Chip bán dẫn chuyên dụng: Đi từ bài toán thực tế để làm chủ công nghệ

Từ bài toán cụ thể đến sản phẩm

Chip bán dẫn hiện diện trong hầu hết các thiết bị và hệ thống công nghệ hiện đại, nhưng không phải con chip nào cũng cần được sản xuất với quy mô lớn. Với những sản phẩm có yêu cầu riêng, chip chuyên dụng lại có lợi thế bởi được thiết kế để đáp ứng chính xác một bài toán.

Chẳng hạn, chip trí tuệ nhân tạo (AI) dùng cho camera tại biên phải xử lý hình ảnh nhanh, ít tiêu thụ điện và bảo vệ dữ liệu. Chip điều khiển thiết bị bay không người lái (UAV) hay robot phải đáp ứng yêu cầu thời gian thực, độ tin cậy cao. Chip công suất sử dụng vật liệu SiC hoặc GaN phải chịu được điện áp, nhiệt độ và chu kỳ tải khắc nghiệt. Chip bảo mật phải tạo được “gốc tin cậy” ngay từ phần cứng...

Đó cũng là lý do chip chuyên dụng được lựa chọn trong định hướng phát triển ngành bán dẫn của Việt Nam. Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 xác định công thức C = SET + 1, trong đó S là Specialized - chip chuyên dụng. Quyết định số 21/2026/QĐ-TTg tiếp tục xác định công nghệ chip bán dẫn và các sản phẩm chip chuyên dụng là nhóm công nghệ, sản phẩm chiến lược cần ưu tiên phát triển.

Theo ông Nguyễn Anh Tuấn, Giám đốc Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chip bán dẫn (Bộ Khoa học và Công nghệ), lựa chọn chip chuyên dụng không có nghĩa thu hẹp mục tiêu. Vấn đề là tập trung nguồn lực vào những nơi Việt Nam có nhu cầu thật, có thị trường, có đội ngũ thiết kế đang hình thành và có ngành công nghiệp điện tử đủ lớn để tạo ra sản phẩm cuối.

Những “đầu bài” có thể bắt đầu từ camera AI, thiết bị Internet vạn vật (IoT), lưới điện, trạm sạc, robot, UAV, viễn thông, y tế hay định danh số. Từ yêu cầu của sản phẩm, doanh nghiệp mới xác định kiến trúc chip, công nghệ chế tạo, phương án đóng gói, tiêu chuẩn đo kiểm và đường đi tới thị trường.

Cách tiếp cận này phù hợp với những gì Việt Nam đang có. Đội ngũ thiết kế chip đã hình thành; ngành điện tử có quy mô và thị trường trong nước hiện diện ở nhiều lĩnh vực như viễn thông, AI, ô tô điện, năng lượng và chuyển đổi số. Nếu phát triển được chip chuyên dụng, doanh nghiệp Việt Nam có thêm cơ hội nâng tỷ lệ giá trị tạo ra trong sản phẩm điện tử, đồng thời tiến sâu hơn vào các khâu thiết kế, xác minh, kiểm thử và tích hợp chip.

Tháo điểm nghẽn để chip đi được đến thị trường

Theo ông Nguyễn Anh Tuấn, doanh nghiệp phải bỏ chi phí cao để tiếp cận công cụ tự động hóa thiết kế điện tử (EDA) và thư viện sở hữu trí tuệ (IP). Mỗi lần sản xuất thử chip, hay còn gọi là tape-out, đều tốn kém và có rủi ro kỹ thuật. Với đơn hàng nhỏ, doanh nghiệp càng khó tiếp cận dịch vụ đóng gói, kiểm thử với chi phí hợp lý.

Sau khi có mẫu chip, bài toán vẫn chưa kết thúc. Chip phải được đưa vào bo mạch, hoàn thiện phần mềm, đánh giá độ tin cậy, chứng nhận rồi tích hợp vào sản phẩm. Trong khi đó, doanh nghiệp lại đứng trước một vòng luẩn quẩn: Chưa có khách hàng thì khó đầu tư; chưa có chip được kiểm chứng thì khách hàng khó đặt hàng.

Vì vậy, điều cần thiết không chỉ là hỗ trợ một doanh nghiệp thiết kế chip, mà là tạo được cả chuỗi từ nghiên cứu đến sản phẩm.

Theo định hướng của Bộ Khoa học và Công nghệ, danh mục khoảng 20 nhóm chip chuyên dụng được Nhà nước ưu tiên đặt hàng sẽ tập trung vào những lĩnh vực như: AI, điện toán biên, viễn thông thế hệ mới, cảm biến, IoT, điện tử công suất và bảo mật phần cứng. Mục tiêu trước hết là tạo tín hiệu thị trường để doanh nghiệp biết nên nghiên cứu và đầu tư vào đâu.

Cùng với đó là cơ chế hỗ trợ xuyên suốt từ nghiên cứu, thiết kế, sản xuất thử đến đo kiểm và đánh giá chip. Cách làm được đặt ra là chia sẻ rủi ro với doanh nghiệp ở giai đoạn đầu, nhưng quản lý bằng những kết quả kỹ thuật cụ thể.

Thị trường cũng cần được kéo vào sớm hơn. Các dự án đầu tư công, chuyển đổi số, phát triển hạ tầng và sản phẩm công nghệ chiến lược có thể trở thành nơi sử dụng những con chip do Việt Nam thiết kế. Tuy nhiên, việc đặt hàng phải đi cùng tiêu chuẩn, phòng thử nghiệm, chứng nhận và đánh giá độ tin cậy, để sản phẩm cạnh tranh bằng chất lượng chứ không phải nhờ một thị trường khép kín.

Ở phía doanh nghiệp, Tập đoàn Geleximco được xác định là một trong những thị trường có thể tạo đầu ra cho chip chuyên dụng Việt Nam, với các lĩnh vực như ô tô, xe máy điện và những dự án hạ tầng, công nghiệp của tập đoàn. Tập đoàn Geleximco đang xúc tiến đầu tư nhà máy sản xuất chip tại Hưng Yên và cam kết ưu tiên thử nghiệm, tích hợp vi mạch điều khiển, cảm biến và chip công suất do kỹ sư Việt Nam thiết kế vào các dòng xe điện và hệ sinh thái công nghiệp của tập đoàn. Đây chính là cách tạo ra “khách hàng đầu tiên” cho chip Việt Nam.

Một mắt xích khác là hợp tác quốc tế. Bà An Chen, Phó Chủ tịch phụ trách Công nghệ và R&D của Qualcomm, cho biết tập đoàn đang mở rộng các Trung tâm nghiên cứu và phát triển (R&D) tại Việt Nam, kết hợp AI, bán dẫn, phần mềm và kỹ thuật hệ thống. Qualcomm hướng tới đào tạo nguồn nhân lực Việt Nam làm chủ chu trình thiết kế vi mạch từ Front-end (kiến trúc, logic) đến Back-end (bố trí vật lý, tape-out), hướng tới năng lực tự thiết kế các dòng hệ thống trên chip (SoC) phức tạp.

Cùng với doanh nghiệp và đối tác quốc tế, Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chip bán dẫn được định hướng cung cấp hạ tầng dùng chung về công cụ thiết kế, thư viện IP, phòng thí nghiệm, sản xuất thử, đo kiểm; đồng thời kết nối doanh nghiệp thiết kế với doanh nghiệp có sản phẩm cuối.

Điểm quan trọng là phải xác định nơi sử dụng ngay từ đầu. Theo ông Nguyễn Anh Tuấn, mỗi nhiệm vụ hỗ trợ cần có chủ thể sử dụng rõ ràng, tiêu chí kỹ thuật đo được, kế hoạch thử nghiệm và hướng đi tới thị trường. Bởi một con chip chỉ thực sự có ý nghĩa khi được đưa vào thiết bị, vận hành trong điều kiện thực tế và tạo ra giá trị cho người sử dụng.

Với chip chuyên dụng, bài toán của Việt Nam vì thế không chỉ là thiết kế được chip, mà là làm sao đưa chip từ bản thiết kế đến sản phẩm. Làm chủ những khâu quyết định, đồng thời biết khâu nào cần hợp tác quốc tế, sẽ là cách để Việt Nam từng bước nâng năng lực nội sinh và tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị bán dẫn.