Bước đột phá trong ngành bán dẫn của Việt Nam

Trong một sự kiện đáng chú ý vào cuối tháng 6/2025, công ty Diginal, một thành viên của CT Group, đã giới thiệu bản thiết kế chip ADC (Analog-to-Digital Converter) do đội ngũ kỹ sư Việt Nam phát triển. Sự kiện này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của ngành bán dẫn tại Việt Nam, khẳng định khả năng tự chủ trong thiết kế và làm chủ công nghệ lõi.

Vai trò của chip ADC trong thời đại chuyển đổi số

Trong xu hướng chuyển đổi số toàn diện và xây dựng bản sao số (digital twin) đang ngày càng trở nên phổ biến, nhu cầu về các hệ thống thông minh có khả năng ‘cảm nhận’, ‘hiểu’, và ‘phản hồi’ chính xác với thế giới vật lý đang trở nên cấp thiết. Chip ADC và DAC (Digital-to-Analog Converter) đóng vai trò quan trọng như cầu nối, biến đổi tín hiệu analog như âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ thành dữ liệu số để các vi xử lý, hệ thống AI hay FPGA có thể xử lý dễ dàng.

Ứng dụng rộng rãi của chip ADC

Theo đại diện của Diginal, chip ADC và DAC đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực an ninh – quốc phòng, chúng được sử dụng trong các hệ thống radar cảnh giới, vũ khí điều khiển chính xác, máy bay không người lái (UAV), cũng như các hệ thống giám sát và dẫn đường. Trong nông nghiệp thông minh, các cảm biến đo độ ẩm, nhiệt độ, chất lượng đất kết hợp với bộ chuyển đổi ADC/DAC hỗ trợ thu thập dữ liệu thời gian thực và điều khiển hệ thống tưới tiêu tự động, giúp tối ưu hóa năng suất và tiết kiệm tài nguyên.

Đặc biệt, trong ngành công nghiệp ôtô tự hành, chip ADC là thành phần then chốt trong hệ thống camera, cảm biến LiDAR và radar, giúp thu thập hình ảnh, khoảng cách và độ sâu của vật thể xung quanh một cách liên tục và chính xác. Dữ liệu này được chuyển thành tín hiệu số, cho phép thuật toán xử lý nhanh và đảm bảo phản ứng kịp thời với các tình huống giao thông phức tạp.

Tầm quan trọng của việc làm chủ công nghệ bán dẫn

Làm chủ công nghệ bán dẫn, đặc biệt là chip chuyển đổi ADC/DAC, chính là ‘chìa khóa’ mở ra tiềm năng xây dựng các hệ sinh thái số như đô thị thông minh, lưới điện thông minh, nông nghiệp chính xác, y tế số… Việc tự thiết kế và sản xuất chip ADC không chỉ nâng cao năng lực công nghệ lõi ở khâu thiết kế front-end và tối ưu hệ thống mà còn giảm thiểu sự phụ thuộc vào linh kiện nhập khẩu, tăng tỷ lệ nội địa hóa, kiểm soát chất lượng và bảo mật ngay từ khâu đầu.

Kết luận

Chip ADC không chỉ là một linh kiện điện tử mà còn được xem như ‘chìa khóa công nghệ’ giúp Việt Nam bứt phá trong kỷ nguyên số, khẳng định vị thế và đóng góp vào quá trình chuyển đổi số toàn cầu. Với việc làm chủ công nghệ bán dẫn, Việt Nam có thể nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia, bảo vệ an ninh quốc phòng và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế số.

Các nhà nghiên cứu đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực phát triển phần cứng lượng tử. Họ đã tạo ra một con chip có khả năng tạo ra và duy trì ánh sáng lượng tử ổn định. Điều đặc biệt ở con chip này là nó được sản xuất bằng quy trình công nghệ CMOS 45 nm, vốn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ xử lý như x86 hay ARM.

Con chip này chứa 12 vòng silicon cực nhỏ, được gọi là “bộ cộng hưởng vòng vi mô”. Mỗi vòng có khả năng tạo ra các cặp hạt ánh sáng (photon) với tính chất lượng tử đặc biệt. Đây là nền tảng cho nhiều công nghệ lượng tử hiện đại. Trước đây, để tạo ra photon, người ta cần sử dụng những thiết bị phòng thí nghiệm cồng kềnh và phức tạp. Tuy nhiên, con chip này không chỉ tạo ra ánh sáng lượng tử mà còn giúp duy trì sự ổn định của ánh sáng đó.

Các bộ cộng hưởng vòng vi mô tuy mạnh mẽ nhưng lại rất nhạy cảm với những thay đổi nhỏ về nhiệt độ hoặc sai số trong quá trình chế tạo. Điều này có thể khiến chúng hoạt động lệch pha và làm ngắt dòng photon. Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một cơ chế tự điều chỉnh được tích hợp ngay trên chip. Mỗi bộ cộng hưởng đều có một đi-ốt quang nhỏ để theo dõi hiệu suất hoạt động, cùng với bộ gia nhiệt siêu nhỏ và mạch điều khiển đi kèm. Nhờ hệ thống này, cả 12 bộ cộng hưởng có thể vận hành đồng bộ một cách ổn định mà không cần đến thiết bị ngoại vi cồng kềnh như trong các phòng thí nghiệm.

Đây là một bước tiến nhỏ nhưng có ý nghĩa rất lớn, cho thấy rằng chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng các hệ thống lượng tử ổn định và có thể lặp lại trong môi trường sản xuất công nghiệp. Con chip trong nghiên cứu này được phát triển cùng với GlobalFoundries và Ayar Labs, một công ty đi đầu trong công nghệ kết nối quang học phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI) và các hệ thống máy tính hiệu năng cao.

Việc con chip lượng tử này có điểm chung với thế giới AI không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên. Công nghệ quang tử cũng có thể mở ra hướng phát triển cho máy tính lượng tử ở quy mô lớn. Không khó để hình dung một tương lai nơi phần cứng AI và lượng tử cùng được sản xuất trên một nền tảng silicon chung. Thực tế, Nvidia cũng đang đầu tư mạnh vào lĩnh vực này, nên tốc độ phát triển trong thời gian tới có thể sẽ còn nhanh hơn nữa.

Khái niệm “nhà máy ánh sáng lượng tử” không chỉ là cách nói hình tượng. Giống như chip điện tử truyền thống cần dòng điện, hay mạng quang học cần ánh sáng laser, công nghệ lượng tử trong tương lai cũng sẽ cần nguồn ánh sáng lượng tử ổn định và đáng tin cậy. Bằng việc chứng minh có thể tạo ra và duy trì nguồn sáng này trực tiếp trên chip silicon, đồng thời có thể sao chép và sản xuất hàng loạt, nhóm nghiên cứu đã cho thấy phần cứng lượng tử hoàn toàn có thể vươn ra khỏi phòng thí nghiệm và bước vào sản xuất đại trà như cách mà máy tính truyền thống đã làm được.