22nm có gì vượt trội so với 65nm trong thiết kế vi mạch?

Admin iCdemy 3

Sat, 23 Aug 2025

Nếu bạn đang học hoặc làm việc trong lĩnh vực thiết kế vi mạch, chắc chắn đã từng nghe đến các cụm từ như “65nm”, “22nm”, hay “7nm”. Đây là các node công nghệ bán dẫn – phản ánh mức độ thu nhỏ và tiên tiến của tiến trình chế tạo chip.

Nhưng cụ thể hơn, 65nm và 22nm khác nhau ra sao trong thực tế thiết kế? Node nào phù hợp cho chip nào? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này.

1. Node công nghệ là gì?

Trong chế tạo vi mạch, các con số như 65nm hay 22nm dùng để chỉ kích thước đặc trưng nhỏ nhất của transistor, thường là chiều dài kênh (channel length).

Node càng nhỏ → transistor càng nhỏ → nhiều transistor hơn trên cùng một diện tích, tốc độ cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn.

Tuy nhiên, đi kèm với đó là độ phức tạp thiết kế, chi phí tăng cao và nhiều ràng buộc kỹ thuật khắt khe hơn.

2. So sánh 65nm và 22nm

65nm – Node “cổ điển” của CMOS planar

• Ra đời khoảng năm 2006, phổ biến trong giai đoạn 2006–2010.
• Dựa trên kiến trúc CMOS planar truyền thống.
• Dễ thiết kế, chi phí mask thấp, phù hợp với các SoC đơn giản hoặc chip analog.
• Được sử dụng rộng rãi trong các MCU, chip mixed-signal, SoC nhúng, thiết bị IoT, FPGA giá rẻ.

22nm – Bước nhảy cuối cùng của planar trước khi FinFET xuất hiện

• Được xem là đỉnh cao cuối cùng của planar CMOS.
• Intel từng tối ưu rất mạnh tiến trình này cho các thế hệ CPU Ivy Bridge.
• Hiệu suất cao hơn, tiêu thụ điện ít hơn, mật độ tích hợp cao hơn rõ rệt.
• Được dùng trong các thiết kế ASIC hiệu năng cao, chip AI nhúng, FPGA cao cấp, edge computing.

3. Ứng dụng thực tế

4. Khác biệt kỹ thuật giữa hai node

Mật độ transistor:
22nm cho phép tích hợp nhiều transistor hơn gấp 3–4 lần so với 65nm trên cùng một diện tích.

Hiệu suất & tiêu thụ điện:
Chip 22nm hoạt động ở xung nhịp cao hơn và tiêu thụ ít điện năng hơn. Điều này lý tưởng cho các thiết kế cần hiệu năng cao nhưng vẫn tiết kiệm năng lượng.

Thiết kế layout & DRC:
Quy tắc thiết kế (DRC) ở 22nm ngặt nghèo hơn đáng kể: khoảng cách giữa các đường kim loại hẹp hơn, chiều rộng kim loại nhỏ hơn, yêu cầu kỹ thuật cao hơn.

Chi phí thiết kế & mask:

• 65nm: khoảng 200,000–300,000 USD/mask set → phù hợp với nghiên cứu và đào tạo.
• 22nm: chi phí mask có thể vượt 1 triệu USD → phù hợp hơn với các công ty lớn hoặc sản phẩm thương mại có sản lượng cao.

5. Một số chip tiêu biểu

• 65nm:
• DSP TI TMS320C674x
• MCU STM32H7
• FPGA Altera Cyclone III
• SoC nhúng cho các thiết bị điện tử dân dụng
• 22nm:
• Intel Core i5-3xxx (Ivy Bridge)
• Google Coral Edge TPU (22nm FD-SOI)
• Altera Stratix V
• ASIC xử lý tín hiệu hoặc AI nhúng

6. Nên chọn tiến trình nào?

• 65nm:
  Lý tưởng cho các thiết kế chi phí thấp, công suất thấp hoặc ứng dụng analog/mixed-signal. Node này vẫn phổ biến trong đào tạo, thử nghiệm IP, và thiết kế SoC nhúng.
• 22nm:
  Thích hợp với các thiết kế có yêu cầu cao về hiệu suất, tiêu thụ điện thấp, mật độ logic lớn như chip AI edge, SoC xử lý tốc độ cao, hoặc ASIC cho sản phẩm thương mại.

7. Đào tạo thiết kế vi mạch cho các tiến trình hiện đại

Tại iCdemy, chúng tôi cung cấp các khóa học chuyên sâu cho cả hai tiến trình:

• Thiết kế và layout analog: từ 180nm → 65nm
• Thiết kế logic số (RTL → GDS): từ 28nm → 22nm
• Mô phỏng analog (Spectre, AFS), DRC/LVS layout, kỹ thuật tape-out thực tế

Các khóa học giúp học viên nắm vững kỹ thuật hiện đại, từ mô phỏng đến thiết kế thực chiến, với tài liệu và ví dụ lấy từ dự án thực tế trong ngành.