Phát triển ngành bán dẫn: Việt Nam nên bắt đầu từ trường đại học

Hôm nay 18.12, tại Hà Nội đã diễn ra phiên tọa đàm "Công nghệ bán dẫn: Nền tảng của thế giới hiện đại".

Sự kiện nằm trong chuỗi hoạt động tuần lễ VinFuture nhân mùa trao giải VinFuture 2023. Tại tọa đàm, các nhà khoa học hàng đầu thế giới về bán dẫn đã thảo luận về sự phát triển hiện nay của ngành công nghiệp đòi hỏi sự đầu tư rất tốn kém này, đồng thời gợi mở câu trả lời cho câu hỏi: "Cơ hội nào cho Việt Nam?".

THANH LÂM

Công nghệ càng phát triển càng tiêu hao nhiều năng lượng

Mở đầu phiên tọa đàm, GS Richard Friend (ĐH Cambridge của Anh), Chủ tịch Hội đồng Giải thưởng VinFuture, đồng thời là chủ tọa của phiên thảo luận, đặt vấn đề bán dẫn là một công nghệ nền tảng của nhiều giải pháp công nghệ hiện nay và đó là lý do chính tại sao bán dẫn là chủ đề tiêu điểm, có nhiều cơ hội và thu hút sự quan tâm của nhiều ngành công nghiệp trên thế giới.

Tuy nhiên, một cuộc đua khác đang diễn ra trong ngành bán dẫn, đó chính là 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 nhận định.

TS Sadavivan Shankar, Quản lý nghiên cứu và phát triển công nghệ tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc quốc gia SLAC tại ĐH Stanford (Mỹ ), thì nêu lên một số vấn đề tiềm ẩn có thể cản trở sự phát triển của công nghệ thông tin và số hóa, trong đó nhấn mạnh tới nhu cầu năng lượng rất lớn của lĩnh vực công nghệ thông tin (hệ sinh thái của ngành bán dẫn).

THANH LÂM

Theo TS Shankar, tác động của sự tăng trưởng chỉ số công nghệ thông tin (CNTT) tới nền tăng trưởng nền kinh tế số và chỉ số GDP là rất lớn.

Nếu chỉ số CNTT tăng 1% thì nền kinh tế số sẽ tăng 3,3% và GDP tăng 1,8%. Nhưng sự phát triển bền vững là một thách thức lớn trong phát triển CNTT trên toàn cầu, khi mà sự tiêu thụ điện năng trong các lĩnh vực CNTT nhiều hơn gấp nhiều lần so với các lĩnh vực khác. Vấn đề này càng trở nên căng thẳng khi biến đổi khí hậu làm gia tăng nhu cầu năng lượng để phục vụ đời sống của con người.

Chẳng hạn, trong một báo cáo của Anh cho thấy, chính quyền khu vực phía tây London (Anh) đã phải dừng lại các dự án xây dựng nhà vì không đủ điện do trung tâm dữ liệu tiêu thụ quá nhiều điện, làm giảm khả năng cấp điện cho các hoạt động khác của khu vực này. Tương tự, ở Texas (Mỹ), một thống kê cho thấy nền tảng đào coin tiêu thụ điện năng tương đương với điện sinh hoạt của 300.000 hộ gia đình.

Như vậy, cuộc cách mạng về CNTT mang lại nhiều tiến bộ vĩ đại nhưng cũng đòi hỏi sự tiêu hao năng lượng rất lớn. CNTT càng phát triển thì các siêu máy tính càng tiêu hao nhiều năng lượng. Ở Mỹ, riêng trong ngành bán dẫn, mức tiêu thụ năng lượng trong 2 năm ở giai đoạn trước chưa bằng 2 tuần ở thời điểm hiện nay.

Ở Ireland, nhu cầu năng lượng tăng 144% trong 5 năm (2015 - 2020). Đan Mạch tính toán, năm 2030 ước tính 15% điện của đất nước này sẽ được sử dụng bởi trung tâm dữ liệu. TP.Amsterdam (Hà Lan) thì "nói không" với thiết lập trung tâm dữ liệu mới.

Những thực tế trên đặt ra yêu cầu là lĩnh vực CNTT (từ nguyên tử đến thuật toán) cần được thay đổi để phát triển bền vững trong thời kỳ tiếp theo.

Ở phần thảo luận, TS Shankar cho biết, nếu bóc tách ra thì sẽ thấy các bộ transitor (một loại linh kiện bán dẫn) tiêu thụ gấp 100 lần so với tiêu thụ năng lượng của các hệ máy móc thông thường khác. Cần phải tính toán được tổng nhu cầu sử dụng năng lượng của các ứng dụng và thiết bị để có sự chuẩn bị tốt cho ngành công nghiệp này.

Con đường nào cho Việt Nam?

GS Teck-Seng Low, Phó chủ tịch cấp cao tại ĐH Quốc gia Singapore (NUS), cho biết bài học của Singapore trong việc phát triển ngành bán dẫn là có nguồn lực tài chính lớn để đầu tư vào con người và hợp tác với các trường ĐH hàng đầu thế giới về nghiên cứu lĩnh vực này.

"Đầu tiên, cần hệ sinh thái thu hút nhân tài hàng đầu thế giới. Chúng tôi lựa chọn đối tác lớn trên thế giới như ĐH Cambridge, ĐH MIT, các ĐH ở Pháp… Chúng tôi mời các giáo sư hàng đầu tham gia cùng Singapore nhiều năm để nghiên cứu về bán dẫn", GS Low nói.

Với Việt Nam hay bất kỳ nước nào, con đường phát triển ngành bán dẫn vẫn phải bắt đầu từ những phòng lab được đầu tư từ hàng triệu đến hàng chục triệu USD. Tuy nhiên, Việt Nam có thể khởi động với chi phí ban đầu hợp lý khi hợp tác với mô hình khởi nghiệp. Trong kỷ nguyên mới này, các nước đi sau và chưa có tiềm lực tài chính dồi dào vẫn có thể bước vào ngành công nghiệp bán dẫn với các cơ hội đầu tư nhỏ nhưng hiệu quả.

THANH LÂM

GS Vivian Yam (ĐH Hồng Kông), thành viên Hội đồng Sơ khảo Giải thưởng VinFuture, nêu ý kiến: "Có thể bắt đầu từ quy mô nhỏ. Chính phủ có thể đầu tư vào các trường ĐH, điều này quan trọng. Hai nguồn vốn ban đầu rất quan trọng, gồm vốn vật chất và vốn con người".

GS Nguyễn Thục Quyên (ĐH California), Santa Barbara (Mỹ), đồng Chủ tịch Hội đồng Sơ khảo Giải thưởng VinFuture, cũng đồng quan điểm: "Các trường ĐH cần đào tạo ra nguồn nhân lực cao cho bán dẫn. Việt Nam đang thiếu nguồn nhân lực cao này. Cần tạo điều kiện cho các em vừa học vừa thực hành tại doanh nghiệp. Việt Nam là quốc gia đang phát triển thì cần cơ sở hạ tầng dùng chung, đây là phương thức quan trọng để thúc đẩy thu hút nhà đầu tư".

Chia sẻ bên hành lang tọa đàm, GS Low cho biết: "Hàng năm, Singapore chi 5 tỉ USD cho nghiên cứu, nhưng số tiền này sẽ trở nên vô ích nếu chúng tôi 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 khi các bạn muốn bắt tay thực sự vào việc phát triển ngành công nghiệp công nghệ này".

TS Shankar thì bày tỏ sự tin tưởng vào việc phát triển ngành bán dẫn ở những quốc gia đang phát triển như Việt Nam bắt đầu từ sự thiết lập các chương trình hoặc các phương án tài trợ để thúc đẩy giáo dục. 

"Những cá nhân sáng tạo, khi được trang bị kiến thức và kỹ năng đúng đắn có thể đối mặt và giải quyết những thách thức phức tạp. Đặc biệt, thế hệ trẻ thường có lý tưởng và tư tưởng lạc quan, khiến họ trở thành một nguồn tài nguyên quý báu của quốc gia", TS Shankar nói.