Tiềm năng công nghệ bán dẫn

Ngành công nghiệp bán dẫn trên thế giới có quy mô thị trường đạt 600 tỷ USD và dự báo sẽ tiếp tục tăng trưởng trung bình khoảng 12,2% trong những năm kế tiếp để đạt mức 1.300 tỷ USD vào 2030 [1]. Cùng với xu hướng dịch chuyển chuỗi cung ứng sản phẩm điện tử từ Trung Quốc sang Việt Nam gần đây, Chính phủ Việt Nam đã chủ động triển khai những chính sách và sáng kiến nhằm thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp bán dẫn trong nước.

Những nỗ lực này bao gồm đẩy mạnh đào tạo kỹ sư chất lượng cao, khuyến khích nghiên cứu thiết kế vi mạch cùng với việc thu hút đầu tư trực tiếp nước ngoài vào lĩnh vực then chốt này.

Cụ thể, Nghị quyết 124/NQ-CP ngày 07/8/2023 của Chính phủ yêu cầu các bộ ngành liên quan nghiên cứu, xây dựng Đề án Phát triển nguồn nhân lực cho ngành công nghiệp bán dẫn đến năm 2030; Việc thành lập Trung tâm Đào tạo điện tử, vi mạch bán dẫn (Electronics and Semiconductor Center - ESC) tại Khu công nghệ cao TP. Hồ Chí Minh (SHTP) với sự tham gia tài trợ của Synopsys [2]. Bộ Giáo dục đào tạo (GD&ĐT) đã triển khai Hội thảo về đào tạo vi mạch tại Đà Nẵng ngày 19/10/2023 với nhiều tham luận từ các cơ sở đào tạo đại học (ĐH) và công ty, trong đó tập trung vào chiến lược phát triển nguồn nhân lực cho thiết kế vi mạch tại Việt Nam tới năm 2030.

Tại hội thảo quốc tế do Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) tổ chức tại Hòa Lạc ngày 30/10/2023 với nhiều tham luận của các doanh nghiệp (DN) công nghệ lớn (Intel, Samsung, Cadence, Synopsy) và đại diện hiệp hội bán dẫn Mỹ, các trường ĐH nước ngoài,... các ý kiến đều nhận định trong gần 10 năm tới là thời điểm vàng cho Việt Nam tham gia vào chuỗi giá trị vi mạch [3].

Mới đây, ngày 21/9/2024, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành các Quyết định số 1017/QĐ-TTg về việc phê duyệt Chương trình Phát triển nguồn nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn đến năm 2030, định hướng đến/năm 2050 và Quyết định số 1018/QĐ-TTg về việc ban hành Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030 và tầm nhìn 2050.

Nhiều trường ĐH đã tuyển sinh và triển khai các chương trình đào tạo thiết kế vi mạch hoặc các chương trình ngắn hạn, chuyển loại kỹ sư. Bộ GD&ĐT cũng cam kết hỗ trợ trong tuyển sinh và xây dựng chương trình, cơ sở vật chất để triển khai các chuyên ngành này. Dự kiến trong năm 2024 sẽ tuyển sinh đào tạo trên 1.000 nhân lực trong lĩnh vực thiết kế vi mạch bán dẫn. Các lĩnh vực liên quan sẽ tuyển khoảng trên 7.000 và sẽ tăng dần chỉ tiêu tuyển sinh mỗi năm từ 20 - 30%.

Đáng chú ý, việc thành lập NIC và 3 khu công nghệ cao tại TP. Hồ Chí Minh, Hòa Lạc (Hà Nội) và Đà Nẵng sẵn sàng đón các nhà đầu tư ngành bán dẫn với cơ chế ưu đãi cao. NIC và các khu công nghệ cao này sẽ là cầu nối quan trọng để hỗ trợ phát triển hệ sinh thái ngành bán dẫn Việt Nam [4].

Mặt khác, Chính phủ đã ban hành các thông tư hướng dẫn nhằm tạo hành lang thuận lợi cho các công ty lớn đầu tư vào Việt Nam, như Intel (TP. HCM), Samsung (Thái Nguyên) [4] và gần đây nhất là Amkor (Bắc Ninh) [5].

Việt Nam còn có lợi thế về vị trí địa lý với các cảng biển lớn và cảng hàng không quốc tế hiện đại. Nguồn nhân lực trẻ, dồi dào cùng với chi phí mặt bằng và nhân công hấp dẫn đã làm cho Việt Nam trở thành điểm đến lý tưởng cho các công ty nước ngoài, đặc biệt là trong ngành công nghiệp bán dẫn. Hiện tại, chỉ có khoảng 50 công ty hoạt động trên cả nước, trong đó có khoảng 5 công ty của Việt Nam, trong lĩnh vực vi mạch. Tuy nhiên, con số này đang tăng lên nhờ vào sự gia tăng nguồn cung nhân lực trong nước.

Tiềm lực nghiên cứu, đào tạo của một số cơ sở nghiên cứu, đào tạo trong Quân đội về công nghệ vi mạch bán dẫn

Có thể nói, cột mốc đầu tiên trong quá trình phát triển ngành vi mạch bán dẫn của Việt Nam gắn với sự ra đời của Nhà máy Z181 thuộc Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng những năm cuối thập niên 80 của thể kỳ trước với việc thực hiện các hợp đồng sản xuất, xuất khẩu diode, transistor.

Tuy nhiên, do biến động của tình hình thế giới, việc sản xuất, đóng gói chip vi mạch của nhà máy Z181 đã phải dừng lại do không còn những đơn hàng trên. Gần đây, Tập Đoàn Công nghiệp - Viễn Thông Quân đội (Viettel) đã bắt đầu tham gia vào hoạt động nghiên cứu thiết kế chip từ năm 2019, đến nay đã đạt được một số kết quả như: Hoàn thành thiết kế, chế tạo chip tiền xử lý tín hiệu số (digital front-end) cho trạm thu phát sóng 5G, chip thu phát cao tần (RFIC) cho 5G và các hệ thống thông tin vô tuyến khác.

Là một trong các trường ĐH trọng điểm quốc gia, từ năm 2008, Học viện Kỹ thuật quân sự (KTQS) đã tổ chức các khóa học thiết kế vi mạch cho các giảng viên, đặt nền móng cho nhiều cán bộ theo đuổi nghiên cứu trong lĩnh vực này. Hiện nay, Học viện đã xây dựng được đội ngũ với hơn hàng chục giảng viên nghiên cứu và giảng dạy chuyên sâu về thiết kế vi mạch bán dẫn.

Trong đó, Viện Tích hợp hệ thống (THHT) có đội ngũ với nhiều cán bộ nghiên cứu và giảng dạy chuyên sâu về vi mạch bán dẫn được đào tạo bậc tiến sỹ tại các quốc gia phát triển cũng như được đào tạo chuyên sâu tại các trung tâm đào tạo vi mạch trong nước. Các phòng thí nghiệm của Viện được trang bị một số máy chủ, phần mềm và các thiết bị như máy hàn chân chip (wire bonding) và các thiết bị đo lường.

Viện đã tổ chức nhiều khóa học về thiết kế và chế tạo mạch điện tử sử dụng vi mạch cho các cơ quan, nhà máy trong quân đội và Ban Cơ yếu Chính phủ. Viện đã chủ trì thực hiện 3 đề tài cấp Quốc gia, 2 đề tài hợp tác quốc tế và tham gia 2 đề tài cấp Quốc gia khác trong lĩnh vực thiết kế vi mạch và bảo mật phần cứng. Viện THHT cũng đã xây dựng mối quan hệ hợp tác nghiên cứu chặt chẽ với các nhóm nghiên cứu từ các trường ĐH danh tiếng trên thế giới như ĐH Tokyo, ĐH Điện tử - Thông tin (Nhật Bản), và ĐH Genoa (Ý).

Thông qua các hoạt động hợp tác này, Viện đã làm chủ thiết kế nhiều vi mạch tiên tiến như vi mạch bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) băng tần X, vi mạch mã hóa AES-128, vi mạch thu phát vô tuyến công suất thấp, vi mạch ổn áp (LDO), thiết kế lõi vi xử lý cơ bản trên nền tảng kiến trúc RISC-V và bộ mẫu thiết bị phát hiện Trojan phần cứng trong vi mạch chuyên dụng.

Một số định hướng trong đẩy mạnh nghiên cứu làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo vi mạch bán dẫn chuyên dụng phục vụ quốc phòng - an ninh

Để làm chủ công nghệ vi mạch bán dẫn, hướng tới phát triển công nghiệp điện tử, bán dẫn trong quốc phòng - an ninh, theo PGS. TS Hoàng Văn Phúc, Viện trưởng Viện THHT, Học viện KTQS, cần triển khai một cách đồng bộ, bài bản, có hệ thống các giải pháp, trong đó nên chú trọng một số định hướng sau đây:

Thứ nhất, cần đẩy mạnh nghiên cứu làm chủ công nghệ nền, công nghệ lõi trong thiết kế, chế tạo vi mạch bán dẫn, xây dựng đội ngũ chuyên gia và các nhóm nghiên cứu mạnh.

Phát triển công nghệ vi mạch bán dẫn đòi hỏi việc làm chủ các công nghệ cao liên quan đến vi điện tử, vật liệu bán dẫn, các kỹ thuật thiết kế, chế tạo và kiểm thử tiên tiến. Vì vậy, cần có chiến lược dài hạn, kiên trì và huy động các nguồn lực cần thiết. Trong đó, yếu tố nhân lực khoa học và công nghệ (KH&CN) đóng vai trò hết sức quan trọng.

Cần đẩy mạnh nghiên cứu cơ bản để làm chủ công nghệ nền, công nghệ lõi trong thiết kế, chế tạo vi mạch bán dẫn như: công nghệ vật liệu bán dẫn tiên tiến, cảm biến và linh kiện bán dẫn thế hệ mới, kỹ thuật thiết kế vi mạch số, thiết kế vi mạch tương tự, thiết kế vi mạch tín hiệu hỗn hợp, thiết kế vi mạch cao tần, thiết kế vi mạch tiết kiệm năng lượng, thiết kế vi mạch tốc độ cao,….

Từ năm 2012, “Sản phẩm vi mạch điện tử” đã được Thủ tướng Chính phủ đưa vào danh mục là một trong các sản phẩm quốc gia để phát triển. Đồng thời, việc xây dựng các chương trình KH&CN thúc đẩy nghiên cứu làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo và ứng dụng vi mạch bán dẫn là hết sức cần thiết trong giai đoạn hiện nay.

Ngoài ra cần từng bước hình thành các nhóm nghiên cứu mạnh, các trung tâm nghiên cứu trọng điểm về vi mạch bán dẫn trong quân đội, xây dựng các đề án, dự án KH&CN về vi mạch bán dẫn phục vụ quốc phòng - an ninh.

Thứ hai, cần ưu tiên tập trung nghiên cứu thiết kế, chế tạo vi mạch chuyên dụng phục vụ quốc phòng, an ninh

Trong bối cảnh tình hình thế giới phức tạp như hiện nay, việc đẩy mạnh nghiên cứu, làm chủ thiết kế, chế tạo vi mạch chuyên dụng phục vụ quốc phòng, an ninh là hết sức cần thiết. Đặc biệt, gần đây, nguy cơ này càng rõ ràng hơn sau vụ việc máy nhắn tin, bộ đàm phát nổ hàng loạt ở Liban gây nhiều thương vong. Một số hướng cần tập trung ưu tiên nghiên cứu nhằm phục vụ quốc phòng, an ninh và cả dân dụng (lưỡng dụng):

- Các sản phẩm chip phục vụ phát triển hạ tầng viễn thông tiên tiến. Đây là hướng sản phẩm mà Tập đoàn Viettel đã làm chủ từ dịch vụ, triển khai mạng lưới, sản xuất thiết bị. Viettel có thể tiếp tục nghiên cứu một sản phẩm chip cho viễn thông như chip AI ứng dụng cho 5G, và một số sản phẩm chip hướng tới thế hệ 6G.

- Các sản phẩm chip cho các công nghệ mới trên thế giới mà thị trường cần ví dụ như chip cho các hệ thống kết hợp Internet vạn vật và trí tuệ nhân tạo (AIoT) và các chip phục vụ ngành ô tô, nhất là ô tô điện.

- Các loại chip cao tần (RF IC) chuyên dụng, chip xử lý trí tuệ nhân tạo (AI), chip bảo mật và giải pháp đánh giá an toàn, bảo mật phần cứng.

- Các chip tích hợp hệ thống trên chip (SoC) sử dụng bộ vi xử lý tập lệnh mở (kiến trúc RISC-V), không phụ thuộc vào giấy phép sử dụng kiến trúc ARM. Chúng ta có thể tham khảo việc Trung Quốc đã có chiến lược tập trung phát triển các chip và hệ thống trên nền tảng RISC-V nhằm tránh phụ thuộc vào phương Tây và đã đạt nhiều thành tựu đáng kể [7].

- Các linh kiện điện tử và cảm biến chuyên dụng trong quốc phòng, an ninh và dân dụng trên nền tảng công nghệ MEMS, kết hợp công nghệ CMOS và các công nghệ chế tạo tiên tiến.

Thứ ba, cần tăng cường liên kết trong nước, hợp tác quốc tế trong đào tạo và nghiên cứu thiết kế, chế tạo vi mạch.

Cần có các cơ chế, chính sách cụ thể, đột phá hơn hơn cho việc hợp tác giữa DN, nhà trường, các viện nghiên cứu trong các hoạt động đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ. Các nhà trường nên đẩy mạnh hợp tác với các DN để xây dựng các chương trình hợp tác đào tạo, hợp tác thử nghiệm và phát triển sản phẩm để tạo ra môi trường cho sinh viên được tiếp cận nhanh chóng với thực tiễn, phát triển các sản phẩm thương mại hóa.

Đồng thời, việc hợp tác với các quốc gia phát triển và có thế mạnh về thiết kế, chế tạo vi mạch bán dẫn là hết sức quan trọng, đặc biệt là việc khai thác các nhà khoa học và chuyên gia Việt kiều. Điều này đòi hỏi cần có chiến lược và những ưu đãi cụ thể hơn, có cơ chế chính sách đột phá để thu hút nhân tài và các chuyên gia nước ngoài về làm việc.

Có thể thấy rằng, việc đẩy mạnh phát triển công nghiệp bán dẫn nói chung và làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo vi mạch bán dẫn chuyên dụng phục vụ quốc phòng - an ninh đang trở thành yêu cầu cấp bách đối với nước ta. Trong tương lai không xa, Việt Nam hứa hẹn sẽ trở thành một đối tác mạnh mẽ, tin cậy và là một mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng sản xuất bán dẫn toàn cầu, từ đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội cho đất nước và tăng cường tiềm lực quốc phòng - an ninh của quốc gia.

“

Tài liệu tham khảo:

1. https://www.fortunebusinessinsights.com/semiconductor-market-102365
2. Thành lập Trung tâm đào tạo điện tử, vi mạch bán dẫn tại SHTP, https://www.sggp.org.vn/thanh-lap-trung-tam-dao-tao-dien-tu-vi-mach-ban-dan-tai-shtp-post704554.html
3. https://nic.gov.vn/tin-tuc/khanh-thanh-nic-co-so-hoa-lac-trien-lam-quoc-te-doi-moi-sang-tao-viet-nam-2023/
4. https://dangcongsan.vn/kinh-te/day-manh-phat-trien-chuoi-cung-ung-nganh-cong-nghiep-ban-dan-648203.html
5. https://semiconvn.com/home/tin-tuc-vi-mach/tin-tuc-vi-mach/6520-samsung-dau-tu-nha-may-vi-mach-o-thai-nguyen-.html
6. https://vneconomy.vn/nha-may-ban-dan-lon-nhat-the-gioi-cua-amkor-tai-bac-ninh-chinh-thuc-di-vao-hoat-dong.htm
7. https://jamestown.org/program/examining-chinas-grand-strategy-for-risc-v/

VT