Ngành công nghiệp bán dẫn được xem là nền tảng của mọi lĩnh vực công nghệ hiện đại và đang có tiềm năng phát triển mạnh mẽ, với việc sử dụng và tích hợp thiết bị điện tử ngày càng tăng trên các ứng dụng như thiết bị truyền thông mạng, xử lý dữ liệu, hệ thống tự động hóa công nghiệp, các thiết bị điện tử tiêu dùng, ô tô và các dự án chính phủ. Trong nhiều thập kỷ, sự phát triển của ngành này được dẫn dắt bởi Định luật Moore, cho rằng “Số lượng transistor trên mỗi đơn vị inch vuông sẽ tăng lên gấp đôi và giá sẽ giảm một nửa sau mỗi 24 tháng”. Định luật Moore đã trở thành một bước ngoặt lớn trong ngành công nghệ điện tử, giúp các nhà sản xuất chip có thể giảm giá thành trong khi vẫn tiếp tục nâng cao hiệu suất của phần cứng. Tuy nhiên, tốc độ phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn theo Định luật Moore đã chậm lại trong những năm gần đây, do những giới hạn vật lý của vật liệu và chi phí sản xuất tăng cao.

Để vượt qua thách thức đó, trí tuệ nhân tạo (AI) đang được ứng dụng sâu rộng trong toàn bộ chuỗi giá trị sản xuất chip - từ thiết kế, mô phỏng, kiểm định đến tối ưu hóa quy trình sản xuất. AI đóng vai trò kép trong ngành công nghiệp bán dẫn: vừa là công cụ đẩy nhanh quá trình tự động hóa và số hóa nhà máy, vừa là công nghệ nền được tích hợp trực tiếp trong các bộ vi xử lý thế hệ mới. Việc ứng dụng AI không chỉ giúp giảm chi phí, tiết kiệm thời gian, cải thiện chất lượng và năng suất, mà còn hướng đến mục tiêu hình thành các nhà máy thông minh trong tương lai.

Theo báo cáo của Fortune Business Insights, thị trường bán dẫn toàn cầu được định giá ở mức 681,05 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến sẽ tăng từ 755,28 tỷ USD vào năm 2025 lên 2.062,59 tỷ USD vào năm 2032, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 15,4% trong giai đoạn 2025-2032. Phân tích của McKinsey & Company cũng cho biết, chi phí nghiên cứu và thiết kế để phát triển chip đã tăng mạnh, từ 28 triệu USD cho node 65nm lên tới 540 triệu USD cho node 5nm; đồng thời, chi phí xây dựng nhà máy sản xuất tương ứng cũng tăng từ 400 triệu USD lên 5,4 tỷ USD. Trong bối cảnh đó, AI và máy học (Machine Leaning - ML) đang trở thành công cụ chủ chốt giúp các doanh nghiệp tăng năng suất nghiên cứu, tối ưu thiết kế và quy trình sản xuất chip, đồng thời rút ngắn thời gian thương mại hóa sản phẩm. Việc ứng dụng AI và ML được ước tính có thể giúp ngành bán dẫn tiết kiệm 35-40 tỷ USD mỗi năm, tương đương 20% tổng doanh thu toàn ngành.

Trước xu hướng tăng trưởng nhanh và áp lực tối ưu hóa chi phí sản xuất, nhiều tập đoàn công nghệ hàng đầu thế giới như Intel, Samsung, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC), Nvidia và Google đã tích hợp AI vào tự động hóa quy trình sản xuất, phát hiện lỗi sớm trong thiết kế, cũng như dự đoán và điều chỉnh thông số vận hành theo thời gian thực. Điển hình như tại sự kiện Google Cloud Next ’25, Google đã giới thiệu Bộ xử lý Tensor (TPU) thế hệ thứ 7 mang tên Ironwood, được thiết kế chuyên biệt cho huấn luyện và vận hành các mô hình AI, với công suất tính toán nhanh gấp 24 lần so với các siêu máy tính thế hệ trước. Bên cạnh đó, TSMC cũng đang ứng dụng AI để (1) xử lý hàng triệu dữ liệu kiểm tra wafer mỗi ngày, giúp tăng hiệu suất sản xuất và giảm thiểu sự cố, và (2) hỗ trợ thiết kế chip nhằm mục tiêu tăng hiệu suất năng lượng cho chip AI lên gấp 10 lần.

Tại Việt Nam, lĩnh vực công nghệ bán dẫn và AI được xác định là một trong những hướng ưu tiên chiến lược, được thể hiện qua các văn bản pháp lý như: Quyết định số 127/QĐ-TTg ngày 26/01/2021 phê duyệt Chiến lược quốc gia về Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Trí tuệ nhân tạo đến năm 2030; Quyết định số 1017/QĐ-TTg ngày 21/9/2024 về phê duyệt Chương trình Phát triển nguồn nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn đến năm 2030, định hướng đến năm 2050; Quyết định số 1018/QĐ-TTg ngày 21/9/2024 về Chiến lược Phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050. Ngoài ra, nhiều chính sách ưu đãi nhằm thúc đẩy sự phát triển của các lĩnh vực công nghệ cao cũng được thể hiện trong các Luật và Nghị định: Luật Công nghiệp công nghệ số (khung pháp lý đồng bộ và chặt chẽ, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển của ngành bán dẫn và AI); Luật Thuế thu nhập doanh nghiệp 2025 (các doanh nghiệp công nghệ cao sẽ được hưởng mức thuế thu nhập doanh nghiệp ưu đãi, chỉ 10% trong suốt 15 năm); Nghị định số 182/2024/NĐ-CP Quy định về thành lập, quản lý và sử dụng Quỹ Hỗ trợ đầu tư (trong đó bán dẫn là một lĩnh vực trọng điểm được ưu tiên phát triển).

Nhiều tập đoàn công nghệ lớn đã đầu tư vào ngành công nghiệp bán dẫn tại Việt Nam, bao gồm các tập đoàn quốc tế như: Intel, Samsung, Amkor, NVIDIA, Qualcomm, Infineon, BE Semiconductor; và các tập đoàn trong nước như: Viettel, FPT Semiconductor, CMC. Đặc biệt, ngày 30/4/2025, CT Semiconductor đã khởi công giai đoạn 2 lắp đặt dây chuyền sản xuất nhà máy chip ATP (Assembly, Test and Packaging - bao gồm kiểm tra chất lượng, đóng gói và kết nối chip vào các bo mạch điện tử), trở thành nhà máy ATP đầu tiên do người Việt làm chủ công nghệ, dự kiến sẽ đi vào vận hành ngay trong quý 4/2025 và đạt công suất đến 100 triệu chip/năm vào năm 2027. Cùng với các chính sách thúc đẩy đổi mới sáng tạo và đào tạo nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực AI và bán dẫn, Việt Nam đang dần trở thành mắt xích quan trọng trong chuỗi giá trị bán dẫn khu vực châu Á - Thái Bình Dương, góp phần nâng cao năng lực tự chủ công nghệ và thúc đẩy phát triển kinh tế.

BBT