Bán dẫn Việt Nam: Làm chủ thiết kế vi mạch trong thời đại AI

Theo Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, giai đoạn 2024–2030 đặt mục tiêu hình thành ít nhất 100 doanh nghiệp thiết kế vi mạch và phát triển quy mô nhân lực ngành bán dẫn lên trên 50.000 kỹ sư, cử nhân.

Trong khi đó, Chương trình phát triển nguồn nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn đặt mục tiêu đến năm 2030 có ít nhất 50.000 nhân lực trình độ đại học trở lên tham gia các công đoạn của chuỗi giá trị bán dẫn, trong đó có ít nhất 15.000 kỹ sư thiết kế vi mạch.

Những mục tiêu này đặt ra yêu cầu phát triển nhân lực theo hướng đáp ứng nhu cầu thực tế của ngành, trong đó năng lực thiết kế và nghiên cứu phát triển là những yếu tố cần được chú trọng.

Trong bối cảnh AI ngày càng phát triển, năng lực và tư duy thực sự của kỹ sư vi mạch lại càng trở nên quan trọng. Đây cũng là chủ đề được bàn thảo trong Hội thảo “Shaping Semiconductor Engineering Excellence”, cùng với Lễ ra mắt Trung tâm Đổi mới Vi mạch Việt Nam (VMIC – Vietnam Microchip Innovation Center) vừa qua tại Hà Nội.

TÌM ĐIỂM CÂN BẰNG TRONG THIẾT KẾ VI MẠCH HIỆN ĐẠI THỜI AI

Trong bối cảnh chip số được nhắc đến nhiều, Tiến sĩ Malcolm H. Smith, cựu Kiến trúc sư trưởng tại Intel và chuyên gia từng làm việc tại Amalfi Semiconductor, cho rằng vi mạch số không thể tồn tại độc lập với vi mạch tương tự. Theo ông, tín hiệu số thực chất là sự trừu tượng hóa, trong khi mọi hoạt động của con chip đều chịu sự chi phối của các nguyên lý vật lý và điện tử tương tự.

Bởi lẽ, ngay cả những bộ xử lý số tiên tiến nhất cũng phải phụ thuộc vào các mạch quản lý nguồn, tạo xung nhịp, chuyển đổi tín hiệu và giao tiếp với thế giới bên ngoài thông qua cảm biến, sóng vô tuyến hay các thiết bị điều khiển. Đây chính là lý do nền tảng kiến thức về vi mạch tương tự có ý nghĩa quan trọng đối với việc thiết kế và phát triển các hệ thống bán dẫn.

Từ kinh nghiệm thực tiễn tại các tập đoàn công nghệ, Tiến sĩ Malcolm H. Smith đã chia sẻ bốn tình huống điển hình về những sai sót trong thiết kế vi mạch: con chip vượt qua mọi bài kiểm tra nội bộ nhưng không hoạt động trong điều kiện thực tế của khách hàng; lỗi thiết kế khiến các khối mạch phụ thuộc lẫn nhau và không thể khởi động; sự xung đột giữa các vòng hồi tiếp khi thay đổi công nghệ chế tạo; hay con chip bị phá hủy do vi phạm giới hạn vật lý của linh kiện. Điểm chung của những trường hợp này là các mạch điện và mô phỏng có thể đều cho kết quả đạt yêu cầu, nhưng quy trình thiết kế vẫn bỏ sót những vấn đề mang tính hệ thống.

AI có thể giúp kỹ sư tăng tốc độ thiết kế, tự động hóa và tối ưu những bài toán đã có lời giải, nhưng không thể thay thế khả năng thấu hiểu bản chất vật lý, trực giác và tư duy phản biện khi đối diện với những vấn đề hoàn toàn mới

Tiến sĩ Malcolm H. Smith Cựu Kiến trúc sư trưởng tại Intel, chuyên gia từng làm việc tại Amalfi Semiconductor

“AI có thể giúp kỹ sư tăng tốc độ thiết kế, tự động hóa và tối ưu những bài toán đã có lời giải, nhưng không thể thay thế khả năng thấu hiểu bản chất vật lý, trực giác và tư duy phản biện khi đối diện với những vấn đề hoàn toàn mới”, Tiến sĩ Malcolm H. Smith nhấn mạnh. Theo ông, tương lai thuộc về những kỹ sư biết cách làm việc cùng AI, kết hợp sức mạnh công nghệ với năng lực sáng tạo và phán đoán của con người.

“Sự xuất sắc trong kỹ thuật (Engineering Excellence) không nằm ở việc biết mọi câu trả lời, mà ở khả năng tìm ra câu trả lời tiếp theo”, Tiến sĩ Malcolm H. Smith nói.

Mang đến góc nhìn từ lĩnh vực nghiên cứu và đào tạo trong chuyên đề “Trực giác chuyên gia và hiệu quả AI: Tìm điểm cân bằng trong thiết kế vi mạch hiện đại”, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Mai Anh Tuấn, giảng viên cao cấp tại Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội, đã chia sẻ một thử nghiệm thực tế, trong đó AI được kết nối trực tiếp với các công cụ thiết kế điện tử (EDA), có thể thực hiện quy trình thiết kế một mạch khuếch đại tương tự từ yêu cầu kỹ thuật đến bản thiết kế vật lý đạt kiểm tra DRC/LVS chỉ trong khoảng một giờ, dưới sự giám sát của con người. Tuy nhiên, theo PGS.TS Mai Anh Tuấn, AI có thể đẩy nhanh quá trình thiết kế, nhưng trực giác kỹ thuật, khả năng sáng tạo kiến trúc và đưa ra những quyết định quan trọng vẫn thuộc về người kỹ sư.

Nếu Tiến sĩ Malcolm H. Smith nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thấu hiểu các nguyên lý vật lý nền tảng qua những bài học thực tiễn, thì PGS.TS Mai Anh Tuấn tiếp cận từ góc độ đào tạo: kỹ sư cần được trang bị kiến thức cơ bản vững chắc, rèn luyện tư duy thiết kế và học hỏi từ những chuyên gia giàu kinh nghiệm, trước khi sử dụng AI như một công cụ gia tăng năng lực.

HỢP TÁC VỚI CÁC CHUYÊN GIA QUỐC TẾ, ĐÀO TẠO NHÂN LỰC THIẾT KẾ VI MẠCH

Tại sự kiện, Trung tâm đổi mới vi mạch Việt Nam VMIC - Vietnam Microchip Innovation Center - đã chính thức ra mắt. VMIC có 2 trụ cột chính, bao gồm đào tạo nâng cao năng lực và nghiên cứu, phát triển công nghệ. Bên cạnh đó, VMIC phát triển hợp tác với các chuyên gia quốc tế để thiết kế các chương trình đào tạo thực chiến, cô đọng theo nhu cầu của người học.

Với doanh nghiệp, các chương trình đào tạo theo nhu cầu được kỳ vọng góp phần rút ngắn thời gian đào tạo, chuẩn hóa năng lực kỹ thuật, hỗ trợ xử lý những bài toán phức tạp và tăng tốc độ mở rộng đội ngũ. Với các trường đại học và cơ sở nghiên cứu, việc kết nối được kỳ vọng tạo thêm cơ hội đưa kiến thức học thuật vào thực tiễn phát triển sản phẩm.

Ông Nguyễn Lương Hàn, Tổng Giám đốc VMIC cho biết, trong quá trình học, VMIC xây dựng bài kiểm tra mô phỏng, tổ chức đánh giá năng lực thiết kế theo chuyên đề, không chỉ kiểm tra kết quả cuối cùng mà còn chú trọng cách phân tích, lập luận và kiểm chứng của người học. Các hoạt động thực tập, trải nghiệm dự án thực tế giúp người học tiếp cận yêu cầu kỹ thuật, quy trình làm việc và tinh thần trách nhiệm của môi trường thiết kế. Học viên sẽ được đánh giá và cấp chứng nhận cụ thể dựa trên cơ sở tiêu chí và kết quả đánh giá minh bạch.

Trước đó, VMIC đã triển khai nhiều hoạt động nhằm phát triển cộng đồng trong lĩnh vực thiết kế vi mạch tương tự, vi mạch cao tần và vi mạch hỗn hợp. Các hoạt động gồm webinar trực tuyến về lộ trình gia nhập ngành thiết kế vi mạch và phương pháp phân tích vi mạch tương tự. Ngay trước lễ ra mắt, VMIC cũng tổ chức workshop thực hành “Excellence Insight Lab – Trải nghiệm phỏng vấn kỹ thuật trong thiết kế vi mạch tương tự” tại Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC).

Bà Trần Ngọc Vân, quản lý Trung tâm Đào tạo Thiết kế Vi mạch VMIC, cho biết VMIC mong muốn không chỉ trang bị kiến thức và kỹ năng sử dụng các công cụ thiết kế hiện đại, mà quan trọng hơn là giúp học viên xây dựng nền tảng chuyên môn vững chắc, rèn luyện tư duy kỹ thuật và khả năng giải quyết những bài toán thực tiễn.

Trong thời đại AI, khi các công cụ ngày càng thông minh và quy trình thiết kế ngày càng được tự động hóa, chính những năng lực cốt lõi này sẽ tạo nên sự khác biệt của người kỹ sư. Đây cũng là nền tảng để Việt Nam từng bước phát triển đội ngũ nhân lực chất lượng cao, tiến tới làm chủ công nghệ thiết kế vi mạch.

Theo các chuyên gia, Việt Nam đặt mục tiêu phát triển ngành bán dẫn, bài toán vì vậy không chỉ là đào tạo đủ nhân lực để đáp ứng nhu cầu trước mắt, mà còn là tạo điều kiện để đội ngũ kỹ sư tích lũy kiến thức, kinh nghiệm thực hành và năng lực nghiên cứu trong dài hạn.