Việt Nam hợp tác với Đại học Tokyo để chế tạo thử chip theo mô hình MPW

Một nhóm kỹ sư có thể mô phỏng chip hàng tháng nhưng vẫn chưa biết nó đo được gì trên bàn thử. Muốn trả lời, nhóm phải gửi thiết kế tới nơi chế tạo, nhận linh kiện thật rồi đo. Nếu chỉ cần vài mẫu, tự trả chi phí cho cả một đợt sản xuất là rào cản lớn. Tại Tokyo ngày 9/11/2026, Cục Công nghệ số và Trí tuệ nhân tạo của Việt Nam và phòng thí nghiệm d.lab thuộc Đại học Tokyo trao biên bản ghi nhớ về phát triển năng lực chế tạo thử. Một nội dung là mô hình MPW: nhiều nhóm đưa thiết kế lên chung một phiến bán dẫn để chia chi phí của đợt làm mẫu.

Vì sao làm vài con chip vẫn đắt?

Hình dung một nhóm phát triển mạch đọc tín hiệu từ cảm biến. Trên máy tính, nhóm có thể thay đổi sơ đồ, bố trí linh kiện và mô phỏng tín hiệu. Khi thiết kế sẵn sàng để chế tạo, nhà máy cần thông tin về hình dạng và vị trí của các cấu trúc sẽ hình thành trên từng lớp. Bộ mặt nạ quang khắc là một phần của công cụ dùng để chuyển các hình đó lên phiến bán dẫn. Chuẩn bị bộ mặt nạ và chạy dây chuyền phát sinh chi phí ngay cả khi nhóm chỉ muốn vài mẫu để đo.

Nếu cả phiến dùng một thiết kế, nhiều vị trí trên phiến có thể lặp cùng một mẫu chip. Với mô hình Multi-Project Wafer, các thiết kế tương thích được ghép vào cùng bộ mặt nạ cho đợt chế tạo thử. Khi phiến được cắt, mỗi nhóm nhận những miếng chip thuộc thiết kế của mình. Có thể hình dung giống nhiều tác giả chia diện tích một tờ in lớn: mỗi người nhận phần đã đặt, còn chi phí chuẩn bị và chạy máy được chia. Trong sản xuất bán dẫn, phần dùng chung có thêm ràng buộc về công nghệ, vật liệu và cách bố trí.

Mỗi nhóm vẫn phải nộp một thiết kế làm được

Không thể đặt hai bản vẽ tùy ý cạnh nhau. Các dự án trên cùng chuyến phải phù hợp với quy trình chế tạo đã chọn. Nhà máy cung cấp quy tắc thiết kế, chẳng hạn đường dẫn điện phải rộng bao nhiêu hoặc hai cấu trúc được đặt gần nhau đến đâu. Các nhóm dùng bộ dữ liệu và mô hình do nhà máy cung cấp để thiết kế, mô phỏng và kiểm tra. Nếu phát hiện thiết kế vi phạm quy tắc sát ngày nộp, nhóm có thể phải lùi sang chuyến sau. Chi phí làm mẫu giảm nhờ chia sẻ, đổi lại nhóm có ít quyền chọn lịch và điều kiện chế tạo hơn.

Chế tạo xong cũng chưa kết thúc dự án. Có những mẫu được đo trực tiếp khi còn trên phiến. Có mẫu cần đóng gói, nghĩa là đặt miếng chip vào vỏ bảo vệ và tạo đường kết nối ra bo mạch. Sau đó nhóm mới cấp điện, đưa tín hiệu vào và đo đầu ra. Ví dụ, một mạch đọc cảm biến có thể chạy đúng nhưng phát sinh nhiều nhiễu hơn dự kiến khi đặt trên bo mạch thực. Nếu nhóm có kế hoạch đo ngay từ lúc thiết kế, kết quả thất bại cũng có ích: nó cho biết phần nào cần sửa ở vòng sau.

Thỏa thuận ở Tokyo bổ sung khâu nào cho Việt Nam?

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, đơn vị tham dự diễn đàn với một thỏa thuận riêng về AI, xác nhận nội dung hợp tác MPW giữa Cục và d.lab. Theo VnExpress, hai bên dự kiến xây năng lực hỗ trợ ở Trung tâm quốc gia hỗ trợ sản xuất thử chip bán dẫn, từ chuẩn bị và kiểm chứng thiết kế đến đánh giá sau chế tạo. Giai đoạn đầu ưu tiên một số thiết kế phù hợp với nguồn lực và công nghệ có thể tiếp cận.

Giá trị của một đầu mối chung là giúp một nhóm đi qua các khâu mà từng trường hoặc doanh nghiệp nhỏ khó tự tổ chức. Chẳng hạn, phòng thí nghiệm giỏi thiết kế mạch có thể thiếu người quen chuẩn bị dữ liệu cho một nhà máy cụ thể; ngược lại, có mẫu vật lý nhưng không có thiết bị đo hoặc bo thử phù hợp thì khó giải thích sai lệch. Huấn luyện kỹ sư trên một thiết kế chạy hết vòng giúp chuyển giao cả những bước đó. Biên bản ghi nhớ nêu hướng hợp tác, chưa phải công bố về một dây chuyền chế tạo phiến đã hoạt động ở Việt Nam hay một lịch mở nhận thiết kế.

Đo thành công bằng kết quả của từng vòng làm mẫu

Với một nhóm muốn tham gia, câu hỏi thiết thực là công nghệ nào được tiếp cận, hạn chót nộp thiết kế, kích thước vùng được cấp và bộ mẫu nhận về ở dạng nào. Thời gian từ lúc nộp đến lúc có thể đo cũng quan trọng. Nếu phải đợi lâu mới tới chuyến kế tiếp, một lỗi phát hiện muộn có thể đẩy cả chương trình nghiên cứu lùi lại. Nhóm nên dành công sức cho kiểm chứng trước khi nộp và chuẩn bị song song kịch bản thử, thay vì chờ mẫu về mới thiết kế cách đo.

Ở cấp chương trình, những chỉ dấu đáng theo dõi là bao nhiêu nhóm gửi được thiết kế đạt quy tắc, nhận mẫu và đo được tính năng đặt ra; nhóm có thể sửa thiết kế và đi tiếp vòng sau hay không. Một mẫu hoạt động tốt là bước có giá trị, nhưng sản xuất hàng loạt còn cần kiểm tra độ đồng đều, tỷ lệ linh kiện đạt và độ tin cậy lâu dài. MPW giải quyết một rào cản cụ thể trước các bước đó: cho phép nhiều nhóm chia chi phí để sớm biết bản thiết kế của họ làm được gì khi trở thành chip thật.

Nguồn: PTIT — các thỏa thuận tại diễn đàn Tokyo; VnExpress — nội dung hợp tác MPW ngày 9/11; Europractice — cách vận hành dịch vụ MPW.

Ảnh minh họa phiến silicon, không phải mẫu chế tạo theo thỏa thuận tại Tokyo — Inductiveload. Trang nguồn; phạm vi công cộng. Ảnh dùng nguyên bản.