Hướng đi cho bán dẫn Việt Nam

Báo Nhân Dân có cuộc trao đổi với ông Nguyễn Anh Tuấn, Giám đốc Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chip bán dẫn (Trung tâm), Bộ Khoa học và Công nghệ; Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú, Viện trưởng Viện Công nghệ Thông tin (Đại học Quốc gia Hà Nội); Tiến sĩ Đặng Minh Tuấn, Phó Chủ tịch cấp cao Tập đoàn Công nghệ CMC, Viện trưởng Viện Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ CMC.

Chọn sản phẩm gắn với nhu cầu thị trường

Phóng viên: Trong 5-10 năm tới, Việt Nam nên ưu tiên những sản phẩm chip nào? Theo các chuyên gia, những tiêu chí nào cần được cân nhắc để tập trung nguồn lực?

Ông Nguyễn Anh Tuấn: Cần xuất phát từ bài toán thực tế của doanh nghiệp sử dụng và khả năng làm chủ sản phẩm. Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã xác định chip chuyên dụng là hướng đi ưu tiên hàng đầu.

Bộ Khoa học và Công nghệ đã phối hợp các bộ, ngành, doanh nghiệp, viện, trường và chuyên gia xây dựng Danh mục chip chuyên dụng được Nhà nước ưu tiên đặt hàng nghiên cứu, phát triển và sản xuất, gồm khoảng 20 nhóm chip nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển năng lực công nghệ, phát triển kinh tế và bảo đảm an ninh quốc gia.

Mỗi dự án sẽ được đánh giá theo năm tiêu chí: Nhu cầu và khách hàng cụ thể; đóng góp cho sản phẩm chiến lược, tự chủ công nghệ; năng lực nhóm thiết kế và quyền sử dụng hợp pháp các khối sở hữu trí tuệ (IP); khả năng chế tạo, đóng gói, kiểm thử; phương án tài chính và thương mại hóa. Dự án cần có chỉ tiêu kỹ thuật định lượng, giá thành mục tiêu và cam kết thử nghiệm của bên sử dụng.

Theo tôi, nên ưu tiên vi điều khiển, chip IoT bảo mật cho thiết bị công nghiệp và đo lường; chip quản lý nguồn, quản lý pin cho năng lượng tái tạo và phương tiện giao thông điện; chip xử lý hình ảnh, AI tại biên cho camera, thiết bị thông minh; chip bảo mật, xử lý tín hiệu cho hạ tầng số, viễn thông.

Trước mắt, nên tập trung vào 1-3 sản phẩm đã có khách hàng cùng xây dựng yêu cầu kỹ thuật và thử nghiệm. Công nghệ lựa chọn phải đáp ứng hiệu năng, độ tin cậy, giá thành; sản lượng dự kiến phải đủ bù đắp chi phí phát triển.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú: Lựa chọn nhóm sản phẩm hay hướng công nghệ phải dựa trên đánh giá thị trường đầy đủ: Thị trường cần gì và Việt Nam đang cần giải quyết bài toán gì? Đồng thời, cần đánh giá năng lực nội tại, khả năng phát triển và các yếu tố địa chính trị. Từ quan sát cá nhân, Việt Nam nên tập trung vào chip chuyên dụng cho IoT, AI tại biên, thiết bị thông minh, an toàn thông tin, phương tiện bay không người lái và các hệ thống định danh điện tử.

Chúng ta từng bước phát triển năng lực thiết kế, kiểm thử, đóng gói và làm chủ IP cốt lõi.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú

Các dòng chip này thường được sản xuất ở công nghệ tầm trung 32-65 nanomet, không đòi hỏi tiến trình quá hiện đại, đắt đỏ, trong khi có thể giải quyết những bài toán của Việt Nam. Chúng ta từng bước phát triển năng lực thiết kế, kiểm thử, đóng gói và làm chủ IP cốt lõi. Trước mắt, có thể hợp tác với nhà máy đúc chip quốc tế để chế tạo, đồng thời tích lũy năng lực phát triển sản phẩm. Hệ sinh thái này sẽ tạo đầu vào và thị trường cho các cơ sở sản xuất trong nước sau này. Cần xác định những khâu phải làm chủ và những khâu nên hợp tác quốc tế.

Tiến sĩ Đặng Minh Tuấn: Cơ hội thực tế nằm ở những nhóm chip vừa sức, gắn với nhu cầu trong nước và có tính chiến lược. Việt Nam không nên chạy đua ở phân khúc chip AI cho trung tâm dữ liệu hay vi xử lý tiến trình tiên tiến nhất, nơi đòi hỏi hàng tỷ USD và hệ sinh thái mà các tập đoàn toàn cầu đã thống trị.

Ba hướng có thể ưu tiên là chip bảo mật và IP mật mã, như phần tử an toàn, gốc tin cậy phần cứng; chip AI tại biên và IP bộ xử lý thần kinh cho camera thông minh, thiết bị IoT, giao thông, nhà máy; vi điều khiển và hệ thống trên chip theo kiến trúc mở RISC-V cho IoT, hạ tầng số. Kiến trúc mở giúp tránh phụ thuộc bản quyền và tích lũy bộ IP lõi có thể tái sử dụng cho nhiều dòng sản phẩm.

Doanh nghiệp công nghệ vận hành camera AI, hạ tầng đám mây, hệ thống an toàn thông tin cho khách hàng nên hiểu rõ bài toán thực tế. Doanh nghiệp có thể đặt hàng từ khâu đặc tả, xác định hiệu năng, công suất tiêu thụ, giá thành mục tiêu, tiêu chuẩn chứng nhận.

Sau đó kiểm chứng nhu cầu bằng nguyên mẫu trên vi mạch có thể lập trình lại (FPGA), chạy trong hệ thống thật, đo phản hồi của khách hàng trước khi quyết định chi phí chốt và chuyển thiết kế sang chế tạo. Cách làm “bài toán trước - chip sau” giúp giảm rủi ro làm ra sản phẩm không có người mua.

Từ nghiên cứu đến sản phẩm

Phóng viên: Từ thiết kế đến sản phẩm, đâu là những bước cần thiết? Viện, trường, doanh nghiệp cần phối hợp và sử dụng hạ tầng chung ra sao để rút ngắn quá trình này, thưa các chuyên gia?

Tiến sĩ Đặng Minh Tuấn: Một sản phẩm chip thường đi qua 7 bước: Xác định yêu cầu, đặc tả kỹ thuật; thiết kế kiến trúc, phân chia phần cứng và phần mềm; thiết kế logic và kiểm chứng; tạo nguyên mẫu trên FPGA, chạy phần mềm và ứng dụng thật; thiết kế vật lý, chốt và chuyển thiết kế sang chế tạo mẫu qua các lượt ghép nhiều thiết kế trên cùng tấm bán dẫn để chia sẻ chi phí (MPW); đóng gói, đo kiểm, đánh giá độ tin cậy; tích hợp hệ thống, chứng nhận rồi mới sản xuất hàng loạt.

Phần mềm và khả năng tích hợp là lợi thế của doanh nghiệp công nghệ thông tin Việt Nam; một con chip cần có bộ công cụ phát triển, thư viện và giải pháp tham chiếu đi kèm để bán được.

TS Đặng Minh Tuấn

Với nguồn lực hiện nay, doanh nghiệp Việt Nam làm chủ đặc tả sản phẩm, kiến trúc, thiết kế logic và IP lõi, kiểm chứng, nguyên mẫu FPGA, phần mềm nhúng và tích hợp hệ thống. Phần mềm và khả năng tích hợp là lợi thế của doanh nghiệp công nghệ thông tin Việt Nam; một con chip cần có bộ công cụ phát triển, thư viện và giải pháp tham chiếu đi kèm để bán được.

Ở các khâu cần đầu tư lớn, nên hợp tác với nhà máy đúc chip quốc tế để chế tạo tấm bán dẫn, với các hãng về công cụ tự động hóa thiết kế điện tử (EDA), mua bản quyền những IP nền tảng. Đóng gói, kiểm thử có thể tận dụng các nhà máy dịch vụ đã đầu tư tại Việt Nam. Trong nước, doanh nghiệp cần liên kết với viện, trường để đào tạo nhân lực theo dự án thật, dùng chung phòng thí nghiệm, công cụ và các suất chế tạo mẫu.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú: Khoảng cách lớn nhất nằm ở khả năng chuyển kết quả nghiên cứu thành sản phẩm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, độ tin cậy, chi phí, khả năng sản xuất và nhu cầu thị trường. Có bốn khoảng cách cần quan tâm: Giữa mẫu thử và sản phẩm hoàn chỉnh; về năng lực công nghiệp và hạ tầng thử nghiệm; giữa nghiên cứu và yêu cầu doanh nghiệp; về cơ chế và nhân lực chuyển giao công nghệ.

Trường đại học, viện nghiên cứu cần tập trung vào công nghệ lõi, thiết kế, nguyên mẫu và đào tạo. Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chíp bán dẫn cần đóng vai trò là hạ tầng dùng chung, kết nối nghiên cứu với công nghiệp. Doanh nghiệp phải tham gia từ khâu đặt hàng, đồng thiết kế, cung cấp yêu cầu thực tế, dữ liệu, môi trường thử nghiệm và phản hồi khách hàng. Hợp tác quốc tế cần hướng tới chuyển giao tri thức, đồng phát triển công nghệ và nâng cao năng lực trong nước.

Bên cạnh nhà khoa học, cần hình thành lực lượng kỹ sư phát triển sản phẩm làm cầu nối giữa thiết kế, chế tạo, đo kiểm và sản xuất. Đích đến là một hệ sinh thái có thể liên tục tạo ra, chế tạo, kiểm thử và cải tiến sản phẩm công nghệ cao tại Việt Nam. Cách thiết kế, đánh giá nhiệm vụ khoa học và công nghệ cũng cần thay đổi: Phải có lộ trình tài chính liên tục từ nghiên cứu, chế tạo mẫu, thử nghiệm, hoàn thiện đến sản xuất thử.

Ông Nguyễn Anh Tuấn: Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chíp bán dẫn là đầu mối kết nối nhu cầu nghiên cứu, thiết kế chip trong nước với hệ sinh thái sản xuất bán dẫn toàn cầu, hình thành cơ chế hỗ trợ “một cửa”, tránh phân tán nguồn lực. Trung tâm được hỗ trợ bởi Tổ Chuyên gia gồm 21 chuyên gia trong và ngoài nước.

Trung tâm sẽ hỗ trợ từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến đóng gói, kiểm thử, đồng thời kết nối khách hàng. Ở khâu thiết kế, Trung tâm hỗ trợ tiếp cận EDA, IP và bộ thư viện quy trình công nghệ theo điều kiện bản quyền.

Đề xuất chế tạo thử sẽ được đánh giá về kỹ thuật, công nghệ và tính khả thi thương mại hóa. Các thiết kế cùng quy trình công nghệ được ghép chung trên tấm bán dẫn theo mô hình MPW, gửi đến nhà máy chế tạo để chia sẻ chi phí.

Hiện công đoạn này vẫn phải thực hiện ở nước doanh nghiệp nhỏ. Nhà máy do Viettel đầu tư tại Khu Công nghệ cao Hòa Lạc dự kiến sản xuất thử từ cuối năm 2027; Trung tâm sẽ phối hợp để từng bước thực hiện các lượt chế tạo thử trong nước.

Sau khi nhận mẫu chip, Trung tâm sẽ hỗ trợ đo kiểm, đánh giá chức năng, đặc tính, phân tích lỗi và hoàn thiện thiết kế. Trung tâm đang đầu tư phòng thí nghiệm, xây dựng tiêu chí, quy trình, định mức hỗ trợ sản xuất thử, dự kiến hoàn thành trong nửa đầu năm 2027.

Phòng thí nghiệm được Nhà nước đầu tư dưới hình thức tài sản kết cấu hạ tầng, vận hành theo mô hình cung cấp dịch vụ. Trung tâm đã triển khai đàm phán, hợp tác để cung cấp kho IP, EDA dùng chung, thư viện chuẩn, bộ thư viện quy trình công nghệ và quy trình thẩm định thiết kế của nhà máy.

Mở đường cho đơn hàng đầu tiên

Phóng viên: Ai có thể mở đường cho đơn hàng đầu tiên của chip Việt Nam? Vậy, cần chia sẻ rủi ro ra sao để vừa bảo đảm chất lượng, cạnh tranh, vừa sử dụng hiệu quả ngân sách?

Tiến sĩ Đặng Minh Tuấn: “Khách hàng đầu tiên” là nút thắt lớn nhất. Nhà sản xuất thiết bị không muốn chấp nhận rủi ro với một con chip chưa có lịch sử vận hành. Các tập đoàn công nghệ như CMC có thể góp phần tháo gỡ vì có sản phẩm, hạ tầng và khách hàng.

Có thể thực hiện ba cơ chế. Thứ nhất, đồng phát triển có cam kết mua đầu ra: Doanh nghiệp hệ thống cùng nhóm thiết kế xây dựng đặc tả, cam kết mua số lượng xác định nếu chip đạt chỉ tiêu kỹ thuật thống nhất. Thứ hai, đưa chip vào môi trường thử nghiệm thật: Camera AI, thiết bị an ninh mạng, hạ tầng đám mây và trung tâm dữ liệu của CMC có thể là nơi thử chip, cung cấp dữ liệu độ tin cậy trong điều kiện vận hành thực tế. Thứ ba, chia sẻ rủi ro với Nhà nước thông qua ưu tiên sản phẩm tích hợp chip Việt Nam trong mua sắm công, nhất là an ninh, chính phủ số; có quỹ hoặc bảo lãnh cho đơn hàng đầu tiên.

Đổi lại, doanh nghiệp làm chip phải cam kết như một nhà cung cấp chuyên nghiệp. Về chất lượng, cần đạt các bài kiểm tra độ tin cậy theo chuẩn quốc tế (JEDEC), chip bảo mật cần được chứng nhận theo các tiêu chuẩn như FIPS 140-3 về an toàn mô-đun mật mã hoặc Common Criteria, bộ tiêu chí chung về đánh giá an toàn sản phẩm công nghệ thông tin.

Về tiến độ, phải có lộ trình sản phẩm rõ, cam kết cung ứng dài hạn 5-7 năm và phương án nguồn cung thay thế. Sản phẩm cần được thiết kế để cạnh tranh ở khu vực ngay từ đầu. Đơn hàng đầu tiên là bệ phóng, không phải sự bao cấp lâu dài.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú: Cần xây dựng “niềm tin kỹ thuật” và “niềm tin thương mại” đối với chip trong nước.

Theo đó, hình thành trung tâm hoặc phòng thí nghiệm đánh giá độc lập, kiểm tra chip theo tiêu chuẩn khắt khe trước khi tích hợp. Lựa chọn bài toán công ích, công nghiệp hoặc hạ tầng phù hợp để triển khai chip mới trong phạm vi kiểm soát được. Nhà nước hỗ trợ giảm rủi ro ở những khâu thị trường chưa đủ động lực đầu tư; doanh nghiệp chịu trách nhiệm về sản phẩm thương mại. Quyết định sản xuất hàng loạt phải dựa trên chất lượng và nhu cầu doanh nghiệp.

Có thể xây dựng các trung tâm hỗ trợ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, đo kiểm dùng chung tại các đại học lớn, có cơ chế kết nối để doanh nghiệp cùng sử dụng. Sản phẩm tạo ra có thể chia sẻ ở mức giá thử nghiệm cho các tổ chức trong hệ sinh thái. Sau khi sản phẩm vượt qua các mốc kỹ thuật, doanh nghiệp sẽ đầu tư và chịu trách nhiệm về sản xuất, tích hợp, bảo hành, thương mại hóa.

Ông Nguyễn Anh Tuấn: Cơ chế hiệu quả phải bắt đầu từ đơn vị sử dụng chip. Nhà nước và các tập đoàn lớn cần công bố bài toán, yêu cầu kỹ thuật, điều kiện thử nghiệm và nhu cầu dự kiến. Hồ sơ xây dựng Danh mục chip chuyên dụng đã đề xuất gắn hỗ trợ nghiên cứu, sản xuất thử với đặt hàng trong các chương trình, nhiệm vụ sử dụng ngân sách. Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam cũng xác định chính sách ưu tiên sử dụng ngân sách để mua sắm thiết bị điện tử sản xuất trong nước.

Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam cũng xác định chính sách ưu tiên sử dụng ngân sách để mua sắm thiết bị điện tử sản xuất trong nước.

Ông Nguyễn Anh Tuấn

Tôi đề xuất hai giai đoạn. Ở giai đoạn phát triển công nghệ, Nhà nước hỗ trợ hạ tầng dùng chung và một phần chi phí thiết kế, chế tạo mẫu, đo kiểm; doanh nghiệp đóng góp nhân lực, công nghệ, vốn; khách hàng cùng xây dựng đặc tả, bố trí thiết bị thử và đồng tài trợ. Kinh phí giải ngân theo mốc kết quả. Rủi ro kỹ thuật phải được dự trù, đánh giá độc lập; vòng thử không đạt cần xác định nguyên nhân để điều chỉnh hoặc dừng dự án.

Ở giai đoạn thương mại hóa, khách hàng có thể cam kết mua lô đầu tiên với điều kiện chip vượt qua thử nghiệm, đáp ứng chất lượng, giá thành, khả năng cung ứng. Đơn hàng tiếp theo dựa trên hiệu quả sử dụng thực tế.

Để bảo đảm hiệu quả ngân sách, cần công khai đầu bài, tuyển chọn cạnh tranh, thẩm định độc lập, quy định mức hỗ trợ và vốn đối ứng, tránh tài trợ trùng lặp. Hợp đồng phải rõ quyền sở hữu trí tuệ, quyền khai thác kết quả và trách nhiệm các bên. Trung tâm cung cấp căn cứ kỹ thuật; quyết định đặt hàng, mua sắm thuộc thẩm quyền cơ quan, doanh nghiệp theo pháp luật.

Thước đo năng lực đến năm 2030

Phóng viên: Nhìn tới năm 2030, theo các chuyên gia, những kết quả nào sẽ cho thấy năng lực làm chủ công nghệ và đưa sản phẩm bán dẫn Việt Nam ra thị trường?

Ông Nguyễn Anh Tuấn: Tôi chọn ít nhất một dòng chip chuyên dụng do doanh nghiệp Việt Nam làm chủ thiết kế, tích hợp vào thiết bị thương mại và có đơn hàng lặp lại. Doanh nghiệp phải làm chủ thiết kế cốt lõi, có quyền khai thác hợp pháp IP, tự sửa lỗi và phát triển phiên bản tiếp theo. Bằng chứng thị trường là hợp đồng, sản phẩm đã giao, doanh thu, đơn hàng tiếp theo và giá trị gia tăng giữ lại sau chi phí.

Giáo sư, Tiến sĩ Trần Xuân Tú: Cần đo bằng sản phẩm đi qua chuỗi thiết kế, chế tạo, đo kiểm, tích hợp, sản xuất thử và có khách hàng sử dụng. Có bao nhiêu chip do Việt Nam làm chủ thiết kế được chế tạo, kiểm thử độc lập, tích hợp vào sản phẩm thương mại và tạo doanh thu? Một con chip thành công chưa đủ chứng minh năng lực công nghiệp. Cần có đội ngũ, hạ tầng để tiếp tục đưa ra sản phẩm thứ hai, thứ ba với thời gian, chi phí và tỷ lệ thành công ngày càng tốt hơn.

Tiến sĩ Đặng Minh Tuấn: Tôi cũng chọn ít nhất một dòng chip do doanh nghiệp Việt Nam làm chủ thiết kế và sở hữu trí tuệ, chẳng hạn chip bảo mật trên nền RISC-V, đạt chứng nhận quốc tế, xuất xưởng thương mại từ một triệu sản phẩm trở lên, trong đó có đơn hàng xuất khẩu. Sản lượng, chứng nhận và doanh thu sẽ kiểm chứng: Sản phẩm bán được, được thị trường tin dùng và giữ lại tri thức, bản quyền ở Việt Nam.

Phóng viên: Trân trọng cảm ơn các chuyên gia!