạnh của Apple (nhanh hơn 20% so với thế hệ trước), cùng với bốn nhân tiết kiệm năng lượng có bộ gia tốc mạng nơ-ron. Apple gọi đây là bộ xử lý "cấp máy tính để bàn", đồng thời là "CPU nhanh nhất trên điện thoại thông minh".
GPU 7 nhân này có hiệu suất tăng 40% so với thế hệ trước, băng thông cũng được cải thiện, ngoài ra còn được trang bị bộ gia tốc mạng nơ-ron mới. Công ty cho biết điều này giúp tăng tốc độ tính toán FP8 lên gấp đôi.
A20 Pro còn được trang bị động cơ mạng nơ-ron kép hoàn toàn mới với 16 nhân mỗi bộ, có khả năng tăng tốc các mô hình AI trên thiết bị và tính toán nhiếp ảnh, tổng cộng có 32 nhân, khả năng xử lý AI gấp đôi A19 Pro. Băng thông bộ nhớ của chip được cải thiện 50%, Apple tuyên bố đây là chip có giao diện bộ nhớ rộng nhất trong iPhone.
Apple cũng cải thiện phương pháp đóng gói, đặt chip silicon ở vị trí xa đường dẫn nhiệt của SoC, cho phép chip silicon kết nối trực tiếp với tấm tản nhiệt. So với 17 Pro, diện tích bề mặt của tấm tản nhiệt này lớn hơn gấp ba lần, đồng thời sử dụng nhiều than chì và đồng hơn, cũng như 80% thép không gỉ tái chế.
Apple giới thiệu rằng hệ thống tản nhiệt được thiết kế lại với lõi là tấm tản nhiệt thế hệ mới, có diện tích bề mặt lớn gấp ba lần thế hệ trước.
Tấm tản nhiệt mới liên tục tuần hoàn nước khử ion, cải thiện đáng kể hiệu suất tản nhiệt, cho phép chip A20 Pro duy trì hiệu suất cao hơn trong thời gian dài hơn dưới tải nặng.
Apple đã thiết kế lại đóng gói silicon, áp dụng "đóng gói tùy chỉnh được lấy cảm hứng từ dòng chip M", đặt chip silicon và bộ nhớ cạnh nhau thay vì xếp chồng, điều này giúp loại bỏ bộ nhớ khỏi đường dẫn nhiệt của chip, cho phép A20 Pro kết nối trực tiếp với tấm tản nhiệt.
Để thực hiện những cải tiến trên, Apple phải thiết kế lại cấu trúc đóng gói vật lý của A20 Pro. Kiểu đóng gói InFO_PoP cũ đã bị loại bỏ, thay vào đó là một công nghệ mới có tên WMCM (Wafer-Level Multi-Chip Module: Mô-đun Đa Chip Cấp Độ Wafer). Nói một cách đơn giản, chip DRAM không còn được xếp chồng lên trên chip A20 Pro, mà thay vào đó sử dụng phương pháp đóng gói nằm ngang cạnh nhau.
Thiết kế này tạo ra không gian rộng rãi cho việc tản nhiệt của SoC, từ đó nâng cao hiệu suất liên tục trong khi tránh làm nóng quá mức SoC do chip DRAM gây ra. Như thường lệ, Apple không tiết lộ thêm nhiều thông số kỹ thuật cụ thể của A20 Pro khi chính thức công bố.
Apple cho biết, sự kết hợp giữa đóng gói mới, vật liệu tản nhiệt mới và tấm tản nhiệt lớn hơn giúp hiệu suất liên tục của iPhone được cải thiện 40% so với thế hệ sản phẩm trước, công ty gọi đây là hiệu suất liên tục cao nhất từ trước đến nay trên iPhone.
Công ty tuyên bố, điều này sẽ giúp nó nâng cao hiệu suất liên tục lên đến 40% so với iPhone 17 Pro, và gấp 2 lần so với iPhone 16 Pro.
Apple cho biết, hiệu suất tiết kiệm năng lượng của A20 Pro và thiết kế pin mới giúp thời lượng pin dài hơn. Công ty tuyên bố, iPhone 18 Pro có thể phát video trong 36 giờ, trong khi iPhone 18 Pro Max có thể phát video trong 45 giờ. Apple cũng dựa trên dữ liệu người dùng thực tế sử dụng điện thoại, thông qua một bài kiểm tra độc quyền, tuyên bố rằng iPhone 18 Pro có thể sử dụng 24 giờ cho mỗi lần sạc, trong khi iPhone 18 Pro Max có thể sử dụng 30 giờ cho mỗi lần sạc.
Ngoài chip hệ thống (SoC), Apple còn áp dụng modem di động C2 hoàn toàn mới, thay thế sản phẩm tương tự của Qualcomm. Apple tuyên bố, modem C2 "có tốc độ tải lên được cải thiện đáng kể so với C1X, đồng thời tiêu thụ năng lượng giảm 15%", và tại Mỹ còn được bổ sung hỗ trợ sóng milimet. Cả hai mẫu điện thoại đều được trang bị chip mạng N1, hỗ trợ Wi-Fi 7, Bluetooth 6 và công nghệ Thread.
Một chip mới khác của Apple là S11, được thiết kế cho Apple Watch Series 12 và Ultra 4. Chip này được trang bị hai nhân tiết kiệm năng lượng, một bộ xử lý đồ họa đơn nhân và một bộ gia tốc AI bốn nhân.
Bộ thu phát sóng C2 hoàn toàn mới
Apple hôm nay đã ra mắt các mẫu iPhone 18 Pro mới và iPhone Duo – iPhone có thể gập đầu tiên của công ty – cả iPhone 18 Pro và iPhone Duo đều được trang bị modem C2 tự thiết kế hoàn toàn mới của Apple, hỗ trợ kết nối 5G.
Trước thông báo hôm nay, đã có tin đồn rằng modem tự thiết kế C2 của Apple sẽ không hỗ trợ mạng 5G sóng milimet tại thị trường Mỹ, công ty sẽ một lần nữa dựa vào Qualcomm để lấp đầy khoảng trống này cho các nhà mạng Mỹ. Nhưng rõ ràng không phải vậy, ít nhất là về mặt hỗ trợ sóng milimet.
Thông cáo báo chí về iPhone 18 Pro và Pro Max của Apple cùng trang thông số kỹ thuật của hai mẫu máy dường như chỉ ra rằng modem C2 chỉ giới hạn ở các mẫu iPhone 18 Pro nhỏ hơn, trong khi iPhone 18 Pro Max sử dụng modem của Qualcomm. Lý do cho sự khác biệt này vẫn chưa rõ ràng, xét đến chức năng của iPhone 18 Pro và Pro Max gần như giống nhau.
Apple cho biết, chip C2 sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo để nâng cao chất lượng và độ tin cậy của mạng di động, và hiện đã hỗ trợ công nghệ sóng milimet tại Mỹ. Công ty tuyên bố, so với C1X, tốc độ tải lên của C2 cũng được cải thiện đáng kể, đồng thời tiêu thụ năng lượng giảm 15%.
Về hỗ trợ sóng milimet, thông số kỹ thuật tại Mỹ của Apple liệt kê các băng tần n258, n260 và n261, cùng với 5G sub-6GHz hỗ trợ MIMO 4×4, nhưng thông số kỹ thuật tại Anh chỉ liệt kê 5G sub-6GHz.
Đồng thời, cả hai mẫu máy đều được trang bị N1, một chip mạng không dây được thiết kế bởi Apple, hỗ trợ Wi-Fi 7, Bluetooth 6 và công nghệ Thread.
Giới thiệu đóng gói WMCM hoàn toàn mới
Ở phần trước, chúng ta đã đề cập rằng Apple đã giới thiệu công nghệ đóng gói mới nhất WMCM cho chip mới của mình. Vậy công nghệ này thực sự là gì?
Theo giới thiệu, đóng gói WMCM sẽ áp dụng công nghệ MUF (Molded Underfill: Đổ đầy đáy bằng khuôn), công nghệ này tích hợp quy trình đổ đầy đáy và đúc khuôn.
Theo đồn đoán, công nghệ đóng gói này là phiên bản nâng cấp của công nghệ InFO-PoP (Integrated Fan-Out Package-on-Package: Đóng gói Tích hợp Quạt ra - Đóng gói Trên Đóng gói) của TSMC, tích hợp các công nghệ đóng gói tiên tiến như CoW (Chip-on-Wafer: Chip Trên Wafer) và RDL (Redistribution Layer: Lớp Phân bố Lại). Bằng cách đóng gói ngang chip logic và DRAM, nó thay thế phương pháp xếp chồng truyền thống, đạt được cải thiện đáng kể về tản nhiệt và hiệu suất. Đây cũng là công nghệ đóng gói tiên tiến được phát triển chung bởi TSMC và Apple, được thiết kế riêng cho Apple, trở thành một điểm nhấn lớn khác ngoài quy trình 2nm mà bộ xử lý A20 áp dụng.
Chuyên gia trong ngành chỉ ra, WMCM không chỉ có thể đạt được đóng gói mỏng hơn, mà còn có thể tích hợp nhiều bộ nhớ hơn, điều này rất quan trọng để đáp ứng các yêu cầu khắt khe về khả năng tính toán và hiệu suất năng lượng của các ứng dụng AI biên trong tương lai. Nhà phân tích ngành chip cho rằng, lần nâng cấp này là điều cần thiết để đối phó với nhu cầu tính toán hiệu suất cao trong kỷ nguyên AI.
Các nhà phân tích thì chỉ ra, WMCM là một trong những công nghệ đóng gói đầu tiên làm mờ ranh giới giữa các phương pháp đóng gói truyền thống. Nó được cho là trong tương lai có thể được áp dụng cho đóng gói của iPhone, nhưng logic đằng sau nó lại khá giống với logic của tính toán hiệu suất cao (HPC): chuyển từ đóng gói dạng xếp chồng sang tích hợp thông minh hơn, giảm nghẽn cổ chai, nâng cao tỷ lệ thành công, và tránh để tản nhiệt trở thành điểm nghẽn.
WMCM không phải là một "công nghệ đơn lẻ", mà là một mô hình tư duy hỗn hợp.
Về công nghệ này, một mô tả được lan truyền rộng rãi và dễ hiểu nhất là WMCM hoạt động tương tự như một phương pháp hỗn hợp, kết hợp các khái niệm của InFO và CoWoS. Điều này có thể ám chỉ cách mà TSMC muốn ngành công nghiệp nhìn nhận nó:
- InFO đã cho thế giới thấy chức năng quạt ra có thể phát huy tác dụng lớn đến thế nào.
- CoWoS đã dạy cho thế giới cách mở rộng tích hợp để nâng cao hiệu suất.
- WMCM cố gắng kết hợp ưu điểm của cả hai: tích hợp chặt chẽ hơn, đồng thời tránh đưa vào toàn bộ sự phức tạp (và chi phí) của các phương pháp truyền thống tập trung vào interposer.
Từ góc độ đóng gói, WMCM có nhiều ưu điểm về cấu trúc. Bằng cách tích hợp bộ nhớ trực tiếp vào mô-đun, nó giảm nhu cầu về các thành phần độc lập và loại bỏ interposer hoặc chất nền truyền thống. Việc sử dụng vật liệu đổ đầy đáy bằng khuôn (MUF) tiếp tục đơn giản hóa cấu trúc xếp chồng, giảm tiêu thụ vật liệu và các bước quy trình, đồng thời cũng có thể giải phóng không gian bên trong để chứa các thành phần khác, chẳng hạn như pin lớn hơn.
Bài viết từ tài khoản công chúng WeChat "Quan sát ngành bán dẫn" (ID: icbank), tác giả: Ban biên tập
