Tháng 10/2004 khi Renesas thông báo mở văn phòng ở TP HCM. Khi ấy, số tập đoàn công nghệ tầm cỡ thế giới hiện diện ở Việt Nam mới đếm trên đầu ngón tay. "Đó là công việc trong mơ với dân kỹ thuật như tôi", ông Trần Đắc Khoa kể.

"Tuyển kỹ sư thiết kế bán dẫn" - mẩu tin cỡ bao diêm nằm lọt thỏm giữa tờ nhật báo lập tức thu hút sự chú ý của kỹ sư trẻ Trần Đắc Khoa. Bên dưới dòng tít nhỏ xíu là lời giới thiệu ngắn gọn về Renesas - doanh nghiệp Nhật thuộc top 10 thế giới trong lĩnh vực chip bán dẫn.

Từ khi trúng tuyển vào tập đoàn bán dẫn top đầu thế giới, kỹ sư Trần Đắc Khoa không thể hình dung mình sẽ cần 5 năm để được thiết kế hoàn chỉnh con chip đầu tiên trong sự nghiệp.

Đầu thập niên 2000, bán dẫn là ngành công nghệ cao mới nổi tại Việt Nam. Những người trong ngành như ông Khoa đều hiểu "quyền lực" của tấm silicon siêu nhỏ này. Mỗi transistor kích cỡ nanomet - chưa bằng một phần nghìn sợi tóc, trong chip giống như những "công tắc" bật tắt dòng điện của mọi thiết bị điện tử - dù nhỏ như điện thoại, máy tính, hay lớn như tủ lạnh, ôtô... Là linh kiện quan trọng bậc nhất trong tất cả sản phẩm, công nghiệp bán dẫn trở thành xương sống cho sự phát triển của kỷ nguyên công nghệ.

Sau Renesas, sức nóng của ngành này tăng lên khi Intel - tập đoàn sản xuất chip có doanh thu lớn nhất thế giới - công bố mở nhà máy đóng gói và kiểm thử trị giá một tỷ USD tại TP HCM năm 2006. Sự xuất hiện của hai doanh nghiệp hàng đầu được xem như cột mốc đưa Việt Nam trở lại "sân chơi" ngành chip toàn cầu sau khi Z181, nhà máy bán dẫn đầu tiên, dừng sản xuất đầu những năm 1990.

Nhiều doanh nghiệp nước ngoài nối gót sang Việt Nam mở văn phòng, phối hợp với các trường để đào tạo nhân sự. Trong nước, Trung tâm nghiên cứu Thiết kế Vi mạch (microchip - chip bán dẫn chứa mạch điện tử) đầu tiên cũng được thành lập tại Đại học Quốc gia TP HCM năm 2005.

Sau gần 20 năm, Việt Nam đang chuẩn bị cho làn sóng đầu tư bán dẫn mới khi thiết lập quan hệ đối tác chiến lược toàn diện với Mỹ - quốc gia dẫn đầu thế giới về công nghệ cao. Trong bối cảnh nhiều nước châu Á cũng hạ quyết tâm làm chủ công nghệ "xương sống" này, theo tính toán của Bộ Thông tin và Truyền thông Việt Nam cần ít nhất 50.000 kỹ sư vào năm 2030, gấp 10 lần con số hiện nay, để có chỗ đứng trên bản đồ bán dẫn thế giới.

Những mẫu chip đầu tiên của Việt Nam

"Đó là một cột mốc huy hoàng với chúng tôi", ông Khoa nhớ lại.

Trần Đắc Khoa đã vượt qua 3 vòng tuyển chọn với tỷ lệ một chọi 10. Ông cùng 19 kỹ sư Việt đầu tiên của Renesas phải dành hơn ba tháng học khóa đào tạo cơ bản của chuyên gia Nhật Bản, trước khi vào dự án thực tế. Và mất thêm nửa thập kỷ, nhóm kỹ sư Việt tại Renesas mới được tham gia đầy đủ các bước thiết kế một chip hoàn chỉnh đọc ổ đĩa quang. Đến 2012, đội ngũ của ông lần đầu được giao thực hiện toàn bộ khâu thiết kế sản phẩm quan trọng bậc nhất công ty: chip ôtô.

Cùng gia nhập ngành thiết kế vi mạch vào giai đoạn bùng nổ như ông Khoa, kỹ sư Nguyễn Thanh Yên chưa quên thất bại ngay lần thử đầu tiên.

Năm 2004, khi sắp tốt nghiệp, ông Yên làm tại công ty thiết kế vi mạch Active-Semi. Sau hơn một năm, tính cả thời gian học việc, chip đầu tiên ông tham gia thực hiện ra lò, nhưng không chạy được. Công ty tổn thất 200.000 USD (gần 5 tỷ đồng), còn nhóm triển khai mất thêm sáu tháng tìm hiểu nguyên nhân thất bại.

Họ bắt đầu lại. 9 tháng sau, chip thứ hai xuất xưởng thành công, mang về doanh số lớn, bù đắp cho dự án trước. "Làm chip là quá trình mang nặng đẻ đau. Đợi đến khi đứa con ra đời, không có lỗi gì, chúng tôi mới thở phào", ông nhớ về quãng thời gian mới bước vào lĩnh vực này.

Vòng đời dự án tính bằng năm, một lỗi sai nhỏ có thể phá huỷ thành quả của đội ngũ cả trăm người, khiến các công ty thiết kế bán dẫn luôn đề cao kinh nghiệm thực chiến của kỹ sư, theo ông Yên.

Nhưng không dễ để săn lùng những người kỳ cựu như vậy. Là một trong các kỹ sư Việt giữ vị trí quản lý chủ chốt tại Renesas Việt Nam, ông Khoa đau đầu suốt nhiều tháng qua vì chưa tìm được đủ nhân sự kinh nghiệm để bổ sung cho dự án lớn năm tới, dù TP HCM là nơi ước tính tập trung 75% kỹ sư vi mạch của cả nước.

"Các bạn mới ra trường chưa đủ khả năng làm chip độ khó cao. Còn người lành nghề không có sẵn nhiều, các công ty phải cạnh tranh với nhau để thu hút", ông lý giải.

20 năm phát triển

Hơn 10 năm quan sát cộng đồng vi mạch, ông Nguyễn Thanh Yên nhận thấy hầu hết sinh viên tốt nghiệp đều mất thêm 3-6 tháng đào tạo cơ bản tại công ty. Sau đó, họ bắt đầu từ công việc mô phỏng, kiểm tra tính năng. Sau 2-3 năm ở vị trí này, dưới sự hỗ trợ 1-1 của người đi trước, nhân sự mới được tham gia công đoạn chính yếu trong thiết kế chip.

"Muốn thành thạo một khâu trong thiết kế vi mạch, các bạn trẻ phải mất vài năm trời. Kiên nhẫn là yếu tố bắt buộc nếu muốn theo ngành này", chuyên gia 20 năm trong nghề đúc kết. Để so sánh, nhân sự lập trình phần mềm sau hai năm đã có thể giữ vị trí quản lý với mức lương cao hơn kỹ sư vi mạch cùng xuất phát điểm. Do đó, ngành bán dẫn không hấp dẫn được nhiều sinh viên như khối công nghệ thông tin.

Dưới góc độ người làm đào tạo, GS Trần Xuân Tú, Viện trưởng Công nghệ Thông tin thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội, cho biết trước đây vi mạch vốn không phải lĩnh vực "nóng" được sinh viên lựa chọn khi vào đại học.

Theo thống kê sơ bộ, cứ 100 sinh viên tốt nghiệp ngành điện tử viễn thông tại Đại học Quốc gia Hà Nội, chỉ 10-15 người chọn theo thiết kế vi mạch. Hai lý do quan trọng nhất là yêu cầu cao của ngành này và đãi ngộ trên thị trường lao động ở giai đoạn trước chưa đủ hấp dẫn.

Bên cạnh đó, giáo sư Tú đánh giá nhiều năm qua, việc đào tạo nhân lực thiết kế vi mạch và công nghệ bán dẫn phần lớn dựa trên nỗ lực tự thân của từng đơn vị, cá nhân, chưa có một chiến lược tổng thể dài hơi mang tầm vóc quốc gia. Một trong những yếu tố dễ thấy là sự thiếu hụt đầu tư cơ sở vật chất trong đào tạo ngành này.

Sau 20 năm kể từ khi ngành thiết kế vi mạch hiện đại hình thành, việc đầu tư phòng thí nghiệm, trang thiết bị, công cụ để đào tạo vẫn là điều xa xỉ với nhiều cơ sở. Chỉ riêng chi phí mua bản quyền phần mềm thiết kế chip phổ biến trên thế giới đã lên tới vài trăm nghìn, thậm chí cả triệu USD một năm - mức các đại học khó vươn tới. Không được tiếp cận công cụ hiện đại, sinh viên tốt nghiệp khó đáp ứng ngay nhu cầu của doanh nghiệp. Nhà đầu tư thấy nhân lực chưa sẵn sàng, lại không muốn chọn Việt Nam.

Ông Tú nhớ lại 10 năm trước, nhiều công ty chip lớn trên thế giới cũng từng đến Hà Nội khảo sát. Tuy nhiên sau cùng, họ quyết định không mở công ty vì đánh giá điều kiện nhân lực chưa sẵn sàng.

"Không có thị trường đầu ra, đương nhiên đại học không dám đầu tư đào tạo số lượng lớn. Đây là bài toán con gà - quả trứng nhiều năm", giáo sư Tú nói. Hệ quả là quy mô đội ngũ kỹ sư bán dẫn của Việt Nam phát triển chậm.

Trước thực tế đó, những doanh nghiệp tiên phong phải tự tìm cách giải bài toán cho mình nếu muốn mở rộng.

Từ những ngày đầu tại Việt Nam đến nay, Renesas hợp tác với nhiều đại học, hỗ trợ đào tạo thêm các môn học về thiết kế vi mạch, tuyển dụng sinh viên ngay từ giai đoạn chuẩn bị tốt nghiệp. Hiện với hơn 1.000 kỹ sư, Việt Nam là trung tâm thiết kế lớn nhất bên ngoài Nhật Bản của tập đoàn này.

"Chúng tôi đã không sai lầm với lựa chọn của mình 20 năm trước", tiến sĩ Noriaki Sakamoto, Tổng giám đốc Renesas Việt Nam, nói. Ông cho biết khi đó, số lượng kỹ sư và số đại học đào tạo về bán dẫn rất ít, nhưng Renesas nhìn thấy tiềm năng của nhân sự trẻ Việt Nam - chăm chỉ, chịu khó, sẵn sàng học hỏi và tiếp thu công nghệ mới nhanh chóng.

Mô hình phối hợp giữa nhà trường và doanh nghiệp, tập trung vào các khoá đào tạo ngắn, ngày càng phổ biến trong lĩnh vực bán dẫn. Nhưng để phát triển ngành một cách căn cơ và lâu dài, những chương trình như vậy chưa đủ với Việt Nam, theo GS Đặng Lương Mô - cố vấn đặc biệt của Trung tâm nghiên cứu Thiết kế Vi mạch (ICDREC).

Thiết kế được xem là khâu tạo ra giá trị gia tăng cao nhất, chiếm khoảng 50-60% trong toàn chuỗi sản xuất chip, còn chế tạo là 30-40%, trong khi đóng gói đóng góp nhỏ nhất, chưa đến 10%. Thiết kế, với vốn đầu tư thấp nhưng giá trị cao, vì thế đang là mảng được Việt Nam ưu tiên.

Tuy nhiên, giáo sư Mô cho rằng hiện nay, Việt Nam thực tế mới chiếm một phần giá trị nhỏ trong thiết kế chip. Cái gốc của bán dẫn là nghiên cứu phát triển (R&D) kiến trúc tổng thể. Được ví như phần nền móng của ngôi nhà, đây là nền tảng để kỹ sư dựa vào, thiết kế hoàn chỉnh chip theo yêu cầu của khách hàng.

"Nếu chỉ tập trung vào những công đoạn thiết kế trên bề mặt mà không đi vào cốt lõi, chúng ta cũng không kiếm được bao nhiêu tiền", ông nói. Nhưng muốn có những người ở vị trí kiến trúc sư trưởng hay tổng công trình sư, Việt Nam phải đào tạo được những chuyên gia có khả năng nghiên cứu sâu ở bậc sau đại học.

Nhân lực đào tạo ngành bán dẫn Việt Nam

Ông Sakamoto đánh giá Việt Nam có đội ngũ kỹ sư trẻ tiềm năng, nhưng còn quá ít chuyên gia nghiên cứu bậc cao về thiết kế. Tại Nhật Bản, kỹ sư muốn làm việc trong bộ phận thiết kế chip của Renesas phải có bằng thạc sĩ trở lên. Còn ở Việt Nam, số nhân sự trình độ sau đại học làm việc tại công ty mới chiếm hơn 10%.

Ông Trịnh Khắc Huề, Giám đốc chi nhánh Việt Nam của công ty bán dẫn quốc tế Qorvo, cũng nhận định phần lớn kỹ sư trong nước vẫn đang thực hiện các khâu có tính gia công. "Việt Nam đặc biệt thiếu các tổng công trình sư - người làm chủ hoàn toàn công nghệ thiết kế để phát triển nên những chip mới", ông Huề nêu quan điểm tại một diễn đàn phát triển doanh nghiệp công nghệ tháng 12/2023.

Sau hai thập kỷ, Việt Nam một lần nữa đứng trước cơ hội bứt tốc trong cuộc đua. Trong các chuyến thăm ngoại giao năm 2023, Mỹ, Nhật Bản đều đặt vấn đề hợp tác, hỗ trợ Việt Nam sản xuất chip bán dẫn. Chỉ trong nửa đầu tháng 12/2023, Chủ tịch Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Mỹ John Neffeur, sau đó là CEO Jensen Huang của Nvidia - doanh nghiệp chip có vốn hoá lớn nhất toàn cầu, lần lượt đến Hà Nội với chung nhận định đánh giá cao tiềm năng của Việt Nam.

"Đến gần đây, khi ngành chip thiết hụt nhân lực trên toàn cầu, nhiều doanh nghiệp đang quay lại Việt Nam", PGS Trần Xuân Tú nói.

Cuộc chạy đua làm chip

Không riêng Việt Nam, nhiều quốc gia ở Đông Nam Á như Malaysia, Thái Lan, Philippines cũng đặt trọng tâm phát triển bán dẫn - ngành công nghiệp "nóng" nhất trên toàn cầu hiện nay.

"Muốn vượt lên họ, Việt Nam phải tìm cách đi nhanh hơn", GS Đặng Lương Mô nói, nhấn mạnh thực tế xếp hạng đại học trong nước vẫn thấp hơn đáng kể nhiều quốc gia ASEAN.

Muốn đạt kế hoạch 50.000 kỹ sư vi mạch bán dẫn, các trường đại học phải tăng gấp 10 lần quy mô nhân sự so với toàn bộ thành quả gần 20 năm qua (hơn 5.000 người). Đây là con số thách thức nhưng khả thi, theo các chuyên gia và nhà quản lý.

Theo Bộ trưởng Giáo dục và Đào tạo Nguyễn Kim Sơn, Việt Nam hiện có 35 cơ sở đại học đào tạo các ngành liên quan vi mạch bán dẫn. Năm tới, các trường dự kiến tuyển sinh trên 1.000 sinh viên riêng cho chuyên ngành thiết kế chip, còn nhóm ngành liên quan là khoảng 7.000. Con số này ước tính tăng dần 20-30% mỗi năm.

Từ kinh nghiệm thực tế, GS Trần Xuân Tú cho biết sinh viên tốt nghiệp từ ngành điện tử, kỹ thuật máy tính, vật lý, toán tin hoàn toàn đủ khả năng làm việc trong lĩnh vực thiết kế vi mạch và công nghệ bán dẫn, nếu bổ sung một số kiến thức trong 3-6 tháng. Điều này phù hợp với định hướng đào tạo thêm kỹ năng tại chỗ để chuyển đổi 20.000-30.000 kỹ sư công nghệ thông tin, điện tử viễn thông sang lĩnh vực bán dẫn trong dự thảo chiến lược phát triển ngành vi mạch của Việt Nam.

Việc đào tạo vì thế phải gắn với nhu cầu thực tế của doanh nghiệp, tránh nguy cơ vừa thừa vừa thiếu. Ví dụ trong thiết kế chip, mỗi vị trí có yêu cầu riêng. Những khâu tập trung vào một số module cụ thể, yêu cầu kỹ năng sử dụng phần mềm chuyên dụng thành thạo có thể đào tạo nhanh. Nhưng để ươm mầm một một tổng công trình sư am hiểu kiến trúc hệ thống đòi hỏi quá trình dài, phức tạp.

Theo chuyên gia này, trên thế giới, hiếm có đại học nào mở riêng ngành về vi mạch. Thay vào đó, ông gợi ý Nhà nước giao cho một đơn vị làm đầu mối chủ trì, điều phối các trường khối kỹ thuật trên toàn quốc về đào tạo vi mạch bán dẫn. Mỗi cơ sở sẽ tập trung vào một số công đoạn phù hợp lợi thế sẵn có. Ngoài ra, trường đầu mối sẽ thiết lập một trung tâm hiện đại với các thiết bị, công cụ mới nhất để các cơ sở khác có thể cùng sử dụng, tiết kiệm chi phí.

"Đầu tư đào tạo trong ngành bán dẫn cực kỳ tốn kém, phức tạp, đặc biệt là khâu chế tạo. Do đó, không nên đầu tư dàn trải, mỗi trường tự làm một kiểu", ông góp ý.

Từ phía doanh nghiệp, TS Noriaki Sakamoto cho rằng nếu Chính phủ có thêm cơ chế khuyến khích như hỗ trợ tài chính, sự hợp tác giữa doanh nghiệp và nhà trường sẽ càng mạnh mẽ.

"Việt Nam có nhiều sinh viên giỏi, thành thạo thiết kế bán dẫn, chúng tôi cũng được lợi vì sẽ tiết kiệm thời gian, chi phí đào tạo khi tuyển dụng", ông Sakamoto nói.

Khi Việt Nam gia tăng vị thế trên bản đồ chuỗi cung ứng bán dẫn, chính các hãng cung cấp giải pháp thiết kế từng chào giá bản quyền triệu USD, nay sẵn sàng hỗ trợ các cơ sở đào tạo tiếp cận miễn phí. Theo chuyên gia, đây là cách các công ty này đón đầu tương lai: càng có nhiều sinh viên quen với phần mềm của họ, các doanh nghiệp tại Việt Nam sẽ càng ưu tiên sử dụng sản phẩm này.

Bán dẫn là ngành công nghệ có độ phức tạp ngày càng tăng. Những kỹ sư có tuổi nghề gần 20 năm như anh Khoa vì thế vẫn tiếp tục phải học hỏi để sẵn sàng cho các dự án có độ khó tăng theo hàm số mũ. Cùng với tiến trình cải thiện hiệu năng chip, các sản phẩm ứng dụng công nghệ mới của Renesas đa số đều có sự tham gia của các kỹ sư Việt.

Nhưng không chỉ dừng lại ở việc nhận dự án theo phân công của tập đoàn, anh Khoa cho biết đội ngũ Việt còn chủ động đóng góp giải pháp riêng để cải tiến quy trình. Mới đây nhất là sáng kiến ứng dụng trí tuệ nhân tạo giúp rút ngắn 30% thời gian kiểm tra tính năng trong quy trình thiết kế. Cải tiến này đã được công ty mẹ giới thiệu cho cả những trung tâm thiết kế khác trên thế giới.

Gần hai mươi năm chinh phục nhiều cột mốc từ con số 0 giúp anh Khoa và cộng sự dám nuôi những giấc mơ ngày càng lớn.

"Trong vài năm tới, tôi tin sẽ có kỹ sư Việt tham gia phát triển phần cốt lõi là kiến trúc tổng thể. Nếu làm được, chúng tôi sẽ hoàn toàn làm chủ công nghệ thiết kế chip", anh Khoa kỳ vọng.