Ky nguyen cong nghe nano: Vietnam lieu co thi phan?

August 29, 2006

Kỷ nguyên công nghệ Nano : Việt Nam liệu có thị phần.

1. Đặt vấn đề :

Trong không khí từng bừng cải cách của bộ KHCN, biến chiến lược của nhà nước « khoa hoc – công nghệ là mũi nhọn, là ngành thúc đẩy nền kinh tế đất nước phát triển » thành hiện thực. Một vấn đề cấp bách cần đặt ra là chọn ngành công nghiệp nào, cụ thể là lĩnh vực nghiên cứu và sản xuất nào phù hợp với thực trạng của đất nước ta hiện nay : nghèo nàn về cơ sở vật chất, không có khả năng xây dựng những nhà máy điện tử lớn (ví dụ nhà máy sản xuất chip, linh kiện điện tử). Mà giả sử có đủ khả năng xây dựng những nhà máy điện tử lớn với vốn hàng chục triệu dollar, thì khả năng vận hành và cạnh tranh với các nhà máy khác trong khu vực và thế giới là không có. Nhưng bù lại, người VN thông minh, cần cù, giỏi lý thuyết, cần phải chọn lĩnh vực nào để phát huy được thế mạnh này của người VN ?

Trong bối cảnh VN sắp vào WTO năm 2006 này, việc chọn hướng đi khả thi cho các cơ sở và trung tâm nghiên cứu lại càng cấp bách, mục tiêu là chọn lấy việc mình có khả năng làm được, có thể phát triển và cạnh tranh được trong thị trường chung thế giới, chứ ko phải chọn những ngành mà nằm ngoài khả năng của VN và ko thể cạnh tranh được. Đã xa rồi thời kì chỉ biết mình mà ko biết người. Trong tình hình hiện nay, tôi nghĩ rằng, hướng mở các trung tâm, cơ sở và công ty tập trung vào mô hình hoá (modelisation) và mô phỏng (simulation) trong ngành điện tử nano là hướng đi khả thi, phù hợp với VN để có thể hội nhập với bạn bè năm châu.

2. Thực trạng ở VN

Nhận thức được sự phát triển chưa đúng với tiềm năng của ngành KHCN và yêu cần nhanh chóng cải cách cơ cẩu và ban hành chính sách phù hợp hơn kích thích sự phát triển của KHCN nước nhà, bộ KHCN đã có những thay đổi mang tính đột phá như nghị định 115 (9-2005) quy định cơ chế tự chủ, tự chịu trách nhiệm của các tổ chức khoa học công nghệ công lập, được ví như khoán 10 cho ngành KHCN. Từ nay, các tổ chức KHCN phải tự tìm hướng đi, tự đứng được trong nền kinh tế thị trường, và không còn sự bao cấp của nhà nước. Một thách thức lớn với các cơ sở Công Nghệ là tìm ra hướng nghiên cứu và lĩnh vực nghiên cứu phù hợp với năng lực và khả năng vật chất của mình. Bên cạnh đó, bộ KHCH còn có chính sách ưu đãi để khuyến khích và tạo điều kiện làm việc tốt nhất cho các nhà khoa học. Có thể nói, lúc này đây, đang là cơ hội tốt cho các cơ sở và trung tâm nghiên cứu tự đổi mới mình, để phát huy hết khả năng và tiềm lực vốn có.

Từ năm 2003, với tầm nhìn chiến lược và hiểu được thế mạnh của ngành công nghệ điện tử micro và nano của VN, giáo sư Nguyễn Văn Hiệu đã tìm kiếm sự hợp tác với đối tác nước ngoài là các trung tâm, viện nghiên cứu lớn như C.E.A của Pháp. Một chương trình hợp tác có tên MINATEC đã ra đời, bên VN là trường Công Nghệ thuộc ĐHQG HN, Viện khoa học VN và bên Pháp là trung tâm C.E.A. Trong dự án này, VN sẽ phụ trách trong tương lai phần thiết kế (design) mạch điện tử, và thiết kế chip. Bên đối tác Pháp sẽ tiến hành việc kiểm tra và đưa vào nhà máy sản xuất ra sản phẩm cuối cùng. Ở đây, kết hợp thế mạnh của cả hai phía Pháp và VN : VN đào tạo đội ngũ các lập trình viên thiết kế mạch với tay nghề cao, nhiều ý tưởng sáng tạo và khéo léo. Còn Pháp có cơ sở sản xuất mạch điện tử và chip hiện đại, có thể biến các ý tưởng thành sản phẩm cụ thể. Tuy nhiên, trong chương trình hợp tác MINATEC này, chỉ chú trọng vào mảng thiết kế mà VN có thể làm được. Ngoài chương trình MINATEC trên, các trung tâm nghiên cứu của ĐH BK HN, rồi ĐH BK TP HCM cũng có các trung tâm thiết kế mạch điện tử, chip của mình, hợp tác với cơ sở nước ngoài và đã có những thành công nhất định. Điều này chứng minh một cách rõ ràng rằng : hướng đi như vậy là đúng đắn, có thể nhân rộng mô hình hoá lên cho nhiều lĩnh vực khác khi biết kết hợp sức mạnh tiềm năng của VN và sức mạnh tiềm năng của các nước khác trên thế giới. Trong bài báo này, tôi xin đề xuất một ý tưởng nữa để tiếp bước hướng đi này. Đó là VN có thể phát triển các trung tâm, cơ sở và các công ty về mô hình hoá và mô phỏng. Đây là một mảng nghiên cứu mà VN vẫn chưa phát huy hết tiềm năng, vẫn còn bỏ trống. Phần 3 sẽ trình bày rõ hơn về lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng nói chung và trong ngành điện tử micro và nano là gì ? Tại sao lại phù hợp với VN.

Một thông tin làm người dân Grenoble nói riêng và Pháp nói chung đang rất tự hào đó là trung tâm MINATEC (viết tắt của từ MIcro NAno TECnology) của họ sẽ khánh thành vào ngày 2-6-2006 tại Grenoble. Đây là trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ micro và nano lớn nhất Pháp cũng như Châu âu. Đây sẽ là trung tâm mũi nhọn và đầu tàu cho ngành công nghệ vi điện tử của Pháp tiến vào kỉ nguyên công nghệ nano. Ngành công nghệ nano là hướng đi tất yếu sau công nghệ micro và tất cả các nước trên thế giới như Mỹ, các nước Châu Âu, Nhật, Hàn Quốc, … đang đầu tư rất nhiều tiền bạc và sức lực để không bị thua kém trong tương lai ở thị trường nano này. Việt Nam là một nước kém phát triển, công nghệ còn lạc hậu, vậy ta có thể tham gia vào cuộc cạnh tranh này không ? VN có thể có một chân trong thị trường nano không ? Câu trả lời là CÓ, n
u như ta biết tấn công vào đúng những mảng của thị trường nano mà ta có thể làm được và phát huy được sức mạnh vốn có của VN trong mảng đó. Vậy đó là mảng nào trong thị trường nano ? Đó là mảng mô hình hoá và mô phỏng (bên cạnh mảng design mà VN đã và đang tiến hành thực hiện). Lý do tại sao xin được giải thích rõ hơn ở phần 3.

Vào WTO năm 2006 này có thể nói là thành công ngoài mong đợi của VN. Với những nỗ lực hết mình của chính phủ nhằm đổi mới đất nước, hội nhập với các nước trên thế giới để cùng phát triển trong môi trường bình đẳng, đôi bên cùng có lợi. Trong bối cảnh này, tất cả các ngành nghề của VN (trong đó có cả KHCN) phải tìm được hướng đi phù hợp, phải biết mình biết người, và biết hợp tác với các nước khác để cùng phát triển. Không thể phát triển mà không hợp tác với các nước khác. Trong ngành KHCN, VN không thể cạnh tranh về việc xây dựng các nhà máy, nhà xưởng sản xuất linh kiện điện tử được. Ta có thể cạnh tranh về ngành và lĩnh vực cần nhiều chất xám mà cơ sở vật chất lại đòi hỏi không nhiều. Lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng là lĩnh vực đáp ứng được cả hai yêu cầu này.

Qua phân tích tình hình VN, đặc biệt có xem xét đến thách thức tiềm năng của các ngành KHCN nói chung và ngành micro và nano nói riêng ở trên, lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng là lĩnh vực mà VN có thể phát triển và cạnh tranh trong thị trường điện tử nano trong tương lai. Lĩnh vực này cần ít vốn, có khả năng hợp tác với các trung tâm nghiên cứu lớn, các công ty lớn của nước ngoài, phát huy được truyền thống của người VN : cần cù, thông minh, và giỏi lý thuyết.

3. Lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng trong ngành điện tử nano tương lai

Mô hình hoá và mô phỏng là gì ? Khái niệm mô hình hoá và mô phỏng theo nghĩa rộng là quá trình phát triển mô hình hoá rồi mô phỏng một đối tượng cần nghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên cứu đối tượng cụ thể mà nhiều khi là không thể hoặc rất tốn kém tiền của, chúng ta xây dựng những mô hình hoá của đối tượng đó trong phòng thí nghiệm và tiến hành nghiên cứu đối tượng đó dựa trên mô hình hoá này. Kết quả rút ra được phải có kiểm chứng với kết quả đo đạc thực tế. Dựa trên những kết quả thu được sau quá trình mô phỏng, ta có thể rút ra hướng đi tiếp cho nghiên cứu và sản xuất về sau. Ở bài báo này, tôi tập trung vào giới thiệu chi tiết về lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng của ngành công nghệ điện tử micro và nano.

Trong ngành điện tử micro và nano, ta có thể chia ra làm 7 lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng khác nhau như sau :

  1. Mô hình hoá và mô phỏng quá trình đầu cuối (front-end process modelling) : Là quá trình mô phỏng các hiện tượng vật lý và ảnh hưởng của nó trong toàn bộ quá trình sản xuất từ A->Z khi sản xuất một linh kiện điện tử (ví dụ một mạch logic AND, OR, NOT).
  2. Mô hình hoá và mô phỏng quá trình quang khắc (lithography modelling) : đó là quá trình mô phỏng các thiết bị quang khắc (lithography equipment), các đặc tính của chất cản quang (photoresist) và quá trình khắc (lithography process).
  3. Mô hình hoá và mô phỏng các linh kiện điện tử (device modelling) : xây dựng những mô hình hoá mới cho các linh kiện điện tử kích thước nano. Tại kích thước nano này, các mô hình hoá mới phải mô tả được ảnh hưởng của những hiệu ứng quang tử mà không xuất hiện trong các linh kiện ở kích thước micro. Có thể dùng mô hình hoá số (numerical) và mô hình hoá compact.
  4. Mô hình hoá và mô phỏng các mạch điện tử rời rạc (circuit element modelling) : dùng những mô hình hoá compact để mô phỏng chức năng hoạt động, độ tin cậy của mạch điện tử rời rạc.
  5. Mô phỏng quá trình đóng gói (package mô phỏng) : mô hình hoá và mô phỏng các hiện tượng cơ, nhiệt, điện có thể ảnh hưởng đến quá trình đóng gói chip hay mạch điện ở giai đoạn đóng gói sản phẩm.
  6. Mô hình hoá và mô phỏng các vật liệu mới (materials modelling): để mô phỏng đặc tính vật lý của những vật liệu mới sẽ được dùng cho công nghệ nano trong tương lai (như ống carbon, vật liệu cách điện mới HfO2, ZnO2,…).
  7. Mô phỏng thiết bị và ảnh hưởng của quá trình giảm kích thước linh kiện xuống kích thước nano (equipmet/feature scale modelling) : mô phỏng các ảnh hưởng của thiết bị lên từng giai đoạn trong quá trình sản xuất, ảnh hưởng lên cấu trúc và hình dạng của linh kiện cuối cùng.

Một câu hỏi đặt ra ngay lập tức là : dùng phương tiện vật chất, máy móc gì để thực hiện các mô hình hoá và mô phỏng trên đây ? Giá các phương tiện này có đắt không ? Hay nói nôm na là vốn đầu tư ban đầu thế nào ? Xin trả lời rằng, cơ sở vật chất để sản xuất các linh kiện, mạch và chíp điện tử thì vô cùng đắt đỏ (hàng chục triệu dollar) và các dây chuyền công nghệ lạc hậu rất nhanh. Tuy nhiên, cơ sở vật chất phục vụ cho nghiên cứu mô hình hoá và mô phỏng lại không đắt đỏ chút nào. Đó là những công việc làm trên máy tính và với phần mềm chuyên dụng. Vậy thì cũng giống như một lập trình viên của ngành công nghệ thông tin, cần trang bị cho họ máy tính và phần mềm chuyên dụng. Yêu cầu về trình độ và kiến thức v
ới các kỹ sư làm trong lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng là những người có kiến thức lý thuyết vững vàng về vật lý – toán học, sáng tạo và chăm chỉ. Một đặc biệt cần chú ý rằng, trong lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng này, chúng ta có thể phát triển độc lập mà không cần dựa vào những phương tiện kỹ thuật hiện đại của nước ngoài. Có thể nói nôm na, đây là lĩnh vực ứng dụng lý thuyết vào công nghệ. Cái chúng ta có là lý thuyết, cái ta không có là công nghệ. Vậy thì ta sẽ là cầu nối giữa lý thuyết và công nghệ. Chúng ta đưa ra những mô hình hoá mới về linh kiện điện tử trong thế giới nano và phần làm thí nghiệm cũng như tiến hành sản xuất ra sản phẩm cụ thể thì dành cho các trung tâm và nhà sản xuất nước ngoài. Đó là hợp tác trong bối cảnh toàn cầu hoá hiện này. Ta không thể thực hiện được từ A->Z một quá trình phát triển một công nghệ mới thì ta có thể đóng góp một mắt xích trong dây truyền phát triển đó. Đó là mắt xích « mô hình hoá và mô phỏng ».

Dưới đây là sơ đồ rất thô sơ và đơn giản nhất để nói lên mối quan hệ của mắt xích mô hình hoá và mô phỏng trong một dây chuyền để hình thành một công nghệ mới đưa vào sản xuất thực tế.

Cơ sở lý thuyết

||

Mô hình hoá và mô phỏng

||

Thí nghiệm và sản xuất thành sản phẩm

||

Thí nghiệm và sản xuất thành sản phẩm

||

Thành dây chuyền công nghệ mới

Một câu hỏi nữa là : thế thị trường đầu ra cho lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng này ở đâu ? Ai mua sản phẩm này ? Xin trả lời rằng, bây giờ thị trường là thị trường toàn cầu, là các công ty sản xuất điện tử nước ngoài. Thị trường này vô cùng lớn và nhu cầu đang ngày càng tăng. Vấn đề thực chất bây giờ là VN có khả năng thuyết phục đối tác hợp tác với các cơ sở của VN hay không mà thôi. Để thuyết phục đối tác thì VN cần phải chứng minh cho họ thấy tiềm năng thực sự của mình. Vậy vấn đề trước mắt phải xây dựng các tiền đề, đó chính là các trung tâm và cơ sở về mô hình hoá và mô phỏng. Vệc đầu tư này có hiệu quả to lớn nếu như VN có những công trình nghiên cứu đăng tải trên các tạp chí thế giới về lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng. Những kết quả nghiên cứu này có thể thực hiện độc lập mà không cần phải có sự hợp tác ngay với các công ty sản xuất ở nước ngoài. Việc hợp tác biến ý tưởng thành sản phẩm sẽ thu lại lợi nhuận cho cả hai bên và đó là đích cuối cùng mà các cơ sở nghiên cứu VN nhắm tới.

Nguồn nhân lực VN lấy ở đâu ? Đây là vấn đề mà VN đang mắc phải, nhưng không phải là không có hướng giải quyết. Với nguồn nhân lực tự đào tạo trong nước và những sinh viên VN đang du học tại nước ngoài sẽ trở về VN làm việc nếu như công việc phù hợp với họ và lương bổng tốt. Điều này thì hoàn toàn phù hợp với chính sách khuyến khích và tạo điều kiện cho các nhà khoa học trẻ phát triển do bộ KHCN đề xuất năm 2006. Đặc biệt lĩnh vực mô hình hoá và mô phỏng phù hợp với tiềm năng và phát huy được đặc tính của người VN ta giỏi lý thuyết nhưng lại không có trong tay công nghệ cao và không có cơ sở sản xuất hiện đại.

4. Kết luận :

Vai trò của nhà nước bây giờ đã giảm nhẹ trong quản lý và định hướng đối với các trung tâm nghiên cứu và các doanh nghiệp nghiên cứu KHCN. Tuy nhiên, nhà nước vẫn có chiến lược để hỗ trợ các ngành mũi nhọn. Và công nghệ điện tử là một trong các ngành mũi nhọn đó. Với ưu thế là ngành mũi nhọn cộng với sự linh động, nắm bắt được nhu cầu của thị trường thế giới, biết được thế mạnh của bản thân mình thì ngành công nghệ điện tử chắc chắn sẽ đứng vững và phát triển được trong quá trình hội nhập toàn thế giới trong tương lai. Ngành điện tử chắc chắn sẽ góp phần không nhỏ trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Cái tên VN sẽ có trong thị phần ngành điện tử nano trên trường thế giới. Tôi tin chắc như vậy.

19.05.2006

ĐẶNG Trọng-Trình,

Nghiên cứu sinh ngành « micro and nano electronics » tại Pháp.

Email : trong_trinh@yahoo.com

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: