Chi phí sản xuất GPU Nvidia RTX 5090: Bí mật đằng sau con chip khổng lồ

GPU GB202 của Nvidia, trái tim của card đồ họa RTX 5090, có kích thước cực lớn, lên đến 761.56 mm². Điều này khiến nó trở thành một trong những GPU lớn nhất từng được sản xuất cho máy tính cá nhân, đồng thời cũng là một trong những card đồ họa đắt đỏ nhất. Vậy, điều gì làm nên cái giá "trên trời" này? Có lẽ, chi phí sản xuất con chip này không hề nhỏ.
Việc ước tính chi phí sản xuất GPU GB202 là một bài toán khó, bởi thông tin về hiệu suất và số lượng chip sản xuất thành công trên mỗi tấm wafer là bí mật được bảo vệ nghiêm ngặt giữa TSMC và Nvidia. Dù vậy, chúng ta có thể đưa ra một vài phép tính sơ bộ.
Một tấm wafer 300mm có thể chứa khoảng 72 chip GB202. Với việc TSMC có thể tính phí 16,000 USD cho mỗi tấm wafer sử dụng công nghệ 4nm hoặc 5nm, ước tính chi phí sản xuất mỗi GPU RTX 5090 có thể lên đến 290 USD, thậm chí là 340 USD nếu chỉ những chip hoàn hảo mới được đưa vào sử dụng. Đây chỉ là con số ước tính, bởi còn nhiều yếu tố khác như tỷ lệ lỗi, hiệu suất tham số...
Nvidia sử dụng quy trình 4NP của TSMC, một phiên bản tùy biến của công nghệ N4P, thuộc dòng N5 đã được sản xuất trong nhiều năm. Theo ước tính, sau 4.5 năm, tỷ lệ lỗi có thể đã giảm xuống còn 0.05 lỗi trên mỗi cm². Điều này có nghĩa mỗi wafer có thể có 47 chip GB202 hoàn hảo, 4 chip lỗi một phần và 21 chip có lỗi. Tuy nhiên, không phải tất cả các chip lỗi đều bị loại bỏ. Nvidia thường tích hợp các tính năng dự phòng, nên lỗi nhỏ không ảnh hưởng đến chức năng. Thêm vào đó, không phải card RTX 5090 nào cũng cần chip hoàn hảo, và các chip lỗi có thể được sử dụng cho các dòng card thấp hơn như RTX 5080.
Giả sử mỗi wafer chứa khoảng 55 chip GPU RTX 5090 có thể bán được, thì chi phí sản xuất mỗi chip có thể vào khoảng 290 USD, chưa kể các công đoạn khác như cắt, kiểm tra, đóng gói. Ngay cả khi tổng chi phí sản xuất mỗi chip là 350 USD, Nvidia vẫn có lợi nhuận đáng kể với mức giá bán lẻ 1999 USD của RTX 5090.
Tuy nhiên, đây không phải là tất cả. Nvidia còn có thể bán các chip GB202 hoàn hảo trong các sản phẩm khác như card đồ họa chuyên nghiệp RTX 6000 và card L50s cho trung tâm dữ liệu, với mức giá lên đến hàng nghìn đô la. Điều này cho thấy Nvidia không chỉ kiếm tiền từ RTX 5090, mà còn có thể tối đa hóa lợi nhuận từ mọi sản phẩm được tạo ra trên mỗi wafer. Với việc tích hợp các tính năng dự phòng và tận dụng chip lỗi một cách thông minh, Nvidia có thể bán gần như toàn bộ chip sản xuất, dù ở các mức giá khác nhau.