Hiện thực hoá giấc mơ chip bán dẫn "Make in Vietnam"

Từ những thiết bị diode, transistor tại nhà máy Z181 trong thập niên 70 thế kỷ trước, Việt Nam đang tiến những bước vững chắc cho tham vọng chip bán dẫn "Make in Vietnam".

Chip bán dẫn quan trọng hơn dầu mỏ

Ra đời vào những năm 60 của thế kỷ trước, ngành bán dẫn mất 40 năm để đạt doanh số 230 tỷ USD (năm 2000), mất 20 năm để đạt doanh số 500 tỷ USD (2020), và dự báo chỉ mất có 10 năm để đạt doanh số 1.000 tỷ USD (năm 2030). Nếu dự báo trở thành hiện thực, ngành bán dẫn sẽ đạt doanh số cao gấp đôi với thời gian giảm đi một nửa.

Điều này cho thấy, thị trường bán dẫn phát triển vô cùng nhanh và không ngừng mở rộng ở phạm vi toàn cầu.

Lý giải cho sự phát triển bùng nổ này, PGS. TS Nguyễn Đức Minh, Trưởng khoa Điện tử phụ trách phòng thí nghiệm Thiết kế vi mạch (Đại học Bách Khoa Hà Nội) cho biết động lực chính cho sự bùng nổ chip bán dẫn thời gian qua đến từ trí tuệ nhân tạo với các chip tính toán tốc độ cao, thiết kế chuyên dụng cho AI. Cùng với đó là chip dành cho xe hơi (xe tự lái, xe điện), chip quản lý nguồn năng lượng.

"Chip bán dẫn được đặc biệt quan tâm từ những tác động từ đại dịch COVID-19 khi mà các quốc gia, tập đoàn… nhận thấy rằng nó vô cùng quan trọng song chuỗi cung ứng lại quá dễ dàng bị tổn thương", ông Minh nói.

Trong khi đó, Tổng giám đốc CoAsia Semi Nguyễn Thanh Yên đánh giá, chip, linh kiện bán dẫn xuất hiện trong hầu hết mọi sản phẩm của con người, phổ biến đến mức con người nhiều khi không ý thức được sự hiện diện của nó ở xung quanh mình. Rất khó để tìm ra một thiết bị sử dụng điện hiện nay mà không có chip và linh kiện bán dẫn. Như ở Trung Quốc, chip được xem trọng hơn dầu mỏ, dẫn chứng là nhập khẩu chip vi mạch bán dẫn ở nước này đã vượt qua giá trị nhập khẩu dầu.

"Thế giới đang bước vào thời kỳ phát triển mới, trong đó "tài nguyên số" có vai trò quyết định trong hầu hết mọi lĩnh vực. Chip bán dẫn là thành phần cơ bản, cốt lõi không thể thiếu trong việc tạo ra và khai thác "mỏ tài nguyên số" vô cùng vô tận này", ông Nguyễn Thanh Yên cho biết.

"Miếng bánh" khó nhằn

Dù tiềm năng doanh số, thị trường là vô cùng lớn, song để phát triển chip bán dẫn và thu lợi từ sản phẩm này giống câu chuyện tìm lời giải cho một "bài toán" nâng cao.

PGS. TS Nguyễn Đức Minh cho biết quy trình sản xuất chip bán dẫn gồm 4 giai đoạn: Thiết kế, chế tạo, kiểm thử và đóng gói.

"Sản xuất chip bán dẫn xuất phát từ khâu thiết kế, giống như kiến trúc sư làm ra một bản vẽ. Sau đấy là bước chế tạo, để chế tạo một con chip giống như việc in mạch điện lên trên phiến bán dẫn. Khi sản xuất, sẽ in hàng tỷ linh kiện điện tử kích thước siêu nhỏ (nanomet) lên trên một tấm nền silicon.

Sau đó là kiểm thử, lập trình để mỗi con chip thực hiện một nhiệm vụ nhất định. Cuối cùng là đóng gói, trên phiến bán dẫn silicon có hàng trăm con chip cần cắt ra đóng vào một vỏ bằng nhựa", ông Minh thông tin.

"Chuỗi công nghiệp bán dẫn là một chuỗi vô cùng chặt chẽ với công nghệ gần như ở mức cao nhất. Một nhà máy chip bán dẫn có đầu tư và công nghệ cao hơn một nhà máy điện hạt nhân. Mức độ phức tạp và công nghệ hoàn thiện không kém gì sản xuất tàu vũ trụ", PGS. TS Nguyễn Đức Minh đánh giá.

Chi tiết về độ phức tạp cũng như thách thức trong ngành chip bán dẫn, chuyên gia của Đại học Bách khoa Hà Nội thông tin, một nhà máy sản xuất phiến bán dẫn tiêu thụ khoảng 40 triệu lít nước mỗi ngày (40.000 m3) - tương đương với lượng nước tiêu thụ của 120.000 người. Trong số đó, có tới 76% là nước đã qua xử lý đạt tiêu chuẩn siêu sạch.

Bên cạnh đó, năm 2021, toàn ngành công nghiệp sản xuất bán dẫn tiêu thụ tới 149 tỷ kWh điện - tương đương với lượng điện tiêu thụ của 25 triệu người 1 năm. Một nhà máy sẽ cần tiêu thụ khoảng 4 tỷ kWh điện và 30 triệu m3 nước siêu sạch mỗi năm, trong khi sản lượng điện của Nhà máy thủy điện Hòa Bình là 9-10 tỷ kWh mỗi năm...

Theo ông Minh, doanh thu ngành chip bán dẫn hiện khoảng 590 tỷ USD. Tại đây, Mỹ nắm chủ yếu ở phần mềm thiết kế và phần thiết kế chip. Đài Loan (Trung Quốc), Hàn Quốc cung cấp chủ yếu phần sản xuất. Phần đóng gói ở một số nước Đông Nam Á, Trung Quốc... Các nước châu Âu, Nhật Bản cung cấp nguyên vật liệu. Đặc biệt ở Hà Lan có công ty ASML cung cấp máy quang khắc.

"Phát triển bán dẫn là bài toán tính bằng hàng triệu, chục triệu, thậm chí trăm triệu con chip. Đây không chỉ là bài toán của chuỗi bán dẫn, nó là bài toán của trình độ công nghệ, trình độ quản lý rất cao với vốn đầu và thị trường vô cùng lớn", ông Minh cho biết.

Tham vọng chip bán dẫn hơn 4 thập kỷ

Nói về ngành bán dẫn Việt Nam, ông Võ Xuân Hoài – Phó Giám đốc Trung tâm đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) cho biết, chỉ 4 năm sau ngày thống nhất (năm 1979), nhà máy bán dẫn của Việt Nam (Z181) được thành lập, bắt đầu thực hiện các hợp đồng sản xuất, xuất khẩu diode, transistor. Trong gần 10 năm hoạt động ban đầu, góp phần đánh dấu và đặt nền móng cho lĩnh vực thiết kế chế tạo vi mạch Việt Nam.

Năm 2005, trung tâm ICDREC thuộc Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh được thành lập đã đào tạo được đội ngũ hàng trăm kỹ sư thiết kế chip và đã thiết kế thành công một số chip vi mạch mang thương hiệu Việt Nam.

"Năm 2006, Intel xây dựng nhà máy đóng gói, kiểm thử tại TP Hồ Chí Minh, đánh dấu bước ngoặt đưa Việt Nam tham gia chính thức vào chuỗi cung ứng toàn cầu", ông Võ Xuân Hoài cho biết.

Đến nay, Việt Nam đang từng bước tham gia sâu hơn vào những công đoạn bán dẫn đã có nền tảng là thiết kế và kiểm thử, đóng gói vi mạch. Cụ thể, Việt Nam hiện đã có hơn 60 doanh nghiệp thiết kế vi mạch với lực lượng kỹ sư ước tính khoảng 7.000 người. Công đoạn đóng gói kiểm thử vi mạch và sản xuất thiết bị, vật liệu bán dẫn có khoảng 15 doanh nghiệp, với khoảng 6.000 kỹ sư, chưa bao gồm hơn 10.000 kỹ thuật viên.

Bên cạnh đó, Việt Nam đã bắt đầu tham gia vào các công đoạn có giá trị gia tăng cao như sản xuất thiết bị, vật liệu và linh kiện bán dẫn, đã có những đĩa wafer bán dẫn lần đầu tiên được sản xuất tại Việt Nam bởi Tập đoàn Coherent.

Hiện nay có khoảng 10 doanh nghiệp Việt Nam đang hoạt động trong lĩnh vực bán dẫn, chủ yếu tập trung trong lĩnh vực thiết kế vi mạch, tiêu biểu như Viettel, FPT với quy mô hàng trăm kỹ sư cùng một số startup quy mô nhỏ như InfraSen, VnChip, Wavelet, Hyphen Deux, Gasa.

Trong lĩnh vực đóng gói kiểm thử, CT Semiconductor đã khởi công giai đoạn hai nhà máy đóng gói chip bán dẫn vào ngày 30/4/2025 và dự kiến vận hành trong Quý IV/2025. Đặc biệt, Việt Nam đang hướng tới một số mục tiêu lớn cụ thể như sẽ có nhà máy sản xuất chip đầu tiên do Viettel chủ trì và thu hút đóng gói tiên tiến từ một số doanh nghiệp dẫn đầu như Samsung.

"Đi từng bước, chọn ngách phù hợp"

Dù đã có những bước tiến lớn song theo nhiều chuyên gia, Việt Nam chưa có ngành công nghiệp bán dẫn nội địa và hiện còn một khoảng cách khá xa với những quốc gia hàng đầu trong lĩnh vực này như: Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản…

Nói về chiến lược phát triển, Phó Giám đốc NIC Võ Xuân Hoài nhấn mạnh, yếu tố then chốt, quyết định thành công của việc phát triển bán dẫn tại Việt Nam là cần phát triển nguồn nhân lực và hệ sinh thái ngành công nghiệp bán dẫn.

"Yếu tố con người là quan trọng nhất để bảo đảm sự tham gia bền vững và chủ động của Việt Nam trong ngành công nghiệp bán dẫn", ông Hoài khẳng định,

Đồng thời, phải chú trọng phát triển hệ sinh thái và chuỗi cung ứng bán dẫn trong nước, tạo điều kiện để các doanh nghiệp nội địa tham gia tích cực và chủ động vào chuỗi giá trị toàn cầu, qua đó hình thành nền tảng vững chắc cho sự phát triển dài hạn của ngành.

"Với chiến lược 'đi từng bước, chọn ngách phù hợp' ngành bán dẫn Việt Nam cần tập trung vào: Đầu tư chiến lược cho nguồn nhân lực; tập trung mạnh vào thiết kế vi mạch; củng cố, nâng cao năng lực đóng gói - kiểm thử; thu hút đầu tư, liên kết chuỗi giá trị toàn cầu; đầu tư chọn lọc vào sản xuất chip", ông Võ Xuân Hoài cho biết.

Trong khi đó, PGS. TS Nguyễn Đức Minh cho rằng, ngành bán dẫn Việt Nam cần chọn đúng và chọn đủ, tránh quan điểm cần phải làm tất cả mọi khâu, cần tập trung vào một số mũi nhọn. Cụ thể trong 10 năm tới, Việt Nam nên tập trung vào khâu thiết kế, hình thành các trung tâm nghiên cứu phát triển, thiết kế vi mạch với vốn đầu tư trong và ngoài nước.

Ngoài ra, Việt Nam có thể phát triển các loại chip sử dụng công nghệ cũ hơn như cảm biến, điều khiển đèn LED với nhu cầu thị trường lớn, hoặc các chip về bảo mật, mã hóa bảo đảm an toàn an ninh thông tin trong lĩnh vực an ninh quốc phòng cũng có thể cần được quan tâm đầu tư.

Cùng quan điểm, Tổng giám đốc CoAsia Semi Nguyễn Thanh Yên cho rằng, Việt Nam cần tìm ra một hướng đi riêng, phù hợp với điều kiện hiện có. Tại đây khâu thiết kế, Việt Nam đang có lợi thế lớn nhất.

"Hơn 20 năm qua, Việt Nam đã có được cho mình nguồn nhân lực hàng kỹ sư thiết kế chip, các kỹ sư Việt Nam đã dần chứng minh được năng lực trong công việc. Những năm gần đây, số lượng kỹ sư từ Việt Nam ra nước ngoài làm việc cho các công ty nằm trong top 15 các công ty vi mạch bán dẫn lớn nhất toàn cầu, gia tăng đáng kể. Hơn 10 năm trước, điều này là hiếm hoi", ông Yên cho biết.

Tổng Giám đốc CoAsia Semi cho rằng trong ngắn hạn, Việt Nam hoàn toàn có thể xác định là nơi cung cấp nhân lực kỹ sư bán dẫn không chỉ cho nhu cầu trong nước mà là cả khu vực và thế giới. Đây chính là cơ sở đảm bảo những điều kiện cần thiết có thể hình thành một số thương hiệu nội địa mạnh, giúp Việt Nam từng bước tự cường trong các giai đoạn tiếp theo.

"Việt Nam có vị trí địa lý rất đặc biệt. Nếu lấy Việt Nam là tâm và bán kính quay compa bằng 4 tiếng bay của máy bay thương mại thông thường thì diện tích vòng tròn đó đã bao quát một khu vực rất rộng lớn của châu Á. Điều rất quan trọng là khu vực đấy chính là khu vực chiếm tỷ trọng lớn của thị trường bán dẫn toàn cầu cũng như được xem là nơi sẽ định hình sự phát triển trong tương lai của lĩnh vực này", ông Yên nêu lợi thế của Việt Nam.