Từ phòng thí nghiệm MOS năm 1977 đến câu hỏi chip 2 nm hôm nay
Hành trình công nghệ chip Việt Nam là câu chuyện một quốc gia từng chế tạo được con chip MOS bằng công nghệ tiên tiến nhất thời bấy giờ nhưng sau đó bỏ lỡ nhiều cơ hội, nay đứng trước ngã rẽ mới khi thế giới bước vào kỷ nguyên bán dẫn 2 nm và cạnh tranh chuỗi cung ứng toàn cầu ngày càng khốc liệt. Đây không phải câu chuyện hoài niệm lịch sử, mà là bài toán lựa chọn chiến lược: chúng ta sẽ tiếp tục đứng ngoài cuộc chơi hay chủ động tìm vị trí trong hệ sinh thái bán dẫn mới, dù chưa có máy quang khắc EUV và nền công nghiệp hỗ trợ tương xứng. Thực tế, Việt Nam đang có chủ trương đầu tư mạnh vào chip, vi mạch và bán dẫn, nhưng nếu không nhìn lại lịch sử để thấy mình đã từng đi trước, chúng ta sẽ khó xây dựng được tầm nhìn đủ tham vọng và thực tế.
Lịch sử bán dẫn Việt Nam: thành tựu sớm nhưng thiếu hệ sinh thái
Điểm khởi đầu của lịch sử bán dẫn Việt Nam không hề muộn. Từ năm 1977, Phòng thí nghiệm Vi điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội đã thiết kế và chế tạo được mạch vi điện tử MOS – con chip – bằng công nghệ tiên tiến nhất thời bấy giờ. Có thể nói lần đầu tiên một công dân của nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, với sự giúp đỡ của các nhà khoa học Hà Lan, đã thiết kế và chế tạo thành công một mạch vi điện tử MOSFET hoàn chỉnh. Đây là cột mốc cho thấy năng lực tiếp thu và làm chủ công nghệ của đội ngũ khoa học trong nước không hề thua kém. Vấn đề nằm ở chỗ sau thành tựu này, chúng ta không xây tiếp được một hệ sinh thái công nghiệp bán dẫn: không có chuỗi doanh nghiệp, không có chính sách dài hạn, không có chiến lược gắn nghiên cứu với sản xuất. Bài học quá khứ rất rõ: nếu chỉ dừng ở phòng thí nghiệm, công nghệ chip Việt Nam sẽ mãi là câu chuyện đẹp trong sách lịch sử, không trở thành năng lực cạnh tranh quốc gia.
EUV, DUV và giới hạn vật lý của tham vọng bán dẫn 2 nm
Câu chuyện bán dẫn 2 nm đang được thổi bùng bởi thông tin Trung Quốc tiến tới sản xuất chip 5 nm và 3 nm bằng máy quang khắc DUV, thay vì EUV, khiến cộng đồng bán dẫn quốc tế tranh luận sôi nổi. Về mặt vật lý, theo công thức Rayleigh, thiết bị DUV dùng ánh sáng bước sóng 193 nm không thể tạo ra cấu trúc chip kích thước 2 nm; chỉ có EUV với bước sóng 13,5 nm mới đáp ứng được yêu cầu này. Khi chip thu nhỏ đến mức 2 nm, cấu trúc chỉ còn tương đương vài nguyên tử silicon, nghĩa là công nghệ đã tiến sát giới hạn vật lý. Một câu nói đáng nhớ là: “Sản xuất thương mại chip dưới 5 nm bắt buộc phải sử dụng EUV”. Điều này đặt ra thực tế không thể né tránh cho công nghệ chip Việt Nam: nếu mơ đến sản xuất logic tiên tiến, chúng ta phải đối diện cả rào cản vật lý lẫn rào cản địa chính trị trong tiếp cận thiết bị EUV.
Vì sao Việt Nam chưa nên lao vào sản xuất chip 2 nm
Trong bối cảnh thế giới chạy đua xuống 2 nm, phản xạ tự nhiên là muốn “nhảy thẳng” vào tiến trình tiên tiến nhất. Nhưng với điều kiện hiện nay, Việt Nam chưa nên đặt cược vào sản xuất chip 2 nm. Chúng ta chưa có nền công nghiệp và hệ sinh thái bán dẫn – từ vật liệu, thiết bị, nhà máy đến mạng lưới doanh nghiệp phụ trợ – vốn là nền tảng bắt buộc cho sản xuất chip tiên tiến. Thị trường bán dẫn có tính cạnh tranh khốc liệt: nhà sản xuất phải có năng lực sản xuất hàng loạt, giao hàng đúng hạn, linh hoạt với yêu cầu khách hàng, giá thành cạnh tranh và hiệu suất chip thành phẩm cao. Khi những tên tuổi dẫn đầu như TSMC đạt hiệu suất hơn 90% trong khi nhiều đối thủ dưới 50%, bất kỳ người mới nào bước vào cuộc chơi 2 nm với hạ tầng yếu sẽ bị đào thải rất nhanh. Nếu Việt Nam cố lao vào phân khúc này mà không có nền tảng, rủi ro mất trắng nguồn lực là rất lớn.
Chiến lược “bây giờ hoặc không bao giờ” để vào chuỗi cung ứng bán dẫn
Điều Việt Nam cần không phải là giấc mơ sản xuất chip 2 nm ngay lập tức, mà là chiến lược rõ ràng để tham gia chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu ở những khâu phù hợp với năng lực. Cơ hội hiện nay được mô tả là “bây giờ hoặc không bao giờ”, vì thị trường không đứng yên chờ chúng ta. Kinh nghiệm từ Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc và Trung Quốc cho thấy chính sách nhà nước cùng sự phối hợp giữa khu vực công và tư nhân có ý nghĩa quyết định trong phát triển ngành bán dẫn. Nhà nước cần đầu tư nền tảng, định hướng và dẫn dắt, sau đó phối hợp với doanh nghiệp để phát triển năng lực sản xuất, hình thành hệ sinh thái và thương mại hóa sản phẩm. Việt Nam có thể bắt đầu từ các hướng ứng dụng phù hợp như linh kiện, thiết bị cho bảo mật lượng tử trong trung tâm dữ liệu, đồng thời xây dựng đội ngũ kỹ sư và chuyên gia, chuẩn bị cho bước đi xa hơn. Nếu lần này chúng ta biết nối tiếp di sản 1977 bằng chiến lược dài hạn và hợp tác quốc tế thông minh, công nghệ chip Việt Nam vẫn có thể tìm được chỗ đứng trong kỷ nguyên bán dẫn mới.
