Công nghệ bán dẫn: Nền tảng của thế giới hiện đại

Đại biểu dự sự kiện đã được nghe các bài trình bày có chất lượng chuyên môn, hàm lượng khoa học cao từ những nhà nghiên cứu hàng đầu thế giới. Đó là Giáo sư Teck-Sneng Low, Phó Chủ tịch cấp cao tại Đại học Quốc gia Singapore (Singapore).

Ông đóng vai trò quản lý, thúc đẩy và quyết định trong việc nghiên cứu và phát triển ngành công nghiệp bán dẫn của Singapore. Tiến sỹ Sadasivan (Sadas) Shankar, Quản lý Nghiên cứu - Phát triển Công nghệ tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC tại Đại học Stanford (Hoa Kỳ).

Ông là người khởi xướng và lãnh đạo chương trình Thiết kế vật liệu tại Intel từ năm 2006, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế chất bán dẫn và hiệu suất năng lượng. Giáo sư Vivian Yam, thành viên Hội đồng sơ khảo Giải thưởng VinFuture, thành viên Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, thành viên quốc tế của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.

Bên cạnh đó, nhiều thảo luận chuyên sâu về nghiên cứu, ứng dụng và tiềm năng phát triển chip bán dẫn đã được các chuyên gia, nhà nghiên cứu hàng đầu thế giới bàn thảo cũng như định hướng phát triển lĩnh vực này dành cho các quốc gia đang phát triển, trong đó có Việt Nam; từ đó, giúp xây dựng chiến lược phù hợp để phát triển các ngành công nghiệp bán dẫn trong bối cảnh hội nhập quốc tế.

Các diễn giả đều cho rằng, ngày nay, tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế đều được vận hành dựa trên những con chip nhỏ - từ điện toán, viễn thông, ngân hàng, bảo mật, chăm sóc sức khỏe, thiết bị gia dụng đến vận tải (đặc biệt là xe điện), sản xuất, giải trí và nhiều lĩnh vực khác. Các tiến bộ trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI), internet vạn vật (IoT), dữ liệu lớn (BigData), viễn thông 5G, siêu máy tính và xe tự lái… đều dựa vào sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của ngành công nghiệp bán dẫn.

Theo số liệu dẫn từ Công ty tư vấn và nghiên cứu công nghệ hàng đầu thế giới-Gartner, ngành bán dẫn được dự báo có thể mang lại doanh thu hơn 620 tỷ USD vào năm 2024 và tăng mạnh lên 1.000 tỷ USD vào năm 2030. Ngành này cũng được xem là phần cốt lõi trong cuộc cạnh tranh công nghệ giữa các cường quốc trong thế kỷ XXI.

Chia sẻ tại sự kiện, Giáo sư Richard Henry Friend từ Đại học Cambridge (Vương quốc Anh), Chủ tịch Hội đồng Giải thưởng VinFuture, Chủ tọa Phiên thảo luận cho biết, lĩnh vực bán dẫn rất rộng và đa dạng. Với nguyên tắc chip có kích thước càng nhỏ thì sẽ càng tiết kiệm năng lượng, gần đây, đã có một bước tiến công nghệ đáng kể nhờ vào việc thay đổi nguồn sáng (light source), giúp các nhà khoa học thiết kế được các con chip có kích thước rất nhỏ. Điều này đã tạo ra một sự bất ngờ lớn cho thế giới sản xuất linh kiện bán dẫn.

Cũng theo Giáo sư Richard Henry Friend, một cuộc đua khác cũng đang diễn ra trong ngành bán dẫn. Đó là cuộc đua tìm kiếm các nguồn năng lượng xanh và sạch hơn, giúp quá trình nghiên cứu sản xuất thân thiện hơn với môi trường.

“Làm cách nào để vừa tăng hiệu quả sản xuất mà vẫn đóng góp vào việc giảm lượng phát thải ròng bằng ‘0’ thật sự rất quan trọng, và không thể có một câu trả lời đơn giản cho vấn đề này”, GS. Richard Henry Friend đánh giá.

Giáo sư Teck-Seng Low đồng tình với Giáo sư Richard Henry Friend và cho rằng, tất cả những câu chuyện toàn cầu hiện nay đều xoay quanh ngành điện và năng lượng. Tại Singapore hiện nay, tất cả các ngành đều chuyển sang hướng sử dụng điện hiệu quả, hiệu suất cao. Việc sử dụng năng lượng hiệu quả thông qua lĩnh vực bán dẫn cũng là vấn đề cần đề cập. Hiện nay, trên toàn thế giới đang diễn ra cuộc đua thu nhỏ kích thước của chip bán dẫn.

Chip đã được sản xuất với kích thước giảm dần từ 9nm, 7nm, 5nm, rồi 3nm. Những con chip đã nhỏ, nay còn nhỏ hơn, được dự đoán sẽ còn thống trị và cải thiện nhiều hơn nữa các lĩnh vực trong cuộc sống. Đưa ra một số kinh nghiệm tại Singapore, Giáo sư Teck-Seng Low cho biết, hàng năm, nước này chi 5 tỷ USD cho nghiên cứu nhưng số tiền này sẽ trở nên vô ích nếu Singapore không có nhân lực tài năng để phát triển.

Vì vậy, chiến lược thu hút nhân lực giỏi trong lĩnh vực bán dẫn là yếu tố tiên quyết cho bất cứ quốc gia nào muốn bắt tay thực sự vào việc phát triển ngành công nghiệp công nghệ này.

Đồng quan điểm, Tiến sỹ Sadasivan Shankar cho rằng, những quốc gia đang phát triển như Việt Nam có thể thiết lập các chương trình hoặc các phương án tài trợ để thúc đẩy giáo dục cho thế hệ trẻ, có lý tưởng và tư tưởng lạc quan, khiến họ trở thành một nguồn tài nguyên quý báu của quốc gia. Cũng theo Giáo sư Vivian Yam, lĩnh vực bán dẫn đã phát triển trong một thời gian.

Đến nay, nhiều nội dung mới về bán dẫn như bán dẫn hữu cơ sử dụng năng lượng mặt trời cần được khai thác hiệu quả hơn cũng như nhiều công nghệ mới khác. Giáo sư Albert Pisano, Đại học Carlifornia, San Diego, Hoa Kỳ cho rằng, vật liệu nano trong bán dẫn sử dụng trong các thiết bị viễn thông không dây đang là nhu cầu thiết yếu trong bối cảnh hiện nay.

Trong khi đó, công nghệ sản xuất bán dẫn bị phân tán dẫn đến nhiều doanh nghiệp trên thế giới có quy trình sản xuất, vận hành quy trình chứng nhận riêng. Ông đề xuất cần sử dụng trí tuệ nhân tạo để tập hợp các cấu phần, tạo mô đun sản xuất bán dẫn với những công năng lớn hơn.

Tại Tọa đàm, các chuyên gia cũng nêu một số khuyến nghị với Việt Nam. Giáo sư Teck-Seng Low cho biết, Singapore bắt đầu phát triển ngành bán dẫn và điện tử từ việc học hỏi kinh nghiệm của Đài Loan (Trung Quốc), lấy ngân sách Chính phủ làm giải pháp thu hút các công ty bán dẫn hàng đầu thế giới đầu tư vào thị trường Singapore; từ đó phát triển công ty trong nước.

Giáo sư cho rằng, trong tương lai, Việt Nam cũng cần tận dụng nguồn đầu tư từ Chính phủ trong phát triển công nghệ mới, xây dựng một thế hệ doanh nghiệp công nghệ, trong đó có lĩnh vực bán dẫn. Giáo sư Albert Pisano gợi ý, Việt Nam có thể nghiên cứu hướng đầu tư cho lĩnh vực đóng gói các con chip bán dẫn (packaging) bởi đây là khâu tổng hợp các công nghệ trong 20 năm qua của ngành bán dẫn. Nhờ đó, Việt Nam có thể tích lũy được kiến thức về công nghệ bán dẫn của thế giới.

Còn theo Giáo sư Nguyễn Thục Quyên, đồng Chủ tịch Hội đồng Sơ khảo Giải thưởng VinFuture, Giám đốc Trung tâm Polyme và Chất rắn Hữu cơ (CPOS) và Giáo sư Khoa hóa học và hóa sinh tại Đại học California, Santa Barbara (Hoa Kỳ), đào tạo nguồn nhân lực trong lĩnh vực bán dẫn cũng là yếu tố cốt lõi trong phát triển ngành này. Do đó, các trường đại học tại Việt Nam cần có hướng đào tạo nhân lực chất lượng cao; đồng thời, xây dựng cơ sở hạ tầng về bán dẫn để thúc đẩy sự phát triển và thu hút đầu tư từ các công ty lớn.