Nữ tiến sĩ 8X tiết lộ về chip bán dẫn “make in Vietnam”

Sinh năm 1984, là nhà khoa học nữ hiếm hoi nghiên cứu linh kiện bán dẫn và vật liệu cấu trúc nano, phó giáo sư, tiến sĩ Phạm Kim Ngọc -Trường đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TPHCM) - đang hướng đến loại chip mô phỏng não người, giúp AI xử lý thông tin, hình ảnh với tốc độ nhanh, tiết kiệm năng lượng.

Phóng viên: Xin chúc mừng cô là 1 trong 3 nhà khoa học vừa được vinh danh nhà khoa học nữ xuất sắc L’Oréal-UNESCO 2025 với đề án liên quan nghiên cứu và chế tạo linh kiện, vi mạch ứng dụng trong lĩnh vực AI. Cô có thể chia sẻ thêm về hướng nghiên cứu này?

Phó giáo sư, tiến sĩ Phạm Kim Ngọc: Năm 2002, tôi là thế hệ sinh viên đầu tiên của ngành khoa học vật liệu, Trường đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TPHCM). Sau khi tốt nghiệp, tôi ở lại trường theo đuổi nghiên cứu về các loại vật liệu tiên tiến, vật liệu nano. Hơn 20 năm nghiên cứu về lĩnh vực này tôi rất vui và tự hào khi được vinh danh.

Phó giáo sư, tiến sĩ Phạm Kim Ngọc - Ảnh do nhân vật cung cấp

Sự phát triển bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) đang đẩy hạ tầng tính toán hiện tại đến giới hạn. Kiến trúc von-Neumann truyền thống, với sự tách biệt giữa bộ xử lý và bộ nhớ, tạo ra “nút thắt cổ chai”, gây lãng phí năng lượng và làm chậm quá trình huấn luyện AI. Nhu cầu về các hệ thống AI tiết kiệm năng lượng, xử lý nhanh hơn, mô phỏng não bộ vô cùng cấp thiết.

Nhóm chúng tôi hướng đến kiến trúc tính toán trong bộ nhớ (In-Memory Computing - IMC) sử dụng trở nhớ (memristor), nhằm giải quyết vấn đề của các hệ thống máy tính truyền thống bằng cách cho phép xử lý dữ liệu trực tiếp ngay trong bộ nhớ. Công trình mang lại tiềm năng to lớn trong việc tạo ra phần cứng AI tốc độ cao, tiết kiệm năng lượng và mô phỏng hoạt động của não bộ con người, mở đường cho các công nghệ AI bền vững.

* Theo đuổi nghiên cứu chip bán dẫn ứng dụng trong AI có những thách thức nào, thưa tiến sĩ?

- Với làn sóng phát triển công nghệ lẫn lĩnh vực bán dẫn, chúng tôi nhận được sự ủng hộ rất lớn từ Chính phủ và các quỹ phát triển khoa học công nghệ, từ những dự án nghiên cứu lẫn hỗ trợ về tài chính. Chúng tôi cũng được xem là thế hệ nhà khoa học “gặp thời” khi làm khoa học ở thời điểm TPHCM đang tăng tốc hiện thực hóa Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia.

Các trung tâm đổi mới sáng tạo được xây dựng, các nhà khoa học được khuyến khích, hỗ trợ tối đa cả về cơ chế lẫn chính sách, tạo điều kiện tối đa để nghiên cứu. Đây là động lực rất lớn để chúng tôi theo đuổi mục tiêu. Chính sách này cũng kỳ vọng thu hút được đông đảo nhân tài, nhà khoa học trẻ dấn thân vào nghiên cứu, tạo bệ đỡ vững chắc cho giới làm khoa học.

Về khó khăn, trên thế giới lĩnh vực này đã phát triển khá lâu, còn Việt Nam đi sau, thiết bị chế tạo, linh kiện, thiết bị phân tích, ứng dụng… còn rất hạn chế. Mình đi sau thì phải đi nhanh, bắt kịp xu hướng thế giới và đón đầu nhu cầu tương lai về lĩnh vực khoa học vật liệu thì mới tồn tại được. Điều đó tạo nên áp lực rất lớn.

* Vậy, cô làm gì để tháo gỡ những khó khăn này?

- Chúng tôi hợp tác với các nhóm nghiên cứu mạnh ở các nước tiên tiến để nhận được sự hỗ trợ của các nhà khoa học, để có được các thiết bị phân tích chuyên sâu mà ở Việt Nam còn khó tiếp cận. Điều này giúp nhóm phát triển mạnh hơn, nhanh hơn, kết hợp được lý thuyết và thực nghiệm, giải thích được kết quả nghiên cứu của mình, mô phỏng chân thực và có cơ sở khoa học hơn.

Chúng tôi cũng nhận được sự hỗ trợ rất lớn từ các chuyên gia, thầy cô đi trước cũng như đông đảo nghiên cứu sinh, học viên cao học đang tham gia nghiên cứu về công nghệ vật liệu và khoa học vật liệu tại trường. Trường còn có Khoa Điện tử viễn thông rất mạnh về thiết kế vi mạch nên chúng tôi vừa có nhân lực trẻ vừa liên kết được các khoa để cùng thực hiện.

Phó giáo sư, tiến sĩ Phạm Kim Ngọc hướng dẫn sinh viên, học viên làm nghiên cứu khoa học

Ngoài ra, nhờ các hợp tác của trường với các trường đại học khác và sự hỗ trợ, liên kết giữa các nhóm nghiên cứu của Đại học Quốc gia TPHCM nên chúng tôi có nhiều lợi thế để phát triển. Với sự kết nối nhiều bên, nhiều nhóm nghiên cứu như vậy, chúng tôi hy vọng sớm phát triển ra loại chip bán dẫn “make in Vietnam”.

* Cụ thể, chip bán dẫn “make in Vietnam” đã thực hiện tới đâu, thưa tiến sĩ?

- Hiện chúng tôi đã thực hiện những bước đầu tiên và đặt mục tiêu sẽ tạo ra con chip hoàn chỉnh đưa vào ứng dụng trong 3-5 năm tới. Nếu thành công, nó không chỉ là thành quả của một nhóm nghiên cứu, một trường đại học mà nó còn đánh dấu là sản phẩm linh kiện bán dẫn tiên tiến “make in Vietnam”, mang thương hiệu quốc gia. Một cánh én không thể làm nên mùa xuân, tôi hy vọng nhận được sự kết hợp đồng bộ giữa cơ chế, chính sách của Chính phủ lẫn sự hỗ trợ từ các nhóm nghiên cứu trong và ngoài nước để sớm có được con chip này.

Đây sẽ là con chip hiện thực hóa sự kết nối giữa các nhà khoa học liên ngành: điện tử viễn thông, thiết kế vi mạch, công nghệ vật liệu, chế tạo linh kiện bán dẫn, ứng dụng AI… Là chuỗi kết nối từ ý tưởng, đầu vào đến đầu ra, lẫn sự tiếp nhận của các công ty thương mại trên lĩnh vực bán dẫn, AI ở Việt Nam.

* Hiện lĩnh vực bán dẫn, khoa học vật liệu thu hút nhiều sinh viên theo học. Theo cô làm sao để có được thế hệ nghiên cứu kế cận?

- Đây là những lĩnh vực “nóng” nên thường các bạn trẻ sẽ chọn đi làm sau tốt nghiệp. Việc giữ chân người giỏi ở lại làm nghiên cứu là một bài toán lớn. Ở góc độ là giảng viên, nhà khoa học, tôi dạy các em bằng chính trải nghiệm của mình, tạo điều kiện để các em tham gia nghiên cứu. Trở thành 1 “mắt xích” của dự án, sinh viên sẽ cảm nhận được niềm vui khi tự mày mò nghiên cứu, chứng kiến thành quả và cả những lần thất bại.

Chúng tôi cũng “đẩy” các nhà khoa học trẻ ra thế giới, học hỏi cái hay từ các nước tiên tiến qua những đợt thực tập ở công ty, tập đoàn hàng đầu về bán dẫn. Qua đó, sinh viên thấy được những thứ họ thực hiện trong phòng nghiên cứu rất sát với thực tiễn. Đó là những linh kiện, sản phẩm mà các doanh nghiệp đang rất cần chứ không phải cái gì đó xa vời. Đây là động lực để thế hệ trẻ tiếp tục nghiên cứu khoa học. Thực tế, tôi đã chứng kiến nhiều nhà khoa học trẻ say sưa ngày đêm ở phòng nghiên cứu. Điều đó làm tôi hạnh phúc!

* Xin cảm ơn cô.

Nguyễn Loan (thực hiện)