Khát vọng chip Việt Nam
Tầm những ngày này cách đây 16 năm, khi dự án tại TP.HCM của tập đoàn bán dẫn hàng đầu thế giới Intel vẫn đang trong quá trình hình thành, con chip đầu tiên của Việt Nam đã ra đời.
"EETimes," tạp chí chuyên về điện tử có uy tín từ Mỹ, đã nhận xét trong một bài viết năm 2008 rằng "Việt Nam đã công bố thành công con chip đầu tiên của mình, đánh dấu bước chân vào thị trường vi mạch."
Con chip vi xử lý này được sản xuất bởi một nhóm giáo viên và kỹ sư trẻ tại Trung tâm Nghiên cứu và Đào tạo thiết kế vi mạch (ICDREC) thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM, và đã được giới thiệu vào ngày 16/1/2008. Sự kiện này đã trở thành một trong 10 sự kiện quan trọng nhất trong lĩnh vực khoa học công nghệ của Việt Nam trong năm đó.
Sau sáu năm từ quá trình nghiên cứu ban đầu, ICDREC đã giới thiệu phiên bản chip thương mại đầu tiên. Tuy nhiên, sau đó, chip Việt đã dần biến mất khỏi thị trường do thiếu khách hàng và những chiến lược quy mô đã được vạch ra trước đó không thực hiện được.
Hơn một thập kỷ sau khi giấc mơ về sự tự chủ trong ngành công nghiệp bán dẫn của Việt Nam bắt đầu, chip "made in Vietnam" - sản phẩm sáng tạo và chủ quản công nghệ, không chỉ là lắp ráp - lại một lần nữa trở thành mục tiêu quốc gia, mang theo niềm hi vọng mới. Những nhà quy hoạch chính sách muốn đưa đất nước này lên bản đồ vi mạch bán dẫn toàn cầu - một lĩnh vực đòi hỏi thu nhập bình quân hàng năm trên 11.000 USD, gấp gần ba lần so với mức thu nhập trung bình của Việt Nam.
Người mở đường
Vào đầu những năm 2000, đồng thời với việc thành lập khu công nghệ cao đầu tiên trên cả nước, TP.HCM nhận ra cơ hội đối với ngành công nghiệp vi mạch bán dẫn - sản phẩm được coi như "bộ não" của mọi thiết bị điện tử.
"Chip là kết quả cuối cùng của ngành công nghiệp này. Để phát triển bền vững, chúng ta cần đầu tư nghiên cứu từ vật liệu, thiết kế đến sản xuất," PGS.TS Phan Thanh Bình, nguyên Giám đốc Đại học Quốc gia TP.HCM (giai đoạn 2007-2016), chia sẻ.
Ngay từ năm 2004, cơ sở đào tạo nhân lực lớn nhất miền Nam đã thành lập Phòng thí nghiệm, sau này trở thành Viện Công nghệ Nano. Dưới sự tư vấn của đối tác Pháp, họ đã đầu tư vào hệ thống phòng sạch có khả năng sản xuất linh kiện bán dẫn ở quy mô nghiên cứu và giảng dạy. Một năm sau đó, ICDREC ra đời, tập trung vào thiết kế - bước đầu tiên quan trọng trong chuỗi sản xuất chip. Tuy nhiên, về vật liệu bán dẫn, Đại học Quốc gia TP.HCM chưa có đủ chuyên gia để thành lập một đơn vị nghiên cứu chuyên sâu, theo ông Bình.
Hai năm sau khi giới thiệu chip 8-bit (số bit thông tin xử lý tại một thời điểm), ICDREC tiếp tục công bố thành công thiết kế chip 32-bit. Lúc đó, đây được xem là một bước nhảy vượt trội khi các dòng chip phổ biến trên thế giới đều là 32-bit và 64-bit.
Đến năm 2014, trung tâm quyết định thương mại hoá dòng chip xử lý 8-bit. Một lô hàng gồm 150.000 chip được sản xuất tại Đài Loan, có thể ứng dụng trong nhiều thiết bị như điện kế điện tử, giám sát hành trình xe, hệ thống xử lý cặn trong nước.
Mặc dù chỉ mất vài giờ để sản xuất số lượng chip này, nhưng đây được coi là bước khởi đầu đầy tiềm năng cho sự tự chủ trong công nghệ bán dẫn. Tuy nhiên, khi ấy, Giám đốc ICDREC Ngô Đức Hoàng cho biết, chip 8-bit không mới, nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm điện tử đơn giản. Thị trường sử dụng loại chip này tại Việt Nam đạt quy mô tỷ USD.
Tuy nhiên, đây chỉ là lô chip thương mại đầu tiên và cuối cùng của trung tâm này. "Tự chủ trong công nghệ thiết kế chip là một thành tựu lớn, nhưng để một sản phẩm nghiên cứu được thị trường chấp nhận lại là một câu chuyện khác," PGS.TS Lâm Quang Vinh, Trưởng ban Khoa học Công nghệ của Đại học Quốc gia TP.HCM, nhận định.
Chip của ICDREC đã ra đời khi đã có nhiều sản phẩm tương tự, giá cả thấp hơn, đã có mặt trên thị trường. Đồng thời, dự án kèm theo - nhà máy sản xuất chip của Tổng công ty Công nghiệp Sài Gòn với công suất 1,8 tỷ sản phẩm mỗi năm - cũng không được triển khai. Điều này cũng đồng nghĩa với việc những nhà nghiên cứu tại ICDREC phải tự mình tiến hàng tiếp thị sản phẩm, điều khó khăn hơn.
Với việc thiếu đầu ra, trung tâm không đủ khả năng trả lương cao cho kỹ sư, khiến nhiều nhân sự chủ chốt sau đó chuyển sang làm việc cho các doanh nghiệp FDI trong cùng lĩnh vực. Trong 5 năm qua, trung tâm đã không còn đủ nhân lực để triển khai các dự án mới.
Mặc dù không thành công trong việc thương mại hoá, GS Đặng Lương Mô, cố vấn chuyên môn của ICDREC, đánh giá rằng trung tâm đã hoàn thành sứ mệnh mở đường. "Những sản phẩm thực tế đã chứng minh rằng người Việt có khả năng hoàn toàn tạo ra các con chip của mình," ông nói.
Xem thêm: No code Low code là gì?
Bước nhảy
Khi những bộ vi xử lý đầu tiên của nước ngoài được sản xuất hàng loạt tại Việt Nam, FPT - doanh nghiệp công nghệ hàng đầu trong nước - cũng âm thầm tuyển dụng các kỹ sư Việt Nam đang làm việc tại nước ngoài. Mục tiêu của họ là sản xuất chip "make in Vietnam".
"Chúng tôi chuyên sản xuất phần mềm, nhưng phần cứng luôn là một trong những ước mơ của chúng tôi," ông Trần Đăng Hoà, Chủ tịch FPT Semiconductor, khi đó đang là quản lý cấp cao của FPT Software, chia sẻ.
Nguyễn Vinh Quang là một trong những kỹ sư đầu tiên gia nhập đội ngũ làm chip của FPT sau khi nhận lời mời từ ông Hòa vào năm 2014. Gần một thập kỷ hoạt động trong ngành công nghiệp bán dẫn đã giúp ông Quang hiểu rõ thực tế: nếu tung ra sản phẩm khi chưa có thương hiệu trên thị trường, tỷ lệ thất bại là rất cao.
Do đó, công ty đã quyết định bắt đầu với việc gia công, tức là thiết kế giải pháp theo đơn đặt hàng từ các hãng chip thuê ngoài, đồng thời thực hiện nghiên cứu và phát triển sản phẩm riêng.
Sau 8 năm từ khi hình thành ý định sản xuất chip, FPT chính thức chuyển từ việc bắt đầu với vai trò làm thuê, tiến triển thành việc tự chủ trong ngành công nghiệp vi mạch.
Sau đại dịch Covid-19, chuỗi cung ứng gặp khó khăn và căng thẳng thương mại giữa các nước lớn đã khiến ngành công nghiệp chip toàn cầu trở nên khan hiếm nguồn cung. Nắm bắt thời cơ này, FPT - một tập đoàn công nghệ hàng đầu Việt Nam - đã chính thức thành lập FPT Semiconductor vào năm 2022. Ông Nguyễn Vinh Quang đã được bổ nhiệm làm Tổng giám đốc.
Chip nguồn, một loại vi mạch đảm bảo ổn định nguồn điện trong các thiết bị, là sản phẩm đầu tiên của công ty. "Thế giới không chỉ cần các chip xử lý tiên tiến với kích thước 2-3 nm. Chip nguồn không khó để sản xuất nhưng lại là một thành phần quan trọng cho mọi sản phẩm," ông Quang nói.
Với sự bùng nổ của thiết bị kết nối Internet vạn vật (IoT), nhu cầu về các loại chip khác nhau cũng ngày càng đa dạng. Tuy nhiên, nhiều khách hàng không thể đáp ứng được yêu cầu tinh chỉnh thiết kế của các thương hiệu lớn vì sản phẩm có giá trị thấp. Điều này là cơ hội lớn cho FPT Semiconductor.
Bằng cách đề xuất thiết kế sản phẩm theo đúng nhu cầu của đối tác, công ty đã nhanh chóng thu được đơn đặt hàng. Trong khoảng hai năm qua, FPT Semiconductor đã sản xuất ba dòng chip nguồn, bán được hơn 25 triệu sản phẩm.
"Chất lượng của chúng tôi có thể tương đương khoảng 80-90% so với các hãng lớn, nhưng vẫn đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng, đặc biệt là với giá rẻ hơn một nửa," CEO FPT Semiconductor tự tin. Công ty tập trung phục vụ các đơn hàng quy mô nhỏ cả trong và ngoài nước - đây thường là phân khúc mà các thương hiệu chip nổi tiếng thường bỏ qua.
Không chỉ giới hạn ở sản phẩm phổ thông, các kỹ sư Việt cũng đang tiến triển đến những dòng chip phức tạp có giá trị thương mại cao.
Vào cuối tháng 10/2023, Viettel High Tech (VHT) công bố sản phẩm chip đầu tiên của họ - 5G DFE - với thiết kế hoàn toàn do kỹ sư của công ty chịu trách nhiệm, được tích hợp công nghệ AI. Mẫu chip này có khả năng xử lý 1.000 tỷ phép tính mỗi giây - ít "điệu" hơn so với các sản phẩm mới nhất với khả năng tính toán gấp hàng chục lần, nhưng lại là con chip phức tạp nhất từ trước đến nay được người Việt tự thiết kế.
Dự án chip của Viettel đã bắt đầu từ 5 năm trước, khi công nghệ 5G đang dần được triển khai trên toàn cầu. Ông Lê Thái Hà, kỹ sư trưởng của VHT, chia sẻ rằng, vào thời điểm đó, nhiều hãng viễn thông lớn như Huawei, Ericsson, Nokia, ZTE, Samsung đã tự thiết kế chip 5G thay vì sử dụng sản phẩm của bên thứ ba như ở thế hệ 4G. Mục tiêu là để tạo ra đột phá công nghệ và vượt lên trên các đối thủ. Vì thị trường không có chip phù hợp cho mạng thế hệ mới, công ty Việt Nam buộc phải tự chủ.
“Việc tự phát triển chip là điều bắt buộc nếu muốn tự chủ và cạnh tranh trong lĩnh vực thiết bị 5G”, ông Hà nói, mô tả dự án là tham vọng và tốn kém, nhưng lại là một công việc không thể tránh khỏi.
Việc chủ động hoàn toàn trong việc thiết kế là một bước quan trọng giúp Việt Nam tham gia sâu hơn vào ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu, đặc biệt là khi thế giới chưa cung cấp được dòng sản phẩm chip 5G thương mại. Điều này là tiền đề để Viettel tiếp tục sản xuất các loại chip phục vụ cho nhiều lĩnh vực như AI, 6G, IoT trong tương lai.
Bộ Thông tin và Truyền thông dự báo quy mô ngành bán dẫn tại Việt Nam đến năm 2030 sẽ đạt 20-30 tỷ USD. Tuy nhiên, chỉ có hai doanh nghiệp trong nước là FPT và Viettel tham gia thị trường này ở giai đoạn đầu tiên, trong khi có hơn 50 công ty hoạt động trong ngành. Về mặt sản xuất, Việt Nam hiện đã có nhà máy đóng gói và kiểm thử của một số tập đoàn lớn như Intel hay Amkor, nhưng vẫn chưa có bất kỳ nhà máy chế tạo chip nào (fab).
Mô hình được các công ty Việt như Viettel High Tech, FPT Semiconductor lựa chọn là fabless, nghĩa là chỉ thiết kế sản phẩm và bán hàng, không xây dựng nhà máy chế tạo. Ví dụ, quy trình chế tạo chip của FPT được đặt hàng tại Hàn Quốc, còn đóng gói và kiểm thử ở Đài Loan.
Xem thêm: Tin tức công nghệ tổng hợp
Cần sự hỗ trợ của nhà nước
“Fabless là lựa chọn phù hợp với doanh nghiệp, nhưng trên bình diện quốc gia, chúng ta vẫn cần nhà máy chế tạo nếu muốn tạo ra đột phá thật sự”, GS.TS Đặng Mậu Chiến, Chủ tịch Hội đồng Viện Công nghệ Nano, nhận định.
Các nước có vị thế trên bản đồ công nghiệp bán dẫn không chỉ dừng ở thiết kế chip, mà đều làm chủ cả ba công đoạn. Ngoài ra, việc phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà máy chế tạo chip của nước ngoài sẽ dẫn đến rủi ro bảo mật, đặc biệt với sản phẩm vi mạch dùng trong lĩnh vực an ninh quốc phòng.
Riêng ở Đông Nam Á, hai công đoạn thiết kế và đóng gói có đến 5 nước tham gia, bao gồm Việt Nam. Nhưng chỉ Singapore và Malaysia có nhà máy chế tạo, theo thống kê của hãng tư vấn Ernst & Young.
Theo đuổi mô hình fabless, nhưng lãnh đạo FPT Semiconductor cũng nhận định Việt Nam cần hệ sinh thái hoàn chỉnh nếu muốn đưa bán dẫn thành ngành công nghiệp quốc gia.
"Chúng tôi mong một ngày chip của mình sẽ được chế tạo ngay trong nước để giảm chi phí", ông Quang nói.
Đây cũng là mục tiêu dài hạn của nhà quản lý: đưa Việt Nam trở thành mắt xích quan trọng trong hệ sinh thái công nghiệp vi mạch bán dẫn với đầy đủ các hoạt động thiết kế, sản xuất, đóng gói và kiểm thử, chế tạo thiết bị vào năm 2040.
Trong đó, nhà máy chế tạo là công đoạn tốn kém nhất trong ngành bán dẫn. Vốn ban đầu ước tính lên tới hàng tỷ USD cho hệ thống phòng sạch, máy móc thiết bị.
Tuy nhiên, theo GS Chiến, đó là con số để sản xuất những dòng chip tiên tiến trong thiết bị di động, máy tính. Các loại chip đơn giản chỉ cần từ vài chục đến vài trăm triệu USD. Ông dẫn chứng 20 năm qua, Viện Công nghệ Nano được đầu tư khoảng 200 tỷ đồng (hơn 8 triệu USD), vẫn chế tạo được một số chip cơ bản với 5-6 lớp mặt nạ quang khắc - bước quan trọng trong quy trình sản xuất quyết định độ phức tạp của chip. Còn trên thị trường, nhiều dòng chip phổ thông cần 25-35 lớp.
"Nếu có máy móc, thiết bị chính xác đắt tiền, chúng ta hoàn toàn đủ sức chế tạo các chip tinh vi hơn. Quy trình cơ bản như nhau, ai nắm được các bước cốt lõi sẽ dần làm được sản phẩm phức tạp", GS Chiến nói. Ông lấy ví dụ nhiều kỹ sư sau thời gian thực hành quy trình chế tạo chip tại viện có thể dễ dàng ra nước ngoài làm việc cho các tập đoàn lớn với mức lương rất cao.
Nhưng không chỉ vốn và con người, thị trường mới là trở ngại lớn nhất nếu muốn phát triển ngành chip trong nước, theo PGS Phan Thanh Bình.
Nếu chỉ nhắm vào các loại chip phổ thông vừa sức, Việt Nam sẽ phải cạnh tranh về giá so với sản phẩm của các nước đi trước như Trung Quốc. Trường hợp của ICDREC là ví dụ điển hình.
Ông cho rằng bốn yếu tố để thành công trong ngành công nghệ cao này gồm: đại học nghiên cứu, doanh nghiệp hiểu thị trường sẵn sàng đầu tư, chuyên gia có kinh nghiệm thực tế hỗ trợ, và đặc biệt là nhà nước điều phối.
“Sản xuất chip phải là số lượng lớn, nhà máy hoạt động 24/24. Câu hỏi là ai sẽ tiêu thụ sản phẩm, chính sách có sẵn sàng hỗ trợ cho lĩnh vực mới mẻ này hay không?”, ông đặt vấn đề.
Khách hàng của ngành chip là doanh nghiệp sản xuất hàng điện tử. Trong khi đó, số doanh nghiệp Việt có chỗ đứng trong lĩnh vực này rất ít ỏi. 99% doanh số xuất khẩu sản phẩm điện tử mỗi năm thuộc khu vực có vốn đầu tư nước ngoài (FDI), theo Tổng cục Hải quan.
Thạc sĩ Nguyễn Phúc Vinh, chuyên gia vi mạch bán dẫn, đồng quan điểm lĩnh vực này cần bàn tay điều tiết của nhà nước để phát triển. Chính phủ có mục tiêu chuyển đổi số ở mọi lĩnh vực, đồng nghĩa nhu cầu thiết bị điện tử, tin học, IoT sẽ rất lớn. Nếu nhà nước đặt hàng trực tiếp hoặc tạo hàng rào kỹ thuật với yêu cầu bảo mật cao, ưu tiên hàng nội địa, đội ngũ kỹ sư Việt đủ khả năng tự chủ thiết kế, tiến đến sản xuất chip cho sản phẩm viễn thông, modem wifi, camera…
"Những thiết bị liên quan trực tiếp đến dữ liệu của người dân nên ưu tiên sử dụng chip Việt. Đó chính là cách bảo vệ an ninh quốc gia trên không gian số", ông Vinh nói.
Hai mươi năm chưa phải là quãng thời gian dài để Việt Nam có chỗ đứng trong ngành công nghệ cao đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối như chip bán dẫn. Nhưng theo ông Nguyễn Vinh Quang, đây là thời điểm hội đủ ba yếu tố thiên thời - địa lợi - nhân hòa cho tham vọng chip Việt. Để giải bài toán “khát” chip toàn cầu, nhiều nước dẫn đầu về công nghệ bán dẫn như Mỹ, Nhật muốn hỗ trợ Việt Nam gia nhập thị trường này, và đây cũng là định hướng trong tương lai của quốc gia.
“Thế hệ chúng tôi đã nuôi ước mơ chip make in Vietnam ngay từ ngày đầu vào nghề. Nhưng một vài đốm lửa ngày đó không thể làm nên chuyện. Còn bây giờ, đó là ngọn lửa của cả quốc gia”, ông Quang nói.
Nguồn: VNExpress