Làm thế nào để “tự chủ bán dẫn” một cách thực tế?

Trong bối cảnh cạnh tranh công nghệ toàn cầu, cụm từ “tự chủ bán dẫn” hay “độc lập bán dẫn” (semiconductor self-sufficiency) đang trở thành khẩu hiệu của nhiều quốc gia. Mỹ, EU, Trung Quốc, Hàn Quốc hay Ấn Độ đều rót hàng chục tỷ USD vào xây dựng nhà máy và quỹ phát triển chip.
Nhưng liệu đổ tiền có thể mua được sự độc lập công nghệ?
Câu trả lời là không, và đó là bài học quan trọng cho Việt Nam khi đang bước vào giai đoạn xây dựng nền tảng thiết kế – chế tạo vi mạch của riêng mình.

1. Ngành bán dẫn: một hệ sinh thái toàn cầu không thể tách rời

Bán dẫn là một trong những chuỗi cung ứng phức tạp nhất thế giới. Từ nghiên cứu vật liệu, thiết kế vi mạch, sản xuất wafer, đóng gói, thử nghiệm cho đến phân phối – mỗi công đoạn lại do các công ty, quốc gia khác nhau đảm nhận.

Không một quốc gia nào hiện nay có thể hoàn toàn “đóng kín” chuỗi này.

Từ thiết kế, sản xuất, vật liệu đến đóng gói – mỗi công đoạn lại do một nhóm nhỏ quốc gia và doanh nghiệp nắm giữ.

• Hoa Kỳ thống trị lĩnh vực thiết kế chip và một số nhóm thiết bị sản xuất, chiếm khoảng 50% doanh thu toàn cầu.
• Đài Loan, thông qua TSMC, kiểm soát khoảng 67% năng lực sản xuất foundry toàn cầu – đến mức chip bán dẫn chiếm tới một phần sáu GDP của Đài Loan.
• Châu Âu lại nắm giữ lợi thế trong công nghệ quang khắc EUV tiên tiến của ASML – những cỗ máy mà mọi quốc gia đều cần, nhưng hiện tại chỉ một công ty duy nhất có thể sản xuất được.
• Trung Quốc đóng vai trò kép thú vị: vừa là thị trường tiêu thụ chip lớn nhất thế giới (chiếm 50% nhu cầu toàn cầu), vừa là một nhà sản xuất quan trọng, với 31% tổng công suất foundry toàn cầu vào năm 2023.

Tính đến nay, mọi nỗ lực “tự chủ” đều dẫn đến mức độ phụ thuộc lẫn nhau sâu hơn. Hoa Kỳ cần Hà Lan để có thiết bị quang khắc. Châu Âu cần châu Á để sản xuất chip cao cấp. Trung Quốc phát triển phần lớn thiết bị của riêng mình nhưng vẫn phải phụ thuộc vào công nghệ và vật liệu quan trọng từ bên ngoài.

Điều này cho thấy: ngành bán dẫn là một mạng lưới toàn cầu của sự phụ thuộc lẫn nhau, không thể tách rời.

Cả nền kinh tế toàn cầu hiện nay phụ thuộc vào một chuỗi cung ứng tinh vi nhưng mong manh đến mức chỉ cần mất một mắt xích cũng có thể khiến cả ngành sụp đổ.
Chỉ riêng ngành ô tô đã thiệt hại 210 tỷ USD vào năm 2021 khi đại dịch Covid diễn ra, và nhiều nhà sản xuất đến nay vẫn chưa phục hồi hoàn toàn.

Vì vậy, khái niệm “tự chủ tuyệt đối” gần như là một ảo tưởng – điều quan trọng hơn là đạt được “tự chủ thực tế” (realistic self-sufficiency).

2. “Tảng băng chìm” trong sản xuất chip

Khi một nhà máy mới được khánh thành, đó chỉ là phần nổi của tảng băng. 90% thách thức thực sự nằm ở phần chìm – nơi những yếu tố ít được nhìn thấy quyết định thành công của cả hệ thống:

• 1.000+ nhà cung cấp trong chuỗi giá trị.

• 10 năm để xây dựng pipeline nhân lực.

• 500+ quy trình chế tạo phức tạp.

• Tri thức ngầm và kinh nghiệm vận hành.

• Kiểm định khách hàng, tối ưu, bảo trì thiết bị.

• Văn hóa vận hành 24/7 – 365 ngày/năm.

Máy móc thì có thể mua, nhưng kinh nghiệm và tri thức thì khó mà mua được.

3. Khoảng cách 1 triệu lao động đến năm 2030

Ngành bán dẫn toàn cầu hiện có khoảng 2 triệu nhân sự, nhưng đến năm 2030 cần thêm 1 triệu người để đáp ứng nhu cầu. Đáng chú ý, 33% kỹ sư hiện nay đã trên 55 tuổi, và cần 10 năm để đào tạo một chuyên gia.

Đây chính là thách thức lớn nhất đối với mọi quốc gia – và cũng là cơ hội cho Việt Nam nếu đầu tư mạnh vào đào tạo thiết kế IC.

5. Vì sao không thể đạt “độc lập tuyệt đối” trong ngành chip

Ngay cả khi đầu tư lớn, việc chạy đua để “tự làm tất cả” sẽ dẫn tới chi phí tăng cao nhưng hiệu quả thấp hơn.

6. Tri thức trong ngành bán dẫn – thứ không thể mua

Chỉ 20% kiến thức trong ngành bán dẫn có thể ghi chép dưới dạng tài liệu (process flows, specs).
Còn lại 80% là tri thức ngầm (tacit knowledge) – gồm khả năng phán đoán vấn đề, tối ưu yield, xử lý khủng hoảng – chỉ có thể học được qua đào tạo và trải nghiệm hàng chục năm.

“Giá trị thật của ngành bán dẫn nằm trong con người – không nằm trong quy trình.”

7. Con đường “tự chủ thực tế” cho Việt Nam

Thay vì cố gắng tự làm tất cả, Việt Nam nên tập trung vào những mắt xích mang giá trị tri thức cao – đặc biệt là thiết kế vi mạch (IC design).
Đây là bước đầu tiên trong chuỗi giá trị bán dẫn, đòi hỏi năng lực sáng tạo và kỹ năng kỹ thuật, nhưng không cần đầu tư hạ tầng quá lớn như xây fab.

VMIC (Vietnam Microchip Innovation Center) hiện là đơn vị tiên phong trong hai hướng đi chiến lược:

1. Đào tạo nhân lực thiết kế IC theo giáo trình quốc tế, cố vấn chuyên môn và giảng viên là các chuyên gia quốc tế cốt cán trong ngành bán dẫn

   • Chương trình đào tạo analog … chuyên sâu, thực tiễn theo lộ trình ngắn ngày, cô đọng.

   • Kết nối doanh nghiệp và trường đại học để hình thành đội ngũ kỹ sư IC chất lượng cao.

2. Tư vấn – thiết kế – chế tạo vi mạch theo yêu cầu

   • Hỗ trợ doanh nghiệp từ ý tưởng → mô phỏng → layout → tape-out.

   • Tập trung vào analog & mixed-signal – các lĩnh vực nền tảng nhưng thiếu hụt chuyên gia tại Việt Nam.

Trung tâm Đổi mới Vi mạch Việt Nam VMIC Edu hướng đến việc góp phần xây dựng Việt Nam có thể “tự chủ bán dẫn” một cách thực tế, kỹ sư Việt Nam có thể tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị toàn cầu. 

Không quốc gia nào có thể hoàn toàn độc lập về bán dẫn, nhưng mọi quốc gia có thể làm chủ năng lực riêng trong chuỗi giá trị toàn cầu.

“You can’t buy semiconductor independence – but you can build it through people, knowledge, and collaboration.”

—-

Tài liệu tham khảo

How Nations Can Achieve Realistic Semiconductor Self-Sufficiency 

Tác giả: Jan-Bart Smits & David Harap.