Ngành Công nghiệp Vi mạch Việt Nam chính thức hội nhập thế giới

Sự ra đời của sản phẩm chip vi xử lý 8 bit RISC Sigmak3 do Trung tâm nghiên cứu và đào tạo thiết kế vi mạch (ICDREC) - Đại học Quốc gia TP.HCM đánh dấu một sự khởi đầu nhiều triển vọng của ngành Công nghiệp vi mạch Việt Nam, mở ra một thời kỳ mới : Công nghệ điện tử “ made in Viet Nam ”.

Nhân dịp này, Tạp chí CN có cuộc trao đổi với ông Ngô Đức Hoàng - Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Đào tạo thiết kế vi mạch xoay quanh ngành công nghiệp mới này.

Ông đánh giá thế nào về ngành Công nghiệp vi mạch Việt Nam ?

Trong năm 2006 ngành công nghiệp vi mạch, hay công nghiệp bán dẫn ( semiconductor industry ) trên thế giới đã đạt doanh thu gần 261 tỷ USD, cung cấp sản phẩm cho các ngành điện tử, như: máy tính và thiết bị lưu trữ (công nghệ thông tin) khoảng 54%; viễn thông 26%; điện tử dân dụng 14%; cơ khí và tự động hóa 5%; các ngành khác chiếm 1%. (điện tử quốc phòng, điện tử y tế...). Doanh thu từ lĩnh vực vi mạch (bán dẫn) được dự đoán chiếm đến 35% tổng doanh thu toàn ngành điện tử vào năm 2010 (khoảng 350 tỷ USD/1.000 tỷ USD) và tiếp tục gia tăng ở mức 6,1%/năm.

Người ta cũng chia các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp vi mạch (bán dẫn) làm 3 dạng: các công ty chế tạo ra chip (chipmaker) là các công ty thiết kế và tự chế tạo ra chip cho chính họ (như Intel); các công ty dạng fabless, là các công ty thiết kế nhưng không tự sản xuất chip, mà bán sản phẩm thiết kế, hoặc gửi thiết kế đến các nhà máy sản xuất chip (như Qualcomm, Xilinx); các nhà máy sản xuất chip (foundary), là các công ty không thiết kế chip chỉ chuyên chế tạo chip theo thiết kế được gửi tới. Hiện nay, ngành công nghiệp vi mạch thế giới đang bùng nổ xu hướng fables, đây cũng là xu hướng chung của các nước đi sau trong lĩnh vực công nghiệp này.

Ở Việt Nam hoạt động chính của ngành điện tử Việt Nam là lắp ráp sản phẩm điện tử tiêu dùng nên dẫn đến mất cân đối nghiêm trọng giữa sản phẩm điện tử tiêu dùng (chiếm 80%) và điện tử chuyên dùng (chiếm 20%). Trong khi ở các nước phát triển, tỷ lệ này là ngược lại. Với kỳ vọng trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, Nhà nước đã liên tục bảo hộ ngành công nghiệp quan trọng này trong suốt gần 30 năm. Thế nhưng, đến nay, ngành điện tử Việt Nam gần như chỉ khai thác sản phẩm cũ, lợi nhuận gần như không còn, nên giá trị gia tăng của sản phẩm điện tử chỉ đạt được từ 5 đến 10%. Phần lớn các công ty Việt Nam chỉ tập trung lắp ráp, linh kiện và IC đều mua của nước ngoài, mà hiện nay chủ yếu là mua tại Trung Quốc. Nhận thức được tầm quan trọng này, trong khoảng 5 năm gần đây, với chính sách mở cửa, nhiều công ty nước ngoài và công ty có vốn từ Việt kiều trong ngành thiết kế vi mạch đã bắt đầu đầu tư vào Việt Nam và coi công nghệ vi mạch là bộ não, quyết định tăng cường khả năng hoạt động của tất cả các hệ thống điện tử, công nghệ thông tin, viễn thông và tự động hóa...

Hiện tại, Việt Nam cũng đã có nhiều công ty nước ngoài đầu tư vào Việt Nam trong lĩnh vực này như: Công ty Renesas (Nhật), đứng hàng thứ 7 trên thế giới (2005) đã mở Renesas Việt Nam, thực hiện một phần công việc thiết kế vi mạch cho hãng chính tại Nhật; Công ty SDS (Mỹ), thực hiện thiết kế và bán lõi IP về IC nhớ; Công ty Viet Vmicro (Mỹ) xin đầu tư vào khu công nghệ cao TP.HCM và xây dựng nhà máy sản xuất chip đầu tiên tại Việt Nam. Sản phẩm chính của họ sẽ là các analog IC dùng trong thiết bị cầm tay; Công ty Signet (Mỹ) chuyên làm một phần thiết kế vi mạch, đó là timing và layout. Đặc biệt, Tập đoàn Intel – tập đoàn lớn nhất thế giới về sản xuất vi mạch đã đầu tư vào khu công nghệ cao TP.HCM với hơn 1 tỷ USD để thành lập nhà máy thực hiện các khâu testing và đóng gói vi mạch.

Năm 2007, lại xuất hiện thêm những đại gia trong ngành công nghiệp bán dẫn với khuynh hướng nổi bật là thành lập các trung tâm R&D, cụ thể: Công ty Altera, đứng hàng thứ 2 trên thế giới về FPGA, đã thành lập trung tâm R&D tại khu chế xuất Tân Thuận; Công ty AMCC, đang xúc tiến việc thành lập trung tâm R&D cũng tại khu chế xuất Tân Thuận…

Với tình hình hiện nay, khi Việt Nam đã trở thành thành viên chính thức của Tổ chức Thương mại Thế giới (WTO) và được hưởng quy chế PNTR của Mỹ, chắc chắn sẽ càng có nhiều công ty và tập đoàn hàng đầu thế giới về thiết kế và sản xuất vi mạch đầu tư vào Việt Nam. Nhất là sau khi Việt Nam gia nhập WTO, chúng ta thấy có một làn sóng đầu tư mới của Nhật đến Việt Nam, trong đó, số lượng các công ty thiết kế và sản xuất vi mạch là lĩnh vực mạnh của Nhật sẽ đầu tư vào Việt Nam ngày càng nhiều.

Đầu năm 2008, với sản phẩm chíp SigmaK3 đã mở ra một thời kỳ mới cho ngành công nghệ điện tử của Việt Nam. Đây có thể xem minh chứng rằng Việt Nam hoàn toàn có đủ khả năng để tạo ra được những lõi IP (công nghệ chuyển giao) để tham gia vào thị trường thế giới. Đặc biệt, đây là những sản phẩm có thể thay thế hoàn toàn hàng ngoại nhập để sử dụng cho công nghệ điện tử trong nước. Sự ra đời này đã đánh dấu một thời kỳ mới: Thời kỳ công nghệ điện tử “made in Viet Nam”.

Để ngành công nghiệp vi mạnh Việt Nam phát triển ngang tầm thế giới, theo ông cần phải có những điều kiện gì ?

Theo sự điều tra sơ bộ của chúng tôi, ngay trong tình trạng hiện nay, các công ty đã có mặt tại Việt Nam hiện đang đối diện với một khó khăn đó là thiếu hụt nguồn nhân lực một cách trầm trọng. Cụ thể, Renesas có nhu cầu 1.000 chuyên viên thiết kế vi mạch đến 2010, thế nhưng cho đến thời điểm này họ chỉ mới tuyển được hơn 300 chuyên viên. Tập đoàn Intel tuyên bố họ cần đến 4.000 nhân công cho nhà máy tại Việt Nam, trong đó gồm 1.500 kỹ sư.

Trước nhu cầu nguồn nhân lực cao cấp của ngành thiết kế vi mạch, một số trường đại học, đặc biệt là các trường thành viên của Đại học Quốc gia TP.HCM đã xây dựng các phòng thí nghiệm trực thuộc, cụ thể: Phòng thí nghiệm thiết kế và mô phỏng vi mạch thuộc Khoa Điện-Điện Tử , Đaị học Bách Khoa TP.HCM; Phòng thí nghiệm thiết kế vi mạch và hệ thống nhúng thuộc trường Đại học Khoa học Tự Nhiên; Phòng thí nghiệm vi mạch thuộc Khoa Điện tử - Viễn thông thuộc trường Đại học Khoa học Tự Nhiên. Các phòng thí nghiệm này đều có những đầu tư nhất định của riêng mình nhưng nhìn chung đều thiếu lực để đầu tư các phần mềm và nâng cấp cơ sở vật chất nhằm đưa phòng thí nghiệm thiết kế vi mạch đạt tiêu chuẩn công nghiệp của thế giới.

Trung tâm nghiên cứu và đào tạo thiết kế vi mạch ra đời đã có những đóng góp gì cho sự phát triển của ngành công nghiệp vi mạnh Việt Nam ?

Trong năm 2007 trung tâm đã có nhiều thành quả nổi bật như sau :

Về nghiên cứu khoa học, sản xuất thử nghiệm :

- Thực hiện thành công đề tài vườn ươm : “ Thiết kế và chế tạo thử nghiệm chip vi xử lý 8 bit RISC SigmaK3 Ver 1.0”. Đặt, nhận chip mẫu từ nhà máy MOSIS và phát triển thành công các ứng dụng. Lễ công bố chip vi xử lý RISC đầu tiên của Việt Nam diễn ra vào ngày 16-1-2008.

- Đấu thầu thành công đề tài cấp Nhà nước: “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm lõi IP và chip vi xử lý 16/32 bit”. Đề tài sẽ tạo ra chip Vi xử lý RISC 16/32 bit đầu tiên của Việt Nam trên cơ sở công nghệ TSMC 0.25 um.

- ICDREC đã bảo vệ thành công bước đầu đề tài phối hợp giữa ĐHQG TP.HCM và Bộ Khoa học Công nghệ: “Thiết kế lõi IP và chế tạo thử nghiệm chip vi xử lý HN-07 và chip ổn áp LDO ( low- drop voltage regulator ).

Về công tác đào tạo :

- Tổ chức khóa học đầu tiên về thiết kế vi mạch với môn học “Thiết kế Vi mạch số”. Đây là môn học đầu tiên của chương trình đào tạo cao học về thiết kế vi mạnh của Đại học Texas tại Austin do TS. Phạm Năng Tùng, chuyên gia Công ty Qualcomm (Mỹ) đảm nhiệm.

- Tổ chức các khóa huấn luyện cho chuyên viên ICDREC dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia của Synopsys cách sử dung các tool Leda và VCS, phần mềm Design Compiler và Astro, Hercules.

- Mở lớp đào tạo ngắn hạn mang tính thử nghiệm “Thiết kế vi mạch số” tại Đại học Bách Khoa TP.HCM vào năm 2005 .

- Mở lớp “Thiết kế mạch số với Verilog trên card DE2 của hãng Altera” tại Đại học Bách Khoa TP.HCM, số học viên: 120 sinh viên, tài trợ học phí cho 30 sinh viên giỏi nhất để chuẩn bị lực lượng cho ICDREC. Đây là chương trình tài trợ thiết bị và tài liệu giảng dạy của Altera.

- Ngoài ra, Trung tâm còn đang xúc tiến xây dựng chương trình đào tạo thường xuyên về thiết kế vi mạch, phối hợp với các đơn vị: Trung tâm Đào tạo CNTT-Sở BCVT, VMA… Ký hợp đồng đào tạo vi điều khiển ARM và DSP với VietSo- Petro…

Về công tác liên kết với phía công nghiệp và các giáo sư trong, ngoài nước:

- Công ty Altera – công ty đứng hàng thứ 2 về FPGA trên thế giới – đã cung cấp các kit thí nghiệm .

- Công ty Wavecomm – chuyên về giải pháp vi điều khiển dùng trong lĩnh vực vô tuyến với lõi ARM đã ký thoả thuận tài trợ phần mềm và kit phát triển .

- Sở Bưu Chính Viễn Thông TP.HCM đồng ý chuyển 10 lisence thiết kế vi mạch analog và 10 lisence thiết kế PCB của hãng Cadence cho phòng thí nghiệm thiết kế và mô phỏng vi mạch nhằm phục vụ công tác nghiên cứu và đào tạo.

- Về phía công nghiệp, chúng tôi nhận được đề nghị thiết kế board mạch điều khiển máy giặt và máy điều hòa trên cơ sở SigmaK3 cho Công ty Điện lạnh thuộc Tập đoàn Hòa Phát.

Sự ra đời của chip vi xử ly 8-bit RISC SigmaK3 là niềm tự hào của ICDREC, xin ông giới thiệu về loại chíp mới này ?

Chip vi xử ly 8-bit RISC SigmaK3 là loại CPU 8 bit tốc độ cao, tiêu hao năng lượng thấp sử dụng kiến trúc RISC hiệu chỉnh với bus chương trình và bus dữ liệu tách rời nhau, cho phép truy xuất bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình đồng thời.

Để minh chứng cho khả năng của chip vi xử lý 8-bit RISC SigmaK3 đầu tiên của Việt Nam, các kỹ sư ICDREC đã phát triển 2 ứng dụng của chip thông qua việc điều khiển hệ thống quang báo và robot. ở hệ thống quang báo có kích thước 150x1200 mm dung chip làm đơn vị xử lý trung tâm (CPU), quang báo có khả năng hiển thị chuỗi có chiều dài tối thiểu 8192 ký tự, thay đổi màu sắc theo 3 màu xanh lá, đỏ, cam và có kiểu hiển thị tĩnh, động. Robot tự hành, dung 2 chip làm đơn vị xử lý trung tâm (CPU) có nhiệm vụ di chuyển tới, quay về theo lộ trình định sẵn với các góc rẽ 90 và 180 độ. Robot có khả năng dò tìm đường nếu di chuyển lệch ra khỏi các đường định sẵn.

Với thị trường sản phẩm nhúng, thiết bị dân dụng, thiết bị cầm tay thì thị phần các chip vi xử lý RISC 8 bit vẫn còn tăng trưởng mạnh trong suốt những năm đầu thế kỷ XXI, và sẽ còn giữ vững ít nhất trong hàng chục năm nữa. Đơn giản là vì các chip vi xử lý 8 bit vẫn còn được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhúng không đòi hỏi phải hoạt động ở tốc độ cao như: thiết bị điều khiển trong nhà, thiết bị y tế, thiết bị nhỏ... Với hướng nghiên cứu này, ICDREC đã đặt nền móng cho công nghệ vi mạch nước nhà theo 2 dòng vi xử lý với 2 phân khúc thị trường khác nhau.

Bên cạnh những thuận lợi thì hiện ICDREC đang đối mặt với những khó khăn gì ?

Trung tâm luôn được sự động viên về mặt tinh thần của Ban giám đốc Đại học Quốc gia TP.HCM đặc biệt là PGS.TS Phan Thanh Bình – Giám đốc ĐHQG TP.HCM, Ban Khoa học Công nghệ Đại học Quốc gia TP.HCM đặc biệt là PGS.TS Hoàng Dũng – Trưởng Ban và PGS.TS Nguyễn Thanh Nam – Phó trưởng Ban trong những lúc khó khăn nhất để trung tâm vững tin hoàn thành sứ mệnh của đảng và Nhà nước giao phó. Trung tâm còn có đội ngũ chuyên viên của trung tâm đã được đào tạo bài bản bởi những chuyên gia giàu kinh nghiệm ở những công ty thiết kế vi mạch hàng đầu thế giới. Điển hình là GS-TS Đặng Lương Mô, nguyên giáo sư trường Đại học Hosei, Nhật chuyên gia hàng đầu thế giới về vi mạch; TS.Phạm Năng Tùng đến từ Công ty Qualcomm (đứng hàng thứ 7 thế giới về vi mạch) cùng một số đối tác như Synopsys Inc, ARM Inc, Altera Inc, Actel Inc...

Song, bên cạnh đó, chúng tôi còn có đội ngũ cán bộ trẻ năng động, lòng nhiệt tình và khả năng làm việc không biết mệt mỏi, không kể ngày đêm để luôn hướng đến mục tiêu chung là đưa Việt Nam lên bản đồ công nghệ vi mạch thế giới.

Tuy nhiên, chúng tôi cũng đang gặp một số khó khăn như cơ sở vật chất còn yếu kém, thiếu phòng thí nghiệm, thiếu đội ngũ cán bộ giảng dạy… Vì thế, sắp tới đây, chúng tôi cũng sẽ “trải thảm” mời các chuyên gia Việt kiều có tâm huyết để cùng trung tâm tiếp tục sứ mệnh xây dựng công nghệ vi mạch của nước nhà.

Kế hoạch của Trung tâm hướng tới mục tiêu phát triển nào ?

Trước mắt, chúng tôi hiện đang nâng cấp trình độ thiết kế vi mạch số lên công nghệ 0.13 um bỏ qua công nghệ 0.18 um để nhanh chóng bắt kịp trình độ của các nước tiên tiến trên thế giới (Mỹ, Nhật); Triển khai việc nghiên cứu, thiết kế vi mạch analog và RF; Định hướng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm lõi IP chip vi xử lý RISC 16/32 bit (có khả năng chuyển sang chế độ 16 bit khi cần thiết). Sau khi đóng gói sản phẩm IP và đạt được yêu cầu chứng nhận (AMPP Approved và OpenMORE Rating), các sản phẩm IP này sẽ được công bố trên các sàn giao dịch cụ thể là 2 sàn giao dịch Design and Reuse và Chip Estimate.

Tháng 3 và 4/2008, Trung tâm cử 19 kỹ sư và 02 thạc sĩ sang Singapore huấn luyện chuyên sâu về phần mềm thiết kế vi mạch (commercial) của Synopsys. Hiện nay, ICDREC đã được đầu tư phần mềm thiết kế vi mạch digital gồm 20 license education và 1 license commercial của Synopsys sắp tới là 20 license education và 1 license commercial về analog của Synopsys trong dự án nâng cao nguồn nâng lực của ICDREC.

Bên cạnh đó, chúng tôi cũng tiến hành xây dựng hoàn chỉnh phòng thí nghiệm thiết kế vi mạch ICLAB với 2 module lớn: Module nghiên cứu và ứng dụng phần mềm Synopsys; Module Mentor & AMCC do Mentor Graphics cùng AMCC đồng tài trợ nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu khả năng đào tạo nguồn nhân lực cho Việt Nam nói chung và đào tạo theo địa chỉ nói riêng.

- Công ty MOSIS ( nhà máy sản xuất chip lớn nhất trên thế giới tại Hoa Kỳ ) đã ký MOU với ICDREC ủy quyền cho ICDREC trở thành đối tác độc quyền của MOSIS tại Việt Nam.

- Trong tuong lai ICDREC sẽ hướng đến việc trở thành trung tâm đào tạo độc quyền của ARM tại Viêt Nam ( ARM Approved Training Center ).