Đầu tiên, xin ông giải thích ngắn gọn chip quang tử là gì và hiện được ứng dụng nhiều nhất ở những lĩnh vực nào?
Tôi rất vui được chia sẻ với Tạp chí Kinh tế Việt Nam/ VnEconomy về một lĩnh vực mà tôi đã dành nhiều đam mê và thời gian nghiên cứu. Hãy hình dung thế này, chip điện tử truyền thống hoạt động dựa trên việc di chuyển các hạt electron. Còn chip quang tử thì sử dụng các hạt ánh sáng, gọi là photon, để truyền tải và xử lý thông tin. Về cơ bản, chúng ta đang thay thế "đường cao tốc điện tử" bằng "siêu xa lộ ánh sáng" trên một con chip siêu nhỏ.
Nhiều người thường nghĩ chip quang tử chỉ gói gọn trong viễn thông, nhưng thực tế bức tranh ứng dụng của nó rộng lớn và thú vị hơn rất nhiều. Tất nhiên, lĩnh vực thống trị và phát triển mạnh nhất hiện nay vẫn là truyền dẫn dữ liệu cho viễn thông và trung tâm dữ liệu. Đây là xương sống của Internet, 5G/6G và các dịch vụ đám mây.
Điều đáng chú ý là một làn sóng dịch chuyển đang diễn ra, nhiều ngành công nghiệp quang học truyền thống cũng đang "thu nhỏ" công nghệ của mình lên chip. Thay vì các thấu kính, máy móc cồng kềnh, chúng ta đang thấy sự trỗi dậy của chip quang tử trong các màn hình thế hệ mới cho kính AR/VR, các siêu bề mặt quang học, thay thế cho ống kính truyền thống và vô số loại cảm biến cho công nghiệp và môi trường.
Nhìn xa hơn nữa về tương lai, chip quang tử chính là chìa khóa cho những ứng dụng đột phá. Chúng ta đang nói về truyền thông vệ tinh – không gian, tính toán lượng tử và cảm biến lượng tử, các cảm biến định vị không - thời gian cho robot và phương tiện tự lái như ô tô, drone hay UAV và cả cảm biến sinh học siêu nhỏ cho các thiết bị y tế đeo trên người.
Vậy đâu là mảng Việt Nam có thể tận dụng trước tiên?
Gần đây, VISEMI Foundation đã tổ chức một hội thảo để những nhà khoa học người Việt Nam đang làm trong lĩnh vực công nghệ quang tử trên nhiều quốc gia khác nhau có dịp hội tụ, đăng đàn và chia sẻ. Tiến sĩ Hà Sơn Tùng, Tiến sĩ Lê Thái Sơn và Tiến sĩ Thăng Phạm cũng có những góc nhìn rất hay về chủ đề này mà độc giả quan tâm tới công nghệ quang tử có thể dành thời gian nghiên cứu các chia sẻ mà rất hiếm khi chúng tôi nói trước công chúng.
Với bức tranh công nghệ mà tôi vừa chia sẻ, câu hỏi “Việt Nam nên bắt đầu từ đâu?” càng quan trọng. Tôi cho rằng điểm khởi đầu vẫn phải là nơi có nhu cầu thị trường rõ ràng và cấp thiết nhất: phát triển hạ tầng cho trung tâm dữ liệu và AI Cloud bằng các liên kết quang tốc độ cao, vừa giải quyết nhu cầu nội địa, vừa tạo động lực cho hệ sinh thái doanh nghiệp.
Song song, Việt Nam nên đầu tư có trọng điểm vào năng lực sản xuất: từ thiết kế, kiểm định, đóng gói đến vật liệu và chế tạo, đặc biệt ở mảng bán dẫn hợp chất (InP, GaAs) với tăng trưởng biểu sinh trong vật liệu (epitaxial growth - MOCVD/MBE) và nhà máy sản xuất chip bán dẫn (fab) quy mô vừa cho thiết bị quang. Chi phí đầu tư cho quang tử không ở mức “khổng lồ” như các node CMOS tiên tiến, nên chúng ta “có cửa” để xây năng lực cốt lõi. Tất nhiên, mọi thứ cần bắt đầu từ việc đầu tư vào nghiên cứu khoa học trong các trường đại học và viện nghiên cứu, tận dụng sự hợp tác với các nước đi trước để có thể đi nhanh.
Nhiều quốc gia lớn cũng chỉ mới tăng tốc vì nhận ra vai trò của quang tử với các công nghệ tương lai; còn rất nhiều bài toán mở cần lời giải. Nếu bắt tay ngay từ bây giờ, tôi có niềm tin rằng Việt Nam có thể bắt kịp và đồng sáng tạo cùng thế giới.
So với chip điện tử truyền thống, lợi thế lớn nhất của chip quang tử trong trung tâm dữ liệu và AI là gì?
Đầu tiên, cần nhấn mạnh điều quan trọng: chip quang tử không sinh ra để thay thế chip điện tử, mà chúng hoạt động song song, bổ trợ cho nhau. Đây là một "liên minh" công nghệ, nơi mỗi bên phát huy thế mạnh của mình.
Hãy hình dung chip điện tử (như CPU, GPU) là những bộ não siêu việt, cực kỳ giỏi trong việc tính toán và xử lý logic. Nhưng khi nhiều "bộ não" cần nói chuyện với nhau, chúng cần một hệ thần kinh siêu tốc. Chip quang tử chính là hệ thần kinh đó.
Trong trung tâm dữ liệu và AI, lợi thế lớn nhất của "liên minh" này chính là phá vỡ các nút thắt cổ chai về giao tiếp dữ liệu. Chip điện tử có thể tính toán rất nhanh, nhưng khi cần gửi và nhận một lượng dữ liệu khổng lồ đến các chip khác trên cùng một bo mạch hoặc giữa các máy chủ, tốc độ của kết nối điện truyền thống không theo kịp và còn tạo ra nhiệt lượng rất lớn. Đây chính là điểm yếu chí mạng làm giảm hiệu suất chung của toàn hệ thống.
Chip quang tử vào cuộc để giải quyết đúng vấn đề này. Chúng tạo ra các "xa lộ ánh sáng" kết nối trực tiếp các "bộ não" điện tử, cho phép chúng trao đổi thông tin với băng thông khổng lồ, tốc độ cực cao và tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều cho việc truyền tin.
Vậy, lợi thế không chỉ nằm ở bản thân con chip quang, mà ở cả kiến trúc hệ thống mới mà nó cho phép tạo ra: một hệ thống nơi việc tính toán và việc truyền thông đều được tối ưu và đạt tốc độ tối đa. Đây là yếu tố then chốt để tăng tốc quá trình huấn luyện AI và xử lý các tập dữ liệu khổng lồ.
Công nghệ này có thể tác động thế nào đến quá trình chuyển đổi số và phát triển kinh tế số của Việt Nam, thưa ông?
Tác động của công nghệ quang tử mang tính nền tảng, giống như cách điện và internet đã thay đổi xã hội. Chip quang tử chính là xương sống vật lý cho nền kinh tế số.
Khi chúng ta có một hạ tầng số đủ mạnh, đủ nhanh và chi phí hợp lý, mọi thứ sẽ được thúc đẩy. Các doanh nghiệp Việt Nam có thể phát triển những dịch vụ đám mây "Made in Vietnam" cạnh tranh hơn. Các nhà khoa học có thể xây dựng những giải pháp phục vụ riêng cho người Việt, giải quyết các bài toán của Việt Nam như nông nghiệp thông minh, y tế chính xác hay tối ưu hóa giao thông.
Nó cũng mở đường cho các công nghệ tương lai như mạng 6G, xe tự hành và thành phố thông minh, những giải pháp công nghệ cao đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu siêu cao và độ trễ cực thấp. Nói cách khác, làm chủ hoặc ứng dụng thành công công nghệ quang tử sẽ giúp Việt Nam không chỉ tham gia mà còn có thể tạo ra giá trị mới trong nền kinh tế số toàn cầu cũng như rút ngắn khoảng cách với các “cường quốc công nghệ” trên thế giới.
Theo ông, Việt Nam hiện đang ở mức độ nào trong nghiên cứu và phát triển chip quang tử? Những rào cản lớn nhất mà Việt Nam cần vượt qua để tham gia chuỗi giá trị toàn cầu của ngành này là gì?
Chúng ta phải thực tế rằng Việt Nam đang ở những bước đi đầu tiên, nhưng đó là những bước đi rất đáng quý. Các viện nghiên cứu, trường đại học đã có những nhóm nghiên cứu nền tảng, có khả năng thiết kế các mạch quang tử đơn giản. Đây là hạt giống ban đầu.
Tuy nhiên, theo tôi, rào cản lớn nhất của chúng ta có ba điểm chính.
Thứ nhất, nguồn nhân lực chất lượng cao. Chúng ta thiếu các kỹ sư, chuyên gia có kinh nghiệm thực tế trong thiết kế, kiểm thử và sản xuất chip quang tử ở quy mô công nghiệp.
Thứ hai, hệ sinh thái hỗ trợ. Ngành công nghiệp này không chỉ cần nhà máy, mà cần cả một hệ sinh thái mà quan trọng nhất là các công ty khách hàng (đầu ra cho sản phẩm và nhân lực), các công ty cung cấp vật liệu, phần mềm thiết kế, thiết bị đo lường, cho đến các quỹ đầu tư mạo hiểm.
Thứ ba, vốn đầu tư lớn và dài hạn. Nghiên cứu và xây dựng một nhà máy sản xuất bán dẫn (fab) đòi hỏi vốn đầu tư hàng trăm triệu USD và một tầm nhìn kéo dài hàng thập kỷ.
Vượt qua những rào cản này không phải là chuyện dễ dàng, nhưng không phải là không thể nếu chúng ta có một chiến lược đúng đắn và sự quyết tâm lớn.
Đâu là kịch bản khả thi nhất để Việt Nam có một chỗ đứng trong ngành này, thưa ông?
Quan điểm của tôi là “ứng dụng dẫn đường, năng lực theo chân”. Điều này có nghĩa là trước hết, Việt Nam có thể tích hợp hệ thống cho viễn thông, trung tâm dữ liệu/AI Cloud, 6G, edge AI và cảm biến công nghiệp. Đó là những môi trường để tạo thị trường và vòng phản hồi từ thị trường.
Từ nền tảng đó, làm chủ thiết kế và IP cho các ứng dụng đang nổi như liên kết tốc độ rất cao, quang học đóng gói chung (co-packaged optics), LiDAR tích hợp trên chip (lidar-on-chip), cảm biến sinh học (biosensing), truyền thông vệ tinh (satcom), quang tử lượng tử, tape-out qua MPW nhưng giữ IP trong nước, đồng thời xây đóng gói với độ tin cậy đạt chuẩn để biến thiết kế thành sản phẩm.
Khi phòng lab và dây chuyền thử nghiệm (pilot line) hoàn thiện, đầu tư xưởng đúc bán dẫn hay xưởng chế tạo chip quy mô vừa để nội địa hóa dần chế tạo và kiểm thử cấp wafer; nhờ đã có khách hàng đi cùng IP và packaging, rủi ro dựng fab giảm, tốc độ học tăng và dần làm chủ trọn chuỗi.
Đề xuất trên có nhịp ba bước, tuy nhiên các đầu việc nên khởi động song song để xây nhân lực và tri thức kịp thời, đáp ứng tốc độ phát triển nhanh và yêu cầu khắt khe từ thị trường.
Theo ông thì liệu chip quang tử có thể trở thành công nghệ lõi giúp Việt Nam “nhảy vọt”, giống như câu chuyện điện thoại di động đã từng giúp nhiều nước vượt qua hạn chế về hạ tầng cố định?
Hoàn toàn có thể. Tôi rất tin vào điều này. Câu chuyện về điện thoại di động là một ví dụ kinh điển của việc "nhảy vọt". Chip quang tử cũng mang trong mình cơ hội tương tự, nếu chúng ta quyết tâm và quyết liệt hiện thực hóa tầm nhìn dài hạn.
Ngành công nghiệp chip điện tử truyền thống đã phát triển trong nhiều thập kỷ, chuỗi cung ứng đã định hình rất vững chắc, để chen chân vào là cực kỳ khó. Trong khi đó, ngành chip quang tử vẫn còn tương đối non trẻ, các tiêu chuẩn và hệ sinh thái vẫn đang trong quá trình hình thành.
Đây chính là cơ hội vàng. Nếu Việt Nam hành động nhanh chóng, quyết liệt và thông minh, chúng ta hoàn toàn có thể tìm được một vị trí quan trọng trong chuỗi giá trị toàn cầu mới này. Chúng ta có thể bỏ qua một vài bậc thang phát triển mà các nước khác đã phải đi qua để “nhảy cóc”.
Nếu được khuyến nghị một chính sách ưu tiên quốc gia cho chip quang tử, ông sẽ chọn điều gì?
Nếu chỉ được chọn một, tôi sẽ chọn đầu tư vào con người - hạ tầng mềm mà các quốc gia đang phát triển thường thiếu hụt, cũng là rào cản đầu tiên của Việt Nam khi đầu tư vào lĩnh vực này. Cụ thể, chúng ta có thể xây dựng một "Đề án quốc gia về đào tạo và thu hút nhân tài cho ngành công nghiệp bán dẫn và quang tử". Chính sách này sẽ bao gồm việc cấp học bổng cho sinh viên xuất sắc đi du học tại các trung tâm hàng đầu thế giới, đồng thời có những chính sách đột phá để thu hút các chuyên gia, nhà khoa học gốc Việt và quốc tế quay về làm việc, nghiên cứu.
Hãy tạo ra những "khu vườn ươm" tốt nhất, nơi những bộ óc tài năng có thể tự do sáng tạo và cống hiến. Công nghệ có thể mua, nhà máy có thể xây, nhưng nếu không có con người đủ trình độ để vận hành, sáng tạo, làm chủ để tiếp tục nghiên cứu phát triển, mọi thứ sẽ trở nên vô nghĩa. Xét cho cùng, con người chính là "công nghệ lõi của mọi công nghệ lõi".
Nội dung đầy đủ bài viết được đăng tải trên Tạp chí Kinh tế Việt Nam số 35+36-2025 phát hành ngày 01/09/2025. Kính mời Quý độc giả tìm đọc tại đây:
Link: https://premium.vneconomy.vn/dat-mua/an-pham/tap-chi-kinh-te-viet-nam-so-33.html
