Nghiên cứu mô hình xưởng cực tiểu phù hợp tình hình phát triển khoa học công nghệ thế giới hướng đến ứng dụng tại việt nam

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BAN QUẢN LÝ KHU CÔNG NGHỆ CAO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI KHU CÔNG NGHỆ CAO BÁO CÁO GIÁM ĐỊNH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH “XƢỞNG CỰC TIỂU” PHÙ HỢP TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI HƢỚNG TỚI ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: THS NGƠ ĐỨC HỒNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/ 2017 TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU TÓM TẮT Đề tài ―Nghiên cứu mơ hình “Xưởng cực tiểu” phù hợp tình hình phát triển khoa học cơng nghệ giới hướng đến ứng dụng Việt Nam‖ nghiên cứu mang tính định hƣớng chiến lƣợc phát triển nghiên cứu công nghệ vi mạch bán dẫn phù hợp với điều kiện Việt Nam Trong nghiên cứu này, chúng tơi phân tích sở pháp lý, chiến lƣợc Chính phủ Việt Nam việc đẩy mạnh phát triển kinh tế tri thức dựa cơng nghiệp cơng nghệ cao, đặc biệt vai trị công nghiệp vi mạch bán dẫn Về sở kinh tế kỹ thuật, tảng khoa học công nghệ, nguồn nhân lực lĩnh vực vi mạch bán dẫn đa ngành bao gồm vật liệu điện tử, cảm biến, vi điện tử, thiết kế vi mạch,… đƣợc phân tích đánh giá cách hệ thống Hơn nữa, thị trƣờng ứng dụng công nghiệp vi mạch bán dẫn lĩnh vực khác từ dân dụng, an tồn thực phẩm, y tế, giáo dục, giao thơng, an ninh quốc phịng,… đƣợc phân tích làm rõ Từ đó, đánh giá cách tồn diện vai trị cơng nghiệp vi mạch bán dẫn hƣớng tới thu hút nguồn nhân lực, thu hút nguồn đầu tƣ từ nhà nƣớc nhƣ doanh nghiệp nhằm phát triển ngành cơng nghiệp liên ngành Ngồi ra, việc nhìn nhận vốn đầu tƣ cho phù hợp bối cảnh kinh tế yếu, chúng tơi phân tích mơ hình nhà máy vi mạch bán dẫn truyền thống nhà máy tiên tiến ―Xƣởng cực tiểu‖ Vấn đề đƣợc nhà khoa học đặt nƣớc nhỏ tham gia thị trƣờng vi mạch bán dẫn mà không cần vốn đầu tƣ lớn? Một nhà máy sản xuất vi mạch bán dẫn truyền thống có mức đầu tƣ công nghệ lên tới hàng tỷ USD – điều thúc đẩy nhà khoa học Nhật Bản làm nên kỳ tích xây dựng nhà máy vi mạch với vốn đầu tƣ vẻn vẹn 1/1000 – xƣởng cực tiểu Nếu xu thế giới nới rộng kính lát thái cực 450 mm, sáng kiến xƣởng cực tiểu thái cực đối nghịch: dùng kính lát 12,5 mm (0,5 inch) Nói cách khác, cơng nghệ chế biến ―1 chíp lát‖ Nhƣ khái quát, ví dụ cụ thể dây chuyển sản xuất chíp dùng lát 300 mm cho cơng nghệ tiên tiến địi hỏi khoản tiền đầu tƣ lên tới tỷ USD, dây chuyền ―xƣởng cực tiểu‖ theo tính tốn tốn 1/1000 số tiền đó, tức có triệu USD Trong nghiên cứu ƣu nhƣợc điểm loại nhà máy này, trang thiết bị công nghệ sao, nguồn nhân lực đƣợc đào tạo nào,… Những kết bƣớc đầu đạt đƣợc việc ký thỏa thuận hợp tác Khu Cơng nghệ cao phía đối tác Nhật Bản nhằm chuyển giao công nghệ, hợp tác đào tạo nghiên cứu khoa học cho phía Việt Nam Dựa kết ban đầu cho I thấy, việc đầu tƣ vào xƣởng cực tiểu với trợ giúp Nhật Bản – nƣớc có cơng nghệ hàng đầu giới, với giá thành phù hợp giải pháp hợp lý với tình hình phát triển nƣớc ta lĩnh vực vi mạch bán dẫn Từ hƣớng tới việc chế tạo sản phẩm vi mạch bán dẫn nội địa với hàm lƣợng tri thức cao nhằm sử dụng cho sản phẩm thƣơng mại II MỤC LỤC Trang TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I MỤC LỤC III Danh sách chữ viết tắt VII Danh sách bảng VIII Danh sách hình IX PHẦN MỞ ĐẦU: BÁO CÁO NGHIỆM THU (GIAI ĐOẠN I) 13 Thông tin chung đề tài 13 Mục tiêu đề tài 13 2.1 Mục tiêu tổng quát 13 2.2 Mục tiêu cụ thể 13 Nội dung đề tài 14 Sản phẩm đề tài/dự án 16 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 17 1.1 Tình hình nghiên cứu phát triển sản xuất vi mạch bán dẫn 17 1.2 Khó khăn thách thức 21 1.3 Xu hƣớng công nghệ 23 1.4 Xƣởng cực tiểu 24 1.4.1 Cơ sở pháp lý xây dựng đề án xƣởng cực tiểu 26 1.4.2 Tính cấp thiết – tính khoa học 28 1.4.3 Khả ảnh hƣởng cơng nghệ, đào tạo, sách phát triển kinh tế xã hội 28 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 30 2.1 Nội dung 1: Nghiên cứu, khảo sát, phân tích đánh giá trạng sở kinh tế, khoa học, kỹ thuật điều kiện thực tế Việt Nam ngành công nghệ vi mạch bán dẫn (MEMS, IC…) 30 2.1.1 Nội dung nghiên cứu 30 2.1.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.1.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 31 2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu phân tích tính cấp thiết nhu cầu sản phẩm vi mạch bán dẫn thị trƣờng nƣớc 31 III 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 31 2.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 32 2.2.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 32 2.3 Nội dung 3: Nghiên cứu khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng mơ hình xƣởng cực tiểu vi mạch giới So sánh ƣu điểm khuyết điểm công nghệ xƣởng cực tiểu công nghệ sản xuất vi mạch truyền thống 32 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 32 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 33 2.3.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 34 2.4 Nội dung 4: Nghiên cứu khảo sát, phân tích đánh giá thực tế số sở tham gia vào dự án tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống Xƣởng cực tiểu Nhật Bản 35 2.4.1 Nội dung nghiên cứu 35 2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 36 2.4.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 36 2.5 Nội dung 5: Nghiên cứu khảo sát đánh giá thực tế số nhà máy sản xuất linh kiện bán dẫn châu Âu 36 2.5.1 Nội dung nghiên cứu 36 2.5.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 37 2.5.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 37 2.6 Nội dung 6: Nghiên cứu xây dựng mơ hình Xƣởng cực tiểu Việt Nam phù hợp xu hƣớng phát triển quốc tế 37 2.6.1 Nội dung nghiên cứu 37 2.6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 38 2.6.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 38 2.7 Nội dung 7: Viết báo cáo tổng kết, đánh giá, báo cáo, kiến nghị bƣớc dựa kết nghiên cứu khảo sát ban đầu 38 2.7.1 Nội dung nghiên cứu 38 2.7.3 Sản phẩm nội dung cần đạt 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu khảo sát, phân tích đánh giá trạng sở kinh tế, khoa học kỹ thuật điều kiện thực tế Việt Nam ngành công nghệ vi mạch bán dẫn 39 IV 3.1.1 Lịch sử ngành bán dẫn Việt Nam 39 3.1.2 Khó khăn thách thức 40 3.1.3 Hạ tầng trang thiết bị ngành bán dẫn 40 3.1.4 Hiện trạng nghiên cứu khoa học sản xuất 46 3.1.5 Hiện trạng nguồn nhân lực 53 3.1.6 Hiện trạng chế sách 61 3.1.7 Kết luận 68 3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu phân tích tính cấp thiết nhu cầu sản phẩm vi mạch bán dẫn thị trƣờng nƣớc 70 3.2.1 Quy trình thực khảo sát 70 3.2.2 Thiết kế câu hỏi khảo sát 70 3.2.4 Đối tƣợng khảo sát 78 3.2.5 Khó khăn thách thức 85 3.2.6 Kết khảo sát thảo luận 87 3.2.6 Kết luận 103 3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng mơ hình xƣởng cực tiểu vi mạch giới So sánh ƣu điểm khuyết điểm công nghệ xƣởng cực tiểu công nghệ sản xuất vi mạch truyền thống 104 3.3.1 Đánh giá chung 104 3.3.2 Phân loại nhà máy bán dẫn 106 3.3.3 Phân tích thị trƣờng, cơng nghệ bán dẫn toàn cầu Nhật Bản 106 3.3.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất linh kiện bán dẫn 112 3.3.5 Xƣởng cực tiểu gì? 117 3.3.6 Xƣởng cự tiểu nhà máy sản xuất bán dẫn truyền thống 121 3.3.7 Các trang thiết bị xƣởng cực tiểu 132 3.3.8 Khảo sát tính cấp thiết xây dựng nhà máy sản xuất linh kiện bán dẫn Việt Nam 148 3.3.9 Kết luận 156 3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu khảo sát phân tích đánh giá thực tế số sở tham gia vào dự án tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống xƣởng cực tiểu Nhật Bản 157 3.4.1 Khảo sát, đánh giá trực tiếp sở tham gia vào mô hình xƣởng cực tiểu Nhật Bản 157 V 3.4.2 Khảo sát số công ty chuyên sản suất linh kiện điện tử Nhật 172 3.4.3 Kết luận 174 3.5 Nội dung 5: Nghiên cứu khảo sát đánh giá thực tế số nhà máy sản xuất linh kiện bán dẫn Châu Âu 179 3.5.1 Tổng quan vi mạch bán dẫn Châu Âu 179 3.5.2 Khảo sát trƣờng, viện châu Âu 180 3.5.3 Khảo sát công ty vi mạch bán dẫn Châu Âu 187 3.5.4.Kết luận 191 3.6 Nội dung 6: Nghiên cứu xây dựng mô hình xƣởng cực tiểu Việt Nam phù hợp xu hƣớng phát triển Quốc tế 193 3.6.1 Tính cấp thiết 193 3.6.2 Mục đích 197 3.6.3 Mục tiêu 197 3.6.4 Quy mô 197 3.6.5 Mơ hình hoạt động 198 3.6.6 Chức nhiệm vụ 199 3.6.7 Một số lý việc đầu tƣ mơ hình xƣởng cực tiểu Việt Nam 199 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 202 TÀI LIỆU THAM KHẢO 208 VI Danh sách chữ viết tắt Viết tắt Thuật ngữ tiếng Việt MEMS Hệ thống vi điện tử IC Mạch tích hợp CNS Tổng Cơng Ty Cơng Nghiệp Sài Gịn VMBD Vi mạch bán dẫn CNVM Công nghệ vi mạch ICDREC Trung tâm Nghiên cứu Đào tạo Thiết kế Vi mạch VNĐ Việt Nam Đồng Tp HCM Thành phố Hồ Chí Minh VII Danh sách bảng Số Tên bảng số liệu Trang Bảng 1: Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963)[5] 41 Bảng 2: Một số phòng tiêu biểu ngành bán dẫn Việt Nam .42 Bảng 3: Trang thiết bị công nghệ sở nghiên cứu bán dẫn nƣớc .43 Bảng 4: Cơng ty có vốn FDI đóng địa bàn Tp.HCM .54 Bảng 5: Nhu cầu nguồn nhân lực lĩnh vực vi mạch năm tới 55 Bảng 6: Vốn đầu tƣ công nghệ nhà máy sản xuất bán dẫn lớn 105 Bảng 7: Top 10 nhà máy bán dẫn tồn cầu tính theo doanh số (Triệu USD) .108 Bảng 8: Top 10 nhà sản xuất thiết bị bán dẫn toàn cầu tính theo doanh số bán hàng (triệu USD) [33] 111 Bảng 9: Lịch sử phát triển chế tạo lát phiến silic 121 Bảng 10: So sánh chi tiết mức độ khác biệt nhà máy sản xuất linh kiện IC [3] .131 Bảng 11: Các thiết bị chức chúng xƣởng cực tiểu 132 VIII Danh sách hình Số Tên hình ảnh Trang Hình 1: Tổng số transitor chip vi xử lý tuân theo định luật Moore [1] .18 Hình 2: Tổng giá trị sản phẩm vi mạch bán dẫn toàn giới (tỉ USD)[2] 19 Hình 3: Một số mặt hàng xuất khẩu, nhập hàng hóa doanh nghiệp FDI doanh nghiệp nƣớc (Nguồn: Tổng cục Hải quan) .21 Hình 4: Ngƣỡng bão hòa định luật Moore ngành sản xuất bán dẫn 22 Hình 5: Giá trị đầu tƣ máy móc thiết bị top 10 nhà sản xuất linh kiện 23 Hình 6: Khó khăn ứng dụng số lƣợng nhỏ Chip chuyên dụng [3] 24 Hình 7: Thực thiết bị Coater wafer ½ inch 25 Hình 8: Mơ hình xƣởng cực tiểu đƣợc triển khai Nhật Bản 26 Hình 9: Chip vi điều khiển SG8-V1 ICDREC thiết kế 51 Hình 10: Tổng kết khóa đào tạo thiết kế vi mạch 58 Hình 11: Khóa đào tạo thiêt kế vi mạch trung tâm Semicon 59 Hình 12: Các chƣơng trình dự án/đề án chƣơng trình phát triển cơng nghiệp vi mạch TP.HCM giai đoạn 2013-2020 65 Hình 13: Nhu cầu sử dụng chủng loại linh kiện điện tử 88 Hình 14: So sánh tỷ phần chủng loại linh kiện thƣờng đƣợc sử dụng 89 Hình 15: So sánh tỷ phần chủng loại chip vi xử lý thƣờng đƣợc sử dụng 89 Hình 16: So sánh tỷ phần chủng loại cảm biến thƣờng đƣợc sử dụng 90 Hình 17: Phân bố sử dụng linh kiện điện tử bán dẫn lĩnh vực 91 Hình 18: Đánh giá giá thành linh kiện điện tử bán dẫn a) chi phí bỏ để mua linh kiện điện tử hàng năm b) cá nhân 92 Hình 19: Khảo sát nguồn cung cấp linh kiện điện tử .93 Hình 20: Tỷ lệ loại linh kiện phải đặt hàng riêng so với loại linh kiện khác 93 Hình 21: Khảo sát xuất xứ linh kiện điện tử thƣờng đƣợc sử dụng 94 Hình 22: Số nhà máy bán dẫn 300 mm 200 mm toàn cầu [31] 107 Hình 23: Thị trƣờng thiết bị cơng nghệ bán tồn cầu tính theo tỷ USD [33] 110 Hình 24: Tỷ phần nhà máy chế tạo LED toàn cầu 112 Hình 25: Quy trình chế tạo linh kiện bán dẫn đặc trƣng [34] .113 IX 3.6.3.2 Định hƣớng phát triển Trong cách mạng công nghiệp lần thứ diễn mạnh mẽ lĩnh vực IoT cảm biến đóng vai trị quan trọng Do định hƣớng sản phẩm doanh nghiệp bán dẫn tập trung hoàn thiện công nghệ sản xuất sản phẩm bán dẫn đặc thù, có nhu cầu sử dụng cao Việt Nam nhƣ cảm biến nông nghiệp môi trƣờng Đây lĩnh vực quan trọng cần đƣợc giám sát chặt chẽ tƣơng lai Về lĩnh vực môi trƣờng, từ Trung ƣơng đến địa phƣơng nhận thấy nguy cấp ô nhiễm môi trƣờng Việt Nam Các yêu cầu đặt cho nhà quản lý nhƣ quan trắc nguồn nƣớc tự thải tự động công ty sản xuất tiêu thụ nhiều sản phẩm cảm biến môi trƣờng Tuy nhiên để xây dựng trạm quan trắc nhƣ cần từ đến vài tỷ đồng trạm quan trắc hoàn toàn phải nhập Bên cạnh chi phí đầu tƣ, chi phí bảo dƣỡng, thay cảm biến gặp nhiều khó khăn giá thành cao không làm chủ đƣợc công nghệ Cảm biến mơi trƣờng cịn đƣợc dùng để phát mức độ nhiễm khơng khí nhà máy sản xuất nhu cầu tiêu thụ lớn Bên cạnh lĩnh vực giám sát mơi trƣờng lĩnh vực nông nghiệp phát triển mạnh theo xu hƣớng tự động hóa sử dụng chủng loại cảm biến Một số công nghệ sản xuất nông nghiệp theo công nghệ Israel hay Nhật dần đƣợc triển khai Việt Nam Các công nghệ cần số lƣợng cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến khí lớn nhƣng phải nhập trực dây chuyền công nghệ dẫn đến giá thành cao chi phí đầu tƣ ban đầu cao Việc làm chủ xây dựng dây chuyền sản xuất nông nghiệp tự động điều hoàn toàn khả thi Việt Nam điểm hứa hẹn cho doanh nghiệp việc phát triển sản phẩm 3.6.3.3 Một số kết ban đầu thành lập doanh nghiệp bán dẫn Trong trình triển khai đề tài Xƣởng cực tiểu, làm việc với số đối tác nhận thấy nhiều quan tâm lớn đối tác mơ hình thành lập Doanh nghiệp theo mơ hình Việc công ty Memsitech đời vào năm 2016 đánh dấu thành công bƣớc đầu đề tài Xƣởng cực tiểu Công ty Memsitech đời với định hƣớng sản xuất sản phẩm MEMS sử dụng dây chuyền xƣởng cực tiểu Phía cơng ty xúc tiến với phía tổ hợp Minimal Nhật việc mua dây chuyền sản xuất dây chuyền hoạt động ổn định theo nhƣ kế hoạch hồn thành vào cuối năm 2018 200 Hình 99: BGĐ công ty Memsitech giới thiệu Trung tâm R&D tiếp xúc với viện AIST đặt vấn đề mua dây chuyền Minimal 201 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong trình thực đề tài thực tiến độ nghiên cứu, phân tích đánh giá nội dung lớn nhƣ đăng ký, bao gồm: Nghiên cứu, khảo sát, phân tích đánh giá trạng sở kinh tế, khoa học, kỹ thuật điều kiện thực tế Việt Nam ngành công nghệ vi mạch bán dẫn (MEMS, IC…) Nghiên cứu phân tích tính cấp thiết nhu cầu sản phẩm vi mạch bán dẫn thị trƣờng nƣớc Nghiên cứu khảo sát, phân tích, đánh giá thực trạng mơ hình xƣởng cực tiểu vi mạch giới So sánh ƣu điểm khuyết điểm công nghệ xƣởng cực tiểu công nghệ sản xuất vi mạch truyền thống Nghiên cứu khảo sát phân tích đánh giá thực tế số sở tham gia vào dự án tổ chức nghiên cứu phát triển hệ thống xƣởng cực tiểu Nhật Bản Nghiên cứu khảo sát đánh giá thực tế số nhà máy sản xuất linh kiện bán dẫn Châu Âu Nghiên cứu xây dựng mơ hình xƣởng cực tiểu Việt Nam phù hợp xu hƣớng phát triển quốc tế Kết thực - Về nội dung thứ nhất: khảo cứu đánh giá cách toàn diện lịch sử ngành bán dẫn, sở hạ tầng trang thiết bị, trạng nghiên cứu khoa học trƣờng đại học, trung tâm/viện nghiên cứu nƣớc,cơ sở pháp lý, kinh tế, kỹ thuật nguồn nhân lực điều kiện thực tế Việt Nam lĩnh vực công nghệ vi mạch bán dẫn (nhƣ MEMS, IC, cảm biến,…) Cụ thể khảo cứu văn pháp lý Chính phủ TP.HCM ƣu tiên phát triển lĩnh vực cơng nghệ cao nói chung phát triển cơng nghệ vi mạch bán dẫn nói riêng nhằm tăng hàm lƣợng, giá trị tri thức giá thành phát triển sản xuất sản phẩm lên 50% Những phân tích đánh giá nêu bật trạng phát triển, nghiên cứu trƣờng ĐH, Viện nghiên cứu nhƣ đầu tƣ doanh nghiệp quốc doanh lẫn doanh nghiệp FDI lĩnh vực công nghệ vi mạch bán dẫn Từ thực tế cho thấy, sở nghiên cứu có chiến lƣợc đào tạo nguồn nhân lực (cả nƣớc nƣớc ngoài) đƣợc đầu tƣ trang thiết bị bán dẫn vi mạch, nhƣng nghiên cứu manh mún hƣớng chủ yếu tập trung vào lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng nhỏ Việc định hƣớng nghiên cứu vi mạch bán dẫn cho công nghiệp hay ứng dụng tiêu dùng cịn nhiều khó khăn khơng trình độ cơng nghệ doanh nghiệp cịn thấp nên khó có hợp tác chuyển giao cơng nghệ với sở nghiên cứu Tuy nhiên, có điểm sáng 202 sản phẩm chip ICDREC thiết kế chế tạo có thành công định, công ty khởi nghiệp sử dụng để phát triển sản phẩm riêng, mang tính đặc thù ứng dụng Việt Nam - Nội dung thứ 2: Chúng tơi khảo sát phân tích nhu cầu thị trƣờng cho lĩnh vực vi mạch bán dẫn, cho thấy vai trò ứng dụng vi mạch (linh kiện MEMS, cảm biến, IC,…) nhiều lĩnh vực khác nhƣ y tế, giáo dục, công nghệ, giao thông, quốc phòng, dân dụng,… Nghiên cứu điều tra đƣợc thực doanh nghiệp cá nhân làm việc lĩnh vực công nghiệp công nghệ vi mạch bán dẫn nhƣ phân tích chi tiết Điều cho thấy thị trƣờng tiêu thụ vi mạch bán dẫn lớn, đóng góp đáng kể vào phát triển kinh tế tri thức với lợi nhuận cao Tại TP HCM với nỗ lực không mệt mỏi nhà khoa học (điển hình ICDREC) nhằm thúc đẩy truyền thông lĩnh vực vi mạch, kết Chính phủ, UBND TP HCM nhƣ Khu Cơng nghệ cao nhận thấy vai trị phát triển lĩnh vực vi mạch quan trọng nhƣ kinh tế tri thức, điều thể văn pháp lý ban hành lễ ký kết hợp tác với đối tác nƣớc - Nội dung thứ 3: Việc tham gia vào thị trƣờng phát triển vi mạch bán dẫn mục tiêu đắn, nhiên, nhƣ phân tích việc đầu tƣ trang thiết bị công nghệ bán dẫn truyền thống theo dây chuyền sản xuất đắt, đầu tƣ manh mún số thiết bị nhỏ lẻ, ngồi ra, cịn phải đầu tƣ sở hạ tầng, nhà xƣởng phòng tốn Chính vậy, đề tài khảo sát chi tiết so sánh ƣu nhƣợc điểm việc đầu tƣ hai nhà xƣởng sản xuất vi mạch bán dẫn truyền thống nhà xƣởng – Xƣởng cực tiểu Từ phân tích cho thấy xƣởng cực tiểu với đầy đủ trang thiết bị công nghệ nhƣ truyền thống - đáp ứng đƣợc khơng quy trình sản xuất thử nghiệm quy mơ pilot mà cịn phục vụ cho R&D nhằm thử nghiệm chế tạo linh kiện mới, giá thành giảm (cỡ 10 triệu USD), xây dựng, trì vận hành phịng sạch, giảm diện tích nhà xƣởng, giảm tiền vật tƣ tiêu hao, chi phí vận hành thiết bị,… Do vậy, từ kết cho thấy đắn cho việc đầu tƣ dây chuyền xƣởng cực tiểu giai đoạn tới nhằm thúc đẩy phát triển lĩnh vực vi mạch bán dẫn, nhằm góp phần thúc đẩy kinh tế TP HCM nhƣ nƣớc - Nội dung thứ 4: Chúng tơi tổ chức đồn cơng tác sang Nhật để làm việc với công ty, doanh nghiệp viện nghiên cứu Nhật việc nghiên cứu, tìm hiểu tình hình phát triển cơng nghiệp bán dẫn Nhật Mức độ, quy mô đầu tƣ, khả thƣơng mại, xu hƣớng phát triển sản phẩm, nguồn nguyên vật liệu, trình độ nguồn nhân lực Bên cạnh đó, làm việc với viện AIST quan chủ trì dự án xƣởng cực tiểu Nhật kế hoạch hợp tác nhƣ hỗ trợ đào tạo nguồn nhân lực cho Việt Nam lĩnh vực xƣởng cực tiểu Việc hợp tác đƣợc thắt 203 chặt đạt đƣợc nhiều thành công mong đợi Phía AIST sẵn sàng hỗ trợ đào tạo ngƣời từ Việt Nam vòng năm đào tạo ngƣời với thời gian ngƣời/1 năm Chúng làm việc với UBND TP.HCM nhận đƣợc chấp thuận chủ trƣơng, kinh phí cho việc đào tạo Trong năm 2016, phía Trung tâm R&D cử cán sang tham gia nghiên cứu, học tập lĩnh vực Xƣởng cực tiểu Nhật thời gian năm năm 2017 cử tiếp cán tiếp tục tham gia khóa đào tạo Kết làm việc trực tiếp với tổ hợp phát triển Minimal Nhật Bản, nhận thấy khả nghiên cứu dây chuyền công nghệ Minimal đạt đƣợc kết tƣơng đối khả quan Trong Giai đoạn đầu, công nghệ chế tạo linh kiện điện tử dựa cấu trúc MOS (pMOSFET, nMOSFET, MOS capacitor) sử dụng hoàn toàn thiết bị Minimal Fab Từ năm 2012 đến cuối 2016 nghiên cứu chế tạo MOSFET (cả p n channel) MOS capacitor với mật độ linh kiện thấp, với kích thƣớc kênh dẫn khác (2, 6, 10, 14, 18 22µm) độ rộng kênh 100µ, nhƣng chủ yếu khảo sát đặc tính điện MOSFET có kênh dẫn 10µm Chiều dài kênh dẫn lớn chế tạo lớp n+ p+ phƣơng pháp SOD (Spin On Dopants), nên khuếch tán tạp chất khuếch tán đẳng hƣớng, có tƣợng khuếch tán ngang Vì vậy, chiều dài kênh dẫn khơng giảm đƣợc giới hạn phƣơng pháp khuyến tán kỹ thuật SOD Để khắc phục điều thiết bị Minimal ion implanter đƣợc phát triển, dự tính thử nghiệm vào năm 2018 Hiện nay, nhóm phát triển linh kiện Minimal chế tạo pMOSFET MOS capacitor với số lƣợng 99 chip/wafer (0.5 inch), điều nhằm hƣớng tới việc đánh giá độ đồng đặc tính điện linh kiện wafer, đánh giá yield, đóng gói linh kiện cơng nghệ Minimal Fab Từ kết này, hƣớng tới giai đoạn thứ hai chế tạo đóng gói mạch điện tử tích hợp cỡ lớn IC VLSI sau ULSI - Nội dụng thứ 5: Để đánh giá cách khách quan mơ hình xƣởng cực tiểu, thực nghiên cứu, khảo sát làm việc trực tiếp với số công ty, trƣờng, viện châu Âu chuyên lĩnh vực bán dẫn Từ tiếp cận đƣợc xu hƣớng phát triển cộng đồng châu Âu lĩnh vực Châu Âu không chạy đua trang thiết bị, sở vật chất nhà máy phát triển hàng loạt chủng loại linh kiện điện tử nhƣ IC, CMOS mà tập trung mạnh vào lĩnh vực cảm biến chuyên dùng cho ngành công nghiệp ô tô hay phục vụ lĩnh vực y tế, lĩnh vực Internet of Things Hiện châu Âu khu vực quan tâm đến mơ hình Xƣởng cực tiểu để dễ dàng đầu tƣ lĩnh vực nghiên cứu chủng loại linh kiện Hiện số trƣờng Đại học Vƣơng quốc Anh Mỹ đặt hàng xƣởng cực tiểu để nghiên cứu sản phẩm bán dẫn Theo kế hoạch phải đến hết năm 2018 phía Nhật hồn thiện dây chuyền xƣởng cực tiểu cho sản xuất MEMS 204 2020 hồn thiện cho sản xuất CMOS Đến lúc quan tâm châu Âu rõ nét - Nội dung 6: Xây dựng mơ hình xƣởng cực tiểu Việt Nam phù hợp tình hình phát triển quốc tế: đề xuất mơ hình xây dựng viện MEMS dựa hệ thống trang thiết bị xƣởng cực tiểu với chế nhà nƣớc đầu tƣ ban đầu, viện tự chủ tài q trình hoạt động Ngồi nội dung nghiên cứu, đề tài thành công việc hợp tác với viện AIST để hỗ trợ đào tạo nguồn nhân lực lĩnh vực xƣởng cực tiểu Bên cạnh việc thuyết phục phía đối tác, thành công việc đề xuất Thành phố chấp nhận đề cử cán sang công tác viện AIST lĩnh vực Bên cạnh q trình làm việc với phía Nhật Bản, Trung tâm R&D, Khu Công nghệ cao Trung tâm ICDREC – ĐHQG TP.HCM đƣợc vinh dự kết nạp thành viên thứ 21 22 Diễn đàn Công nghiệp Vi điện tử Nhật Bản (MEMS Industry Forum - MIF) vào tháng 8/2015 Một số ý kiến việc đầu tƣ Mơ hình xƣởng cực tiểu Việt Nam nhƣ sau: Lý nên đầu tƣ: - - Hệ thiết bị Minimal đồng bộ, làm việc với đầu mối nhà cung cấp, Yokogawa, ngồi ra, dễ dàng làm việc với công ty phát triển thiết bị, họ thành thạo, biết ngành thiết bị họ phát triển Dễ vận hành bảo trì thiết bị Tất có lựa chọn tự động manual, tự động thiết lập thông số, việc đƣa mẫu vào nhấn nút, máy tự - - động thực quy trình cơng nghệ đƣa sản phẩm, cịn chế độ manual điều khiển theo bƣớc thực hiện, dễ dàng phát bƣớc gây lỗi Về bảo trì, phận nhỏ gọn, tự động, tháo lắp dễ, thời gian tới tất thiết bị hoạt động môi trƣờng windows nên dễ cập nhật phiên điều khiển mới, hiển thị môi trƣờng thân thiện, cỡ khoảng nửa dùng PLC để điều khiển Nhƣ vậy, dễ dàng nâng cấp tính thiết bị thiết bị đƣợc phát triển lên hệ cao với nhiều tính Các thiết bị minimal đƣợc chế tạo theo chuẩn chung, dễ dàng di chuyển xếp lại thiết bị cho phù hợp với quy trình cơng nghệ định để giảm thiểu thời gian di chuyển bƣớc công nghệ Không yêu cầu nhà xƣởng cấp độ phòng tiêu chuẩn, giảm thiểu tiền đầu tƣ chi phí vận hành phịng Phù hợp với nghiên cứu phát triển linh kiện mới, nhanh chóng chế tạo prototype Ngồi ra, với u cầu chế tạo số lƣợng linh kiện nhỏ độ tùy biến cao biến thành foundry thời gian nửa ngày với sản lƣợng vài trăm 205 wafer/tháng/line, cịn với sản lƣợng hàng ngàn wafer/tháng cần từ 5-10 line Tiêu chí phù hợp với VN dễ tiếp cận cơng nghệ cao, chế tạo sản phẩm tức thì, đơn đặt hàng nhỏ, hồn tồn đáp ứng phục vụ cho yêu cầu chế tạo linh kiện nƣớc nhƣ an ninh quốc phòng, giao thông, y tế,… đơn vị nghiên cứu hay công ty khởi nghiệp Giá thành đầu tƣ nhỏ nhiều so với đầu tƣ hệ thống Megafab hoàn thiện - Đào tạo nguồn nhân lực nhanh, dễ tiếp cận để sử dụng thành thạo thiết bị thời gian ngắn thiết bị hoàn toàn tự động - Nếu đầu tƣ, VN trở thành khách hàng giới, thành thạo cơng nghệ trở thành mắt xích hệ thống Minimal khu vực nhƣ giới Lý chƣa nên đầu tƣ: Tuy vậy, có số điểm tiêu cực: - - Đây thiết bị đƣợc phát triển, nên thời gian đầu chi phí tang cao thiết bị cần sửa chữa, phải đƣa Nhật mời chuyên gia qua đánh giá sửa chữa hỏng hóc lớn Độ tin cậy thiết bị chƣa cao, chƣa đủ thời gian vận hành dài để đánh giá cải thiện hay nâng cấp thiết bị Là khách hàng nên giá thành thiết bị Minimal cao giá thành có chi phí nghiên cứu Hệ thống minimal chế tạo wafer một, không chế tạo hàng loạt đƣợc, sản lƣợng nhỏ - - Một số thiết bị sử dụng vật tƣ tiêu hao nhƣ dung dịch hóa chất hay nƣớc DI thƣờng xun phải bổ sung Tồn line hồn chỉnh chƣa có, số khâu cơng nghệ phải th gia công kết hợp với công nghệ truyền thống, ví dụ yêu cầu chế tạo IC với design rule