Điều kiện để Việt Nam gia nhập vào cuộc đua chip quang tử trên thế giới

Khác với vi mạch điện tử, nơi thông tin được vận chuyển bằng electron (tín hiệu điện), chip quang tử sử dụng photon (tín hiệu ánh sáng) để truyền và xử lý dữ liệu.

Cách tiếp cận này mang lại một số lợi thế đáng kể: tốc độ cao hơn, băng thông rộng hơn và hiệu suất năng lượng tốt hơn, bởi giảm thiểu tổn thất do điện trở và sinh nhiệt, những yếu tố phổ biến trong mạch điện.

Chia sẻ tại hội thảo "Photonics - Công nghệ quang tử và cơ hội cho Việt Nam" do Visemi Foundation vừa tổ chức, TS Hà Sơn Tùng, Phó trưởng bộ môn Công nghệ quang tiên tiến, Viện Nghiên cứu kỹ thuật vật liệu – IMRE (Singapore) cho hay cách đây 60 - 70 năm, với chiếc máy tính đầu tiên mà con người phát minh ra, bóng bán dẫn "to như bóng đèn". Hiệu năng thấp, nhưng kích cỡ máy tính to bằng cả căn phòng.

Chip quang tử nhỏ hơn, hiệu năng lớn hơn

Tuy nhiên hiện nay, một con chip có hàng tỉ bóng bán dẫn, hiệu năng tăng lên rất cao nhưng lại tốn rất ít năng lượng.

"Xu hướng của chip quang tử cũng như vậy, nhỏ hơn, hiệu năng cao hơn và năng lượng tiêu tốn ít hơn", ông Tùng nói.

Cũng theo ông Tùng, lĩnh vực chip điện tử thế giới đã phát triển 60 - 70 năm. Hiện nay các quốc gia cạnh tranh nhau theo kiểu “mạnh vì gạo, bạo vì tiền”: ai có nhà máy to, công nghệ, máy móc hiện đại sẽ chiến thắng. Những công ty nhỏ, hay những nước đang phát triển như Việt Nam sẽ rất khó chen chân vào chuỗi cung ứng toàn cầu.

Tuy nhiên, với chip quang tử, hiện vẫn còn rất nhiều thứ để khám phá, nên dư địa cho các startup cũng như các nước nhỏ vẫn rất lớn. Cơ hội góp mặt vào chuỗi cung ứng của Việt Nam trong 5 - 10 năm tới sẽ rất cao, nếu tập trung đầu tư từ bây giờ.

Có chung quan điểm, TS Trần Anh Minh, Phó chủ tịch nghiên cứu Nexus Photonics (Mỹ) cho hay chip quang tử sử dụng công nghệ chế tạo bán dẫn ở node cũ (trên 100nm) và công nghệ sản xuất chip rẻ hơn chip điện tử tân tiến nhiều lần. Chip quang tử cũng có tính tùy biến cao, do nhu cầu thay đổi quy trình để tối ưu hóa hiệu năng cho từng ứng dụng khác nhau.

TS Trần Anh Minh, Phó chủ tịch nghiên cứu Nexus Photonics (Mỹ)

Ông Minh cho rằng đây là cơ hội cho các công ty nhỏ khởi nghiệp, đồng thời cũng là cơ hội cho các quốc gia đi sau đang muốn bứt phá lên. Các nước lớn, chip quang tử chưa có ứng dụng quá nhiều như chip điện tử. Những ứng dụng khác thì tương đối nhỏ lẻ và mỗi lĩnh vực lại cần sự đầu tư khác biệt, tùy biến.

“Ngoài ra, chế tạo chip quang tử không quá đắt đỏ. Việc đầu tư một nhà máy sản xuất chip quang tử ước tính khoảng 100 - 200 triệu USD. Với số tiền này đã có thể xây dựng được một nhà máy có năng lực sản xuất khá lớn, đủ phục vụ cho thị trường 5 - 10 năm”, ông Minh nêu.

Theo ông Minh, với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ chip quang tử và khả năng tích hợp cao, chip này sẽ hứa hẹn bùng bổ như cuộc cách mạng của vi mạch điện tử, mở ra kỷ nguyên mới cho nhiều ứng dụng.

Ông Minh cho hay chiến lược của Bộ Quốc phòng Mỹ từ năm 2024, chỉ ra 3 công nghệ chip sẽ thay đổi cục diện ngành bán dẫn trong tương lai. Đó là chip quang tử, chip lượng tử và chip sinh học. Trong 3 công nghệ này, cái gần nhất là chip quang tử. Đây cũng là công nghệ quan trọng để chip lượng tử phát triển được.

“Hầu như các quốc gia lớn như Mỹ, châu Âu, Trung Quốc đã đầu tư nhiều hơn cho lĩnh vực này từ 5 - 10 năm nay. Với những quốc gia nhỏ, đi sau thì đây hoàn toàn là cơ hội, còn rất nhiều vấn đề cần khám phá và giải quyết”, ông Minh nêu.

Dù kích thước rất nhỏ, những các bộ phận trên chip quang tử rất đa dạng

Theo đó, khi Việt Nam 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.

Ngoài ra, 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…

Lam Thanh