Chip bán dẫn - thành phần cốt lõi của thiết bị điện tử

Sự hiện diện của Tổng Bí thư Tô Lâm, Bí thư Quân ủy Trung ương; Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính; Đại tướng Phan Văn Giang, Ủy viên Bộ Chính trị, Phó bí thư Quân ủy Trung ương, Bộ trưởng Bộ Quốc phòng cùng nhiều đồng chí lãnh đạo Đảng, Nhà nước, Bộ Quốc phòng tại lễ khởi công nhà máy chế tạo chip bán dẫn công nghệ cao cho thấy sự quan tâm đặc biệt của lãnh đạo Đảng, Nhà nước, Quân ủy Trung ương, Bộ Quốc phòng đối với dự án đặc biệt quan trọng này.

Chip bán dẫn hay vi mạch là thành phần cốt lõi trong các thiết bị điện tử hiện đại, từ điện thoại thông minh, máy tính đến hệ thống radar và vũ khí tiên tiến. Chúng không chỉ đóng vai trò quan trọng trong hạ tầng công nghệ thông tin mà còn mang ý nghĩa chiến lược trong quốc phòng và an ninh quốc gia.

Chip bán dẫn là mạch tích hợp được chế tạo từ vật liệu bán dẫn như silicon, chứa hàng triệu đến hàng tỷ bóng bán dẫn. Chúng hoạt động như bộ não của các thiết bị điện tử, xử lý dữ liệu, thực hiện phép tính và điều khiển hoạt động. Chip bán dẫn được phân thành nhiều loại như chip logic, chip nhớ (DRAM, SRAM, NAND Flash) và chip analog, mỗi loại phục vụ mục đích cụ thể trong các thiết bị từ điện thoại đến hệ thống quân sự.

Chip bán dẫn là nền tảng cho hạ tầng công nghệ thông tin, bao gồm trung tâm dữ liệu, mạng viễn thông và lưới điện. Chúng hỗ trợ xử lý dữ liệu nhanh chóng, truyền thông tin an toàn và vận hành các ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI). Chip bán dẫn bảo đảm hoạt động của nền kinh tế số, từ dịch vụ trực tuyến đến giao dịch tài chính. Ngành công nghiệp chip cũng thúc đẩy đổi mới công nghệ. Năm 2025, chip tăng tốc AI được tích hợp mạnh mẽ vào điện thoại thông minh, máy tính cá nhân và trung tâm dữ liệu, nâng cao khả năng xử lý và trải nghiệm người dùng.

Trong lĩnh vực quốc phòng, chip bán dẫn là yếu tố thiết yếu cho các hệ thống quân sự hiện đại. Chúng được sử dụng trong radar, tên lửa hành trình, máy bay không người lái và hệ thống liên lạc. Chip bán dẫn hỗ trợ mã hóa dữ liệu, bảo vệ thông tin nhạy cảm và tăng cường hiệu quả của thiết bị quân sự. Công nghệ bán dẫn cho phép phát triển vũ khí thông minh, hệ thống giám sát và thiết bị điều khiển từ xa, nâng cao khả năng tác chiến và bảo vệ an ninh quốc gia.

Tổng Bí thư Tô Lâm và đại biểu tham quan các sản phẩm bảng mạch điện tử công nghệ cao của Viettel. Ảnh: ĐOÀN BẮC 

Chip bán dẫn quân sự đòi hỏi độ bền cao, khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và mức độ bảo mật tối ưu. Chúng hỗ trợ các công nghệ như hệ thống định vị vệ tinh, trí tuệ nhân tạo trong phân tích dữ liệu và chiến tranh mạng. Ví dụ, chip kích thước nhỏ (7nm-5nm) được sử dụng trong các hệ thống AI để xử lý dữ liệu thời gian thực, giúp đưa ra quyết định nhanh chóng trong các tình huống chiến đấu.

Thị trường bán dẫn toàn cầu có giá trị kinh tế rất cao, năm 2025 đạt giá trị ước tính 697 tỷ USD với mức tăng trưởng 11,2%, chủ yếu từ các lĩnh vực chip logic và chip nhớ.

Có thể nói, sở hữu nhà máy sản xuất chip là yêu cầu bắt buộc có tính chiến lược đối với các quốc gia muốn cạnh tranh về sản xuất công nghệ cao và xây dựng nền công nghiệp quốc phòng tự chủ. Hiện nay, ngành công nghiệp chip bán dẫn đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng toàn cầu. Nhiều quốc gia phụ thuộc vào các nhà sản xuất lớn tạo ra rủi ro nếu chuỗi cung ứng bị gián đoạn do xung đột địa chính trị.

Muốn có nhà máy để tự sản xuất chip là điều không hề đơn giản. Bởi quy trình sản xuất chip bao gồm thiết kế, chế tạo wafer và đóng gói, đòi hỏi công nghệ cao và chi phí lớn. Chế tạo chip bán dẫn là một trong những quy trình công nghệ tinh vi và đòi hỏi kỷ luật cao nhất hiện nay. Từ một tấm wafer silic có độ tinh khiết gần như tuyệt đối, chip được hình thành thông qua 1.000 bước công nghệ liên tiếp, kéo dài trong 3 tháng. Chỉ một sai lệch nhỏ ở bất kỳ công đoạn nào cũng có thể ảnh hưởng đến toàn bộ dây chuyền, đòi hỏi năng lực tổ chức, quản trị và làm chủ công nghệ ở trình độ rất cao. Trên thế giới hiện nay, các công ty như TSMC (Đài Loan/Trung Quốc), Samsung (Hàn Quốc) và Intel (Mỹ) dẫn đầu ngành chế tạo chip nhờ khả năng sản xuất chip kích thước nhỏ (7nm-3nm), đáp ứng nhu cầu về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Tình trạng thiếu hụt nhân tài cũng là một vấn đề lớn. Ngành công nghiệp chip yêu cầu lực lượng lao động có kỹ năng cao, nhưng nguồn cung kỹ sư và chuyên gia đang không đáp ứng đủ nhu cầu.

Hiện thực hóa khát vọng tăng tốc phát triển công nghệ lõi

Một sản phẩm chip bán dẫn hoàn chỉnh phải trải qua 6 công đoạn chính, gồm: Định nghĩa sản phẩm, thiết kế hệ thống, thiết kế chi tiết, chế tạo chip, đóng gói-đo kiểm và tích hợp-thử nghiệm. Thời gian qua, Việt Nam đã từng bước tham gia vào 5 công đoạn; riêng công đoạn chế tạo chip-khâu phức tạp và then chốt nhất-hiện chưa thể thực hiện trong nước. Việc xây dựng nhà máy chế tạo chip bán dẫn sẽ giúp hoàn thiện và khép kín toàn bộ quy trình sản xuất chip bán dẫn ngay tại Việt Nam.

Nhà máy chế tạo chip bán dẫn công nghệ cao do Viettel triển khai được xây dựng tại Khu Công nghệ cao Hòa Lạc (Hà Nội), trên diện tích 27ha với định hướng trở thành hạ tầng quốc gia phục vụ nghiên cứu, thiết kế, thử nghiệm và sản xuất chip bán dẫn. Khi đi vào hoạt động, nhà máy có thể đáp ứng cho các ngành công nghiệp quốc gia như: Hàng không vũ trụ, viễn thông, Internet vạn vật (IoT), sản xuất ô tô, thiết bị y tế, tự động hóa...

Phát biểu tại lễ khởi công, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính nhấn mạnh: “Việc khởi công nhà máy chế tạo chip bán dẫn công nghệ cao đầu tiên của Việt Nam là sự kiện có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Đây là bước đi nhằm hiện thực hóa chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn quốc gia, tạo nền tảng để Việt Nam từng bước tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị toàn cầu, dựa trên khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo”. Theo Thủ tướng, sự xuất hiện của nhà máy sẽ góp phần hoàn thiện hệ sinh thái bán dẫn trong nước, tạo điều kiện để các doanh nghiệp thiết kế chip, các công ty khởi nghiệp công nghệ và các cơ sở đào tạo-nghiên cứu rút ngắn chu kỳ thử nghiệm, nhanh chóng hoàn thiện sản phẩm và đưa công nghệ vào ứng dụng thực tiễn.

Trung tướng Tào Đức Thắng, Chủ tịch kiêm Tổng giám đốc Tập đoàn Viettel, khẳng định: “Tập đoàn sẽ triển khai dự án với mục tiêu đặt ra là đến hết năm 2027 hoàn thành đầu tư xây dựng, nhận chuyển giao công nghệ và bắt đầu sản xuất thử nghiệm. Giai đoạn 2028-2030 sẽ hoàn thiện, tối ưu quy trình, nâng cao hiệu suất dây chuyền theo các tiêu chuẩn của ngành, từ đó làm cơ sở để nghiên cứu công nghệ chế tạo chip ở tiến trình hiện đại hơn”.

Nhà máy chế tạo chip bán dẫn nói trên cũng được kỳ vọng trở thành trung tâm đào tạo thực hành cho nguồn nhân lực bán dẫn, gắn đào tạo với môi trường sản xuất thực tế. Thông qua đó, Việt Nam đặt mục tiêu đào tạo 50.000 kỹ sư thiết kế chip trong Chương trình phát triển nguồn nhân lực công nghiệp bán dẫn đến năm 2030, hướng tới quy mô nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn Việt Nam đạt hơn 100.000 người trong Chiến lược bán dẫn quốc gia đến năm 2040.

Với Viettel, việc được giao nhiệm vụ chủ trì triển khai nhà máy chế tạo chip bán dẫn là bước tiếp nối chiến lược phát triển công nghệ lõi mà Tập đoàn đã kiên trì theo đuổi trong nhiều năm. Viettel đã chủ động chuẩn bị nguồn nhân lực thông qua đào tạo chuyên sâu, hợp tác quốc tế và tiếp nhận chuyển giao công nghệ, đồng thời tích lũy kinh nghiệm từ hoạt động nghiên cứu, thiết kế và ứng dụng chip trong các hệ thống, sản phẩm công nghệ.

Dự án được triển khai trong giai đoạn 2026-2030 với lộ trình từ xây dựng nhà máy, tiếp nhận công nghệ đến hoàn thiện quy trình và nâng cao hiệu quả vận hành. Về dài hạn, nhà máy tại Hòa Lạc được quy hoạch để có thể mở rộng quy mô, tạo nền tảng cho Việt Nam từng bước tiếp cận các công nghệ bán dẫn tiên tiến hơn.

Việc khởi công nhà máy chế tạo chip bán dẫn công nghệ cao là cột mốc quan trọng trong hành trình hiện thực hóa mục tiêu tự chủ công nghệ cao của Việt Nam.