Ngành công nghiệp bán dẫn: Cơ hội và tương lai cho Việt Nam? (Kỳ 2)

b) Với Việt Nam

Chúng ta thấy sự lo lắng của nước Đức, nền kinh tế mạnh nhất châu Âu, đối với sự phát triển của công nghiệp bán dẫn ở nước họ. Vậy với một Việt Nam còn đang khá lạc hậu thì sao nhỉ ? Tại Hội nghị cấp cao Việt Nam – Mỹ về đầu tư và đổi mới sáng tạo ngày 11/9, Thủ tướng Phạm Minh Chính cũng đề xuất một số tập đoàn như Intel, Amkor, Marvell phát triển hệ sinh thái và tiến tới cùng đối tác Việt Nam hợp tác nghiên cứu phát triển, thiết kế sản phẩm bán dẫn.

Trong tuyên bố chung về quan hệ Đối tác Chiến lược Toàn diện Việt – Mỹ hôm đó, hai bên ghi nhận tiềm năng của Việt Nam trong việc trở thành quốc gia chủ chốt trong ngành công nghiệp bán dẫn, đồng thời “ủng hộ sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái bán dẫn tại Việt Nam”. Tuyên bố nhắc đến kế hoạch khởi động các sáng kiến phát triển nguồn nhân lực bán dẫn, trong đó Chính phủ Mỹ sẽ cấp khoản tài trợ gieo mầm ban đầu trị giá 2 triệu USD, cùng với các khoản hỗ trợ từ Chính phủ Việt Nam và khu vực tư nhân trong tương lai.

Ngày 11/9, Chính phủ Việt Nam đưa ra yêu cầu trên tại Nghị quyết phiên họp thường kỳ tháng tám. Các phòng thí nghiệm công nghệ bán dẫn có thể được giao cho đại học, viện nghiên cứu vận hành. Thực ra, khoản tiền 2 triệu USD hứa hẹn không nhiều nhặn gì. Còn nhớ khoảng 15 năm trước, ta đã đầu tư hàng trăm triệu USD cho nhiều phòng thí nghiệm trọng điểm, trong đó có một phòng thí nghiệm trọng điểm liên quan tới công nghệ bán dẫn trị giá hơn 4 triệu USD tại Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam. Do nhiều lý do bất cập trong đầu tư cho nên đầu tư ở Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam thì lớn gấp đôi hỗ trợ từ Mỹ cho cả nước nhưng chẳng có tác dụng gì cả, kể cả đào tạo đội ngũ và bây giờ thì quên mất rồi.

Thực tế, Việt Nam đã quan tâm và có những bước đi khá căn bản về bán dẫn từ những năm đầu thập kỷ 60 thế kỷ trước. Lúc đó, tại bộ môn vật lý chất rắn của trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, giáo sư Đàm Trung Đồn là người đầu tiên xây dựng tổ chuyên môn vật lý bán dẫn và bắt đầu các nghiên cứu về linh kiện bán dẫn Germanium (với mẫu Ge do chuyên gia Liên Xô giúp). Lứa cán bộ khoa học đầu tiên về bán dẫn đã được đào tạo từ đây, ra trường vào quãng 1962-1964. Một số sau đó được tiếp tục đào tạo mức cao hơn ở Liên Xô, Đức, Tiệp Khắc, Hungary và hàng trăm sinh viên sang đó học tập ngành này.

Sau 1973, Mỹ ngừng ném bom miền Bắc, một phòng thí nghiệm (với thiết bị của phe xã hội chủ nghĩa) khá đồng bộ về bán dẫn đã được xây dựng tại Viện Vật lý và đã chế tạo ra hàng loạt Transistor Silicon bằng công nghệ Planar-Epitaxi hiện đại nhất lúc bấy giờ ở quy mô phòng thí nghiệm. Sau đó, quân đội cũng nhảy vào lĩnh vực bán dẫn, với sự dồn sức đầu tư khá lớn của nhà nước, dùng thiết bị của Pháp và Tây Âu. Trên cơ sở đó nhà máy bán dẫn Z181 đã được thành lập vào năm 1979. Những người trong ngành coi đây là khởi đầu của lĩnh vực công nghiệp bán dẫn Việt Nam. Nên nhớ rằng Samsung đã nhảy vào lĩnh vực bán dẫn năm 1974, và chế ra Transistor bằng Silicon đầu tiên cùng thời với Viện Vật lý và lập nhà máy chỉ trước Z181 có năm năm, lúc đó Hàn Quốc còn rất nghèo. Tuy nhiên, khi nhà máy Z181 dừng sản xuất đầu những năm 1990, công nghiệp bán dẫn của Việt Nam coi như lụi tàn. Còn Hàn Quốc với Samsung làm đầu tàu đã trở thành cường quốc về công nghiệp bán dẫn trên thế giới. Lý do vì sao thì ai cũng biết. Khoảng vài năm gần đây, tại Việt Nam đã có dấu hiệu muốn khôi phục trở lại ngành này. Đã xuất hiện vài nhóm ở TP.HCM và Hà Nội, cả tư nhân và nhà nước, khởi động vài công việc nghiên cứu thiết kế chip, nhưng kết quả chủ yếu là để quảng bá, thu hút tài trợ của nhà nước và nhà đầu tư, thực tế không mấy sáng sủa, nói nhiều hơn làm. Tất nhiên có đóng góp chút ít về đào tạo nhân lực nhưng rất khiêm tốn. Điểm sáng duy nhất là nhà máy OSAT, một FDI của Intel ở TP.HCM. Nhà máy đóng gói và kiểm định của Intel tại TP. HCM đã xuất xưởng hơn ba tỷ chip. Hệ sinh thái doanh nghiệp nằm trong chuỗi cung ứng của nhà máy Intel cũng từng bước được hình thành. Dù biết rằng giá trị công đoạn OSAT chỉ chiếm 6% giá trị của sản phẩm bán dẫn, chúng ta không nên đánh giá thấp vai trò của việc đóng gói và kiểm định. Khi so sánh với thế hệ trước, quá trình sản xuất vi xử lý mới phức tạp hơn rất nhiều. Nay đã đến lúc nghĩ đến tham gia vào Thiết kế và Chế tạo chiếm đến hơn 90% giá trị sản phẩm. Tự Việt Nam thì chắc chưa thể nào làm được nhất là lĩnh vực chế tạo (FAB), dù có nhiều tiền và nhiều người đến mấy. (Chắc là không thể làm được như chế tạo ô tô của Vinfast). Vì vậy thì phải tìm mọi cách để có được nhà đầu tư FDI trong hai lĩnh vực này. Nếu người Việt Nam chịu khó học hỏi và nhà đầu tư FDI có thiện chí lan tỏa thì hy vọng sau độ chục năm, người Việt có thể thay thế trên 50% chuyên gia quốc tế.

Ngay bây giờ Việt Nam cũng nên mạnh dạn tự bước vào lĩnh vực thiết kế, xây dựng các công ty FABLESS để học hỏi, đào tạo đội ngũ. Thật khó để tính xem đội ngũ này cần có những gì để có hướng đào tạo. Tuy vậy, chúng ta thử phân tích một ví dụ cụ thể đã thành công của người đi trước. Năm 2021, đại Công ty IBM đã công bố khá chi tiết việc ra đời một chip dành cho Trí tuệ nhân tạo (AI) mà theo đánh giá của Forbes thì đây là một thành quả mở đường cho công nghệ AI phát triển rộng rãi²: A 7-nm Four-Core Mixed-Precision AI Chip With 26.2-TFLOPS Hybrid-FP8 Training, 104.9-TOPS INT4 Inference, and Workload-Aware Throttling. Con chip này chứa khoảng 2 tỷ transistors, diện tích 600mm². Đầu não để thiết kế nên con chip này gồm 43 tác giả (nên biết, thường mỗi tác giả này trung bình có ~ 5 đệ tử). Nhóm tác giả là một tập hợp nhà khoa học Mỹ có gốc quốc tế: Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật, Hàn, Việt Nam, Trung Quốc, Đài Loan, Ấn Độ… Trong 43 người thì có 30 tiến sĩ, 13 thạc sĩ với các chuyên môn khác nhau: 5 vật lý, 2 toán, 1 hóa, 1 khoa học vật liệu, 1 cơ khí, 33 tác giả còn lại là thuộc các ngành kỹ thuật điện, điện tử, khoa học máy tính. Cũng nên biết rằng số tiến sĩ được các đại công ty tuyển dụng là loại đặc biệt, tài năng thực sự, làm ra kết quả thật cho công ty, vì họ thường được trả lương gấp 3-5 lần các tiến sĩ khác không làm trong các công ty công nghệ cao (có người chắc là dựa trên thực tế ở Mỹ, không phải ở Việt Nam đâu, phỏng đoán trong hàng trăm tiến sĩ, không tính tiến sĩ lĩnh vực khoa học xã hội và nhân văn, may ra có một tiến sĩ thuộc loại đó. May sao Việt Nam cũng có một tiến sĩ loại đó trong nhóm bộ não này, vốn được đào tạo kỹ sư và thạc sĩ tại ĐHBK Hà Nội). Nói là thiết kế nhưng không phải như thiết kế đường sá, nhà cửa, Thiết kế bán dẫn FABLESS phải chi phí rất lớn. (Xem hình 3). Một con chíp như ví dụ trên cũng mất năm, sáu năm, tiêu tốn cỡ 300 triệu USD. Trong đó chỉ riêng cho nhân lực khoảng 150 triệu USD. Không hề ngạc nhiên vì lương trung bình của một nhà thiết kế chip gấp ba, bốn lần lương Tổng thống Mỹ (khoảng 200.000 USD/năm) là chuyện bình thường.

Qua thí dụ trên đây, chúng ta có thể mường tượng Việt Nam nên đào tạo nhân lực cho ngành thiết kế chip như thế nào. Không có một ngành công nghệ cao nào lại phụ thuộc nhiều vào những con người sáng tạo trình độ cao như ngành bán dẫn. Nếu chỉ trả lương cho nhà thiết kế Việt Nam bằng lương Tổng thống Mỹ, và nhân lực Việt thay thế được khoảng 1/2 nhân lực ngoại thì thiết kế mỗi con chip thế hệ 7nm ước tiết kiệm được khoảng 50 triệu USD. Một con số không nhỏ! Nhân lực thiết kế chip phải là những bộ óc tài năng từ nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau, với một điều kiện bắt buộc là sử dụng thành thạo công nghệ thông tin như là một công cụ. Vì vậy, thật kỳ lạ khi có trường đại học Việt Nam tuyên bố sẽ mở ngành đào tạo sinh viên thiết kế chip. Cho đến nay trên thế giới chẳng có đâu có thể mở được một ngành đào tạo như vậy.

Tuy nhiên cũng đừng ngại, vì cũng có những thứ rẻ hơn và dễ thực hiện hơn mà các công ty vừa và nhỏ có thể khởi sự, ví dụ thiết kế chip ở thế hệ cũ trên 28nm chẳng hạn, tạo ra những con chip chuyên dụng (ASIC’s) hay dùng FPGA để tạo chip logic bằng phần mềm. Đầu tư dưới chục triệu USD cùng vài chục nhân sự là khởi nghiệp được, và không loại trừ sẽ phát triển thành nhà cung cấp một số chip cho ô tô, vũ khí, y tế và thiết bị dân dụng. Các công ty châu Âu, Trung Quốc và Nga hiện cũng đa phần thuộc loại này.

Còn nhớ năm 1987, tôi có cơ hội làm việc ở Ford Research Lab ở Detroit (Michigan, Mỹ). Ông giám đốc dẫn tôi xem dây chuyền sản xuất linh kiện bán dẫn dùng cho ô tô của hãng, hiện đại còn hơn của Nhật nhiều. Tôi có hỏi ông rằng “Cơ sở của ông hiện đại thế này, mà sao tôi thấy các linh kiện bán dẫn trên xe của các ông lại hầu hết của Nhật Bản?”. Ông cười trả lời: “Chúng tôi có đầy đủ tất cả từ thiết bị đến kỹ sư, công nhân, nhưng chúng tôi tạm thời chưa mua được một người đủ giỏi (ý nói là một tổng công trình sư) để làm ra sản phẩm tốt, rẻ, chạy ổn định bất kể là ở Sahara hay Nam cực, đủ cạnh tranh với Nhật”. Vâng, con người đủ tài năng và phẩm chất là quan trọng nhất. Tài năng như thông minh, học hỏi nhanh, sáng tạo tốt… thì Việt Nam còn có thể đào tạo, trong trăm người có được một vài người là tốt rồi, nhưng phẩm chất và thái độ đối với công việc để con người Việt Nam có thể trở thành một nhà thiết kế chip tốt e hơi khó. Về điểm này thì qua trải nghiệm bản thân tôi thấy người Việt thua kém người Nhật, Hàn, Đài Loan, Đức, Trung Quốc…

Viêc Chính phủ Mỹ tài trợ ươm mầm hai triệu USD cùng sự đầu tư của Chính phủ Việt Nam giúp xây dựng một số Phòng thí nghiệm Bán dẫn là một tin mừng cho giới công nghệ bán dẫn, vì đào tạo nhân lực và R&D là tối cần thiết cho ngành công nghiệp này. Theo tôi, các phòng thí nghiệm này nên giao cho các đại hoc công và tư có thực chất về chuyên môn và đào tạo. Ở trong Nam thì tôi không biết rõ, nhưng ở miền Bắc theo tôi nên giao cho Đại học Bách khoa HN (công) và ĐH Phenikaa (tư). Còn các đại học như FPT hay VinUni thì chắc là sẽ tự đầu tư nếu họ thấy cần thiết. □
—–
Chú thích
¹8798/synopsysai-aipowered-eda-suite-accelerates-chip-design-and-cuts-costs-#
²https://ieeexplore.ieee.org/document/9610618/authors#authors