Vì sao doanh nghiệp cần thiết kế & chế tạo vi mạch riêng?

Trong thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến một làn sóng chuyển dịch mạnh mẽ: từ việc sử dụng các chip thương mại sẵn có sang tự thiết kế và chế tạo vi mạch riêng. Từ các tập đoàn công nghệ hàng đầu như Apple, Tesla, Amazon cho tới các startup phần cứng mới nổi, tất cả đều đang hướng đến mục tiêu chung – làm chủ công nghệ lõi thông qua vi mạch tùy chỉnh.

Sự chuyển dịch này không chỉ là một xu hướng nhất thời. Nó phản ánh một thực tế rõ ràng: trong bối cảnh công nghệ điện tử phát triển với tốc độ chóng mặt, thiết kế vi mạch riêng chính là con đường để doanh nghiệp tối ưu hiệu năng, bảo vệ sở hữu trí tuệ và tạo khác biệt trên thị trường.

1. Thiết kế và Chế tạo vi mạch riêng – Bước đi để làm chủ hiệu năng sản phẩm

Mỗi sản phẩm điện tử đều có yêu cầu riêng về công suất, độ chính xác và khả năng xử lý tín hiệu. Tuy nhiên, các chip thương mại (COTS – Commercial Off-The-Shelf) thường được thiết kế cho mục đích chung, khiến doanh nghiệp khó tối ưu hiệu năng cho ứng dụng cụ thể của mình.

Việc chế tạo vi mạch riêng, đặc biệt là trong lĩnh vực analog và mixed-signal, cho phép doanh nghiệp tạo ra chip có thông số kỹ thuật hoàn toàn phù hợp với nhu cầu thực tế.
Một chip analog được thiết kế riêng có thể:

• Giảm nhiễu và méo tín hiệu, cải thiện độ tuyến tính.

• Tối ưu tiêu thụ năng lượng, đặc biệt trong thiết bị IoT hoặc cảm biến pin nhỏ.

• Rút ngắn thời gian phản hồi và tăng độ ổn định hệ thống.

• Kết hợp nhiều khối mạch analog và digital trên cùng một die, giúp hệ thống gọn nhẹ và tiết kiệm chi phí.

Theo báo cáo của EDN (2024), các custom analog ASIC có thể tăng hiệu suất tổng thể từ 20% đến 40% so với giải pháp dùng IC thương mại.

2. Tạo khác biệt và độc quyền công nghệ – “Chìa khóa vàng” của doanh nghiệp hiện đại

Trong thời đại mà sản phẩm phần cứng ngày càng dễ sao chép, sở hữu công nghệ lõi trong vi mạch là một lợi thế không thể thay thế.
Doanh nghiệp có thể:

• Tạo ra tính năng độc quyền: ví dụ, cảm biến có độ nhạy riêng hoặc mạch đo có độ phân giải cao hơn so với chip thương mại.

• Tối ưu hiệu năng theo nhu cầu thực tế, thay vì bị giới hạn bởi thiết kế chung của nhà sản xuất.

• Giữ bí mật công nghệ: vì chip được chế tạo riêng, cấu trúc bên trong không thể bị sao chép dễ dàng.

Như nhận định của Nasdaq (2025): “Doanh nghiệp làm chủ silicon riêng không chỉ giảm chi phí, mà còn sở hữu khả năng sáng tạo không giới hạn.”

Điều này đặc biệt đúng trong bối cảnh các lĩnh vực như ô tô điện, thiết bị y tế, năng lượng tái tạo và AI đều yêu cầu mạch analog có hiệu năng và độ chính xác cực cao – điều mà chip thương mại khó đáp ứng hoàn toàn.

3. Giảm chi phí dài hạn nhờ tích hợp và tối ưu thiết kế

Một trong những hiểu lầm phổ biến là chế tạo chip riêng luôn đắt đỏ. Thực tế, chi phí phát triển ban đầu (NRE – Non-Recurring Engineering) có thể cao hơn, nhưng về dài hạn, doanh nghiệp sẽ tiết kiệm đáng kể chi phí sản xuất và vật liệu.

Ví dụ: một custom analog ASIC có thể tích hợp từ 5–10 khối mạch rời trên cùng một con chip. Điều này giúp:

• Giảm số lượng linh kiện cần mua.

• Tiết kiệm không gian PCB, giảm trọng lượng sản phẩm.

• Rút ngắn quy trình lắp ráp và kiểm tra.

• Nâng cao độ tin cậy, giảm tỷ lệ lỗi trong sản xuất hàng loạt.

Khi sản lượng đạt đến vài chục nghìn sản phẩm mỗi năm, việc chế tạo vi mạch tùy chỉnh thậm chí có thể giúp giảm chi phí hệ thống tới 25%.

4. Xu hướng thị trường: Sự trỗi dậy của analog và chip tùy chỉnh

Theo thống kê từ Custom Market Insights (2024), giá trị thị trường thiết kế và chế tạo vi mạch toàn cầu đạt hơn 425 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến vượt 600 tỷ USD vào năm 2033.
Trong đó, mảng analog và mixed-signal chiếm hơn 60% tổng giá trị ngành bán dẫn – một minh chứng rõ ràng rằng analog không hề “lỗi thời”, mà đang trở thành trụ cột của công nghệ hiện đại.

Các chuyên gia từ Semiconductor Engineering cũng cho biết: “Analog ICs đang trải qua giai đoạn tái sinh mạnh mẽ, với hàng loạt công ty khởi nghiệp tập trung vào cảm biến, năng lượng và hệ thống thông minh.”

Đặc biệt, với sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT), nhu cầu chế tạo chip analog hiệu năng cao, tiêu thụ năng lượng thấp đang tăng nhanh chưa từng có.
Trong nhiều hệ thống AI, phần xử lý tín hiệu đầu vào – âm thanh, hình ảnh, cảm biến – đều được thực hiện bởi các khối analog/mixed-signal chuyên dụng.
Không có analog, không có dữ liệu đầu vào chính xác cho AI.

5. Tự chủ chuỗi cung ứng – Bài học sau khủng hoảng chip

Cuộc khủng hoảng chip toàn cầu 2020–2023 đã khiến hàng nghìn doanh nghiệp bị đình trệ sản xuất, chỉ vì thiếu vài linh kiện nhỏ.
Từ đó, một xu hướng rõ ràng đã hình thành: tự chủ thiết kế vi mạch để giảm phụ thuộc vào chuỗi cung ứng bên ngoài.

Khi doanh nghiệp tự chế tạo chip riêng, họ có thể:

• Chọn nhà gia công (foundry) phù hợp với nhu cầu và ngân sách.

• Kiểm soát hoàn toàn thông số kỹ thuật và tiến độ sản xuất.

• Chủ động tái thiết kế khi có thay đổi về linh kiện hoặc thị trường.

Đây không chỉ là chiến lược kỹ thuật, mà còn là chiến lược kinh doanh sống còn – giúp doanh nghiệp duy trì ổn định trước biến động toàn cầu.

6. Khi nào nên đầu tư vào chế tạo vi mạch riêng?

Không phải doanh nghiệp nào cũng cần chế tạo chip riêng ngay lập tức. Tuy nhiên, có một số trường hợp rõ ràng cho thấy đã đến lúc nên đầu tư vào công nghệ này:

• Khi sản phẩm đòi hỏi hiệu năng vượt trội hoặc độ chính xác tín hiệu cao.

• Khi cần giảm kích thước, tiêu thụ điện năng hoặc tăng độ bền hệ thống.

• Khi doanh nghiệp có định hướng phát triển sản phẩm độc quyền, hoặc muốn bảo mật thiết kế lõi.

• Khi sản lượng đạt mức đủ lớn để tối ưu chi phí thiết kế và sản xuất.

Những lĩnh vực đi đầu xu hướng này bao gồm: thiết bị y tế, cảm biến công nghiệp, ô tô điện, năng lượng tái tạo, IoT, và thiết bị đo lường chuyên dụng.

7. Việt Nam và cơ hội trong lĩnh vực chế tạo vi mạch

Tại Việt Nam, ngành thiết kế vi mạch (IC design) đang chuyển mình mạnh mẽ. Nhu cầu nhân lực kỹ sư IC tăng nhanh, trong khi nguồn đào tạo bài bản còn hạn chế.
Chính vì vậy, Vietnam Microchip Innovation Center (VMIC) ra đời với hai định hướng song song:

1. Đào tạo nhân lực thiết kế IC chuyên sâu, có kiến thức & tư duy hiện đại, thực tiễn, đặc biệt ở các mảng: analog design, mixed-signal, layout và verification – đáp ứng nhu cầu nhân lực đang khan hiếm và cần thiết của thị trường bán dẫn trong nước và quốc tế.

2. Cung cấp dịch vụ tư vấn – thiết kế – chế tạo vi mạch theo yêu cầu, hỗ trợ doanh nghiệp từ ý tưởng, mô phỏng, layout đến tape-out và thử nghiệm chip mẫu.

Với đội ngũ chuyên gia, cố vấn là những người đã góp phần tạo nên những cột mốc lịch sử của ngành bán dẫn toàn cầu, như Malcolm Smith, Trung tâm Đổi mới Vi mạch Việt Nam VMIC mong muốn trở thành cầu nối vững chắc giữa đào tạo, nghiên cứu và ứng dụng thực tế – nơi doanh nghiệp có thể tìm kiếm giải pháp vi mạch tối ưu, đồng thời xây dựng đội ngũ kỹ sư nội bộ chuyên nghiệp.

VMIC tự hào là Trung tâm vi mạch đầu tiên tại Việt Nam có giáo trình bài bản và giảng viên quốc tế chuyên sâu, giàu kinh nghiệm thực tiễn trong chế tạo và thiết kế vi mạch tại các tập đoàn lớn trên thế giới.