Việt Nam nằm ở đâu trên bản đồ bán dẫn?

Chip bán dẫn là “hệ thần kinh” của tất cả thiết bị điện tử hiện đại, từ điện thoại, máy tính cá nhân, máy giặt, lò vi sóng cho đến máy móc thiết bị y tế phức tạp, các loại vũ khí hiện đại nhất về phòng thủ và tấn công đòi hỏi mức độ chính xác cực kỳ cao như máy bay, tên lửa. Không có chip bán dẫn, tất cả những thứ này chỉ còn là những khối kim loại vô dụng không hơn không kém.

Chip bán dẫn đã trở thành mặt hàng chiến lược giống như “vàng đen” không thể thiếu của nhiều quốc gia cũng như nền kinh tế toàn cầu. Việc nắm giữ được công nghệ và làm chủ quy trình sản xuất chip đóng vai trò quyết định cho sự phát triển của nhiều quốc gia.

Tháng 12 vừa qua, Việt Nam và NVIDIA - một trong những công ty chip lớn nhất thế giới vừa ký kết hợp đồng phát triển công nghệ chip bán dẫn. Nhưng Việt Nam cũng gặp thách thức trong việc nắm bắt cơ hội ngàn năm có một này.

Tại tọa đàm ra mắt cuốn sách Khi con chip lên ngôi diễn ra ngày 11/1 tại TP.HCM, tác giả, PGS.TS Nguyễn Trung Dân và TS Nguyễn Xuân Xanh đã thảo luận và chỉ ra vị thế của Việt Nam trên bản đồ bán dẫn toàn cầu, cũng như gợi ý những điều cần làm để đất nước có thể tham gia vào chuỗi cung ứng chip toàn cầu.

PGS.TS Nguyễn Trung Dân (trái) và TS Nguyễn Xuân Xanh tại tọa đàm. Ảnh: T.A.

Hiểu con chip mới làm được chip

PGS.TS Nguyễn Trung Dân đưa ra cách giải thích đơn giản về chip bán dẫn: Trong tự nhiên có hai loại vật liệu: dẫn điện và không dẫn điện. Nhưng tồn tại một cái gọi là bán dẫn (semi-conductor), tức chỉ dẫn điện trong những điều kiện nhất định.
Khi đó, không dẫn điện tương ứng với 0, dẫn điện tương ứng với 1; bán dẫn đã tạo lập được hệ thống đơn vị cơ bản nhất của tính toán trong hệ nhị phân. Điều này đồng nghĩa bán dẫn tạo nên được bit (bit - đơn vị nhỏ nhất của thông tin) vật lý - tổ hợp 0, 1 như thế có thể mô tả mọi thứ trên vũ trụ.

Bill Gates từng nói: "Nếu không có transistor (bóng bán dẫn), tôi tin chắc chúng ta sẽ không thể nào chứng kiến được sự phát triển của máy tính và công nghệ tin học như ngày nay", coi bán dẫn là phát minh quan trọng nhất cho cuộc cách mạng công nghệ tin học, ảnh hưởng đến toàn bộ sự phát triển của nhân loại từ nửa cuối thế kỷ 20 đến nay.

Transitor khi ra đời có kích thước khoảng 1,25 cm, to bằng hạt đậu. Nhưng đến nay, transitor nhỏ nhất kích thước chỉ khoảng 3 nanomet. Một con chip iPhone có khoảng 20 tỷ transitor.

Là người viết giới thiệu cuốn sách, TS Nguyễn Xuân Xanh nhận định những điều kiện sản xuất chip như tác giả Nguyễn Trung Dân đã vạch ra là rất khó. Máy quan trắc cần cho việc nghiên cứu chế tạo chip gần như là công nghệ "bí mật quốc gia".

Cuốn sách vốn phát xuất từ chuỗi bài viết đăng tải trên Người đô thị của tác giả Nguyễn Trung Dân, nhằm chia sẻ đến công chúng những hiểu biết của một người 30 năm kinh nghiệm nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của bán dẫn, từ các ứng dụng cơ bản đến các ứng dụng đặc biệt như máy tính quang tử và lượng tử... Ông nhận thấy tại Việt Nam còn khá nhiều hình dung chưa chính xác và sát với hiện trạng của ngành bán dẫn.

Tác giả và TS Nguyễn Xuân Xanh đều đưa ra những lời nhắc nhở về những thách thức đi cùng với cơ hội từ ngành công nghiệp bán dẫn. Theo đó, để thực sự gia nhập được vào ngành công nghiệp trị giá 620 tỷ USD (số liệu năm 2024) này, Việt Nam cần tận dụng cơ hội hợp tác với những tập đoàn công nghệ hàng đầu, thuyết phục họ đầu tư.

Ngoài ra, chuyện chế tạo con chip "từ bước đầu" gần như là không tưởng. Ngành công nghiệp này đã định hình những "ông chơi lớn", mà để thành công theo kịp, Việt Nam cần học hỏi và phát triển dựa trên những nền tảng mà thế giới đã có sẵn.

Sách Khi con chip lên ngôi. Ảnh: Nhã Nam.

Bài học từ kỳ tích của Đài Loan

Khi con chip lên ngôi gồm 17 chương bố cục thành 5 phần: Chip bán dẫn và cơ hội lịch sử cho Việt Nam; Lịch sử nghiên cứu phát triển transitor và chip bán dẫn; Chip Silicon và thung lũng Silicon; Cơ hội bán dẫn cho thế giới; Chuyện cổ tích về một cường quốc công nghệ.

Theo đó, tác giả mang đến cái nhìn tổng quát của lịch sử phát triển transitor và chip bán dẫn, khởi nguồn và phát triển mạnh mẽ tại Mỹ. Các quốc gia châu Âu, tuy có nền tảng khoa học - công nghệ vững chắc, đã bỏ lỡ cơ hội làm chủ cuộc chơi.

Thay vào đó, nhiều đại diện châu Á đã bứt phá để trở thành mắt xích quan trọng trong chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu, mà điển hình là Đài Loan (Trung Quốc).

Rục rịch từ những năm 1970, xác định bán dẫn là chiến lược quan trọng để phát triển kinh tế, chính phủ Đài Loan đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ, nhập khẩu công nghệ sản xuất chip từ Mỹ. Bước ngoặt đến vào năm 1987 với sự ra đời của Công ty Sản xuất Bán dẫn Đài Loan (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company - TSMC) - chuyên gia công theo thiết kế của khách hàng.

Đến thập niên 1990, Đài Loan đầu tư mạnh cho R&D (Research & Development - Nghiên cứ và phát triển) và đến nay đã trở thành nhà sản xuất chip hàng đầu thế giới. Ngành công nghiệp bán dẫn đã củng cố cương vị của Đài Loan, giúp bảo vệ ốc đảo này trên trường quốc tế.

Tác giả Nguyễn Trung Dân cho rằng phép màu của Đài Loan đến từ tầm nhìn xa trông rộng của các nhà hoạch định chính sách, dám đặt niềm tin vào Morris Chang - một người 55 tuổi thất thế trên đất Mỹ sau nhiều năm cống hiến cho Texas Instruments. Chang đã trở thành biểu tượng của ngành bán dẫn toàn cầu.

Từ câu chuyện của Đài Loan, một quốc gia có xuất phát điểm tương đối thấp về công nghệ, nay dẫn đầu ngành công nghiệp bán dẫn, hai diễn giả cho rằng Việt Nam cần khắc chế những điểm yếu còn tồn tại, trong đó then chốt nằm ở việc nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo, đẩy mạnh nghiên cứu.

"Đừng mong qua mắt những tập đoàn công nghệ lớn", tác giả Nguyễn Trung Dân nói. Thực học, thực làm mang đến kết quả thực mới có thể chứng minh cho những nhà đầu tư tiềm năng thấy rằng người Việt Nam có năng lực, kỷ luật và nghiêm túc với công việc.

Theo TS Nguyễn Xuân Xanh, Việt Nam cần một "bà đỡ" để khoa học công nghệ làm nòng cốt cho sự phát triển của đất nước, tương tự KAIST (Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc), nơi các nhà khoa học nhận được phúc lợi xứng đáng và được trao quyền trong hoạt động nghiên cứu. Bên cạnh đó, chính sách thu hút chất xám, mời gọi kiều bào trình độ cao về đóng góp cho đất nước cũng tạo ra nguồn nhân lực tiềm năng.

Đào tạo đội ngũ sản xuất tay nghề cao cũng rất cần, khi Việt Nam "nhiều thầy thiếu thợ". Đài Loan trước khi phát triển được công nghệ bán dẫn, đã có đội ngũ sản xuất lành nghề để đầu ra cho kết quả nghiên cứu.

PGS.TS Nguyễn Trung Dân đang là Nghiên cứu viên cao cấp tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Corning, New York, Mỹ.

Trước đây, ông là phó giáo sư nghiên cứu tại Đại học Arizona và từng nghiên cứu chính, chủ trì một số đề tài nghiên cứu của Air Force Research Lab, Naval Research Lab và Office of Naval Research thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ.

(*) Hình ảnh đầu bài: Pixabay.

Tâm Anh