Giới thiệu về ngành "Kỹ sư thiết kế Chip"

Chúng ta ai cũng đang dùng hàng trăm con chip mỗi ngày, các bạn có tin ko? Chúng ta hãy tìm hiểu thêm nhé!

Giới thiệu

• Phần cứng chính để giúp điện thoại chiếc smartphone được... thông minh là do con Chip chính (System On Chip - SoC) bên trong quyết định. Ngoài ra, chiếc smartphone này sẽ cần vô số những chip khác như Chip Modem 3/4/5G, quản lí nguồn điện, cảm biến vân tay, nhận diện khuôn mặt, chụp ảnh, xử lý âm thanh, chuyển động, quản lí bộ nhớ, giao tiếp thiết bị khác NFC,Wifi,USB, PCI,... Như vậy chắc chắn là bạn đang dùng rất nhiều chip khi bạn sở hữu một chiếc Smartphone rồi đấy

• Khi dùng chiếc máy tính, bạn biết là bên trong có Chip chính là Intel, AMD hay Apple, v.v. Những hệ thống server, Data center, High Computing System thậm chí còn liên kết rất nhiều Chip lại với nhau. Ngoài ra, máy tính sẽ có nhiều thành phần khác nữa, điển hình là Card đồ họa, hệ thống âm thanh, các chuẩn giao tiếp USB, HDMI,...

• TV, wifi router, loa, hệ thống đèn giao thông, thu phí, cửa tự động ở các toàn nhà, tai nghe, cho đến bếp từ, bếp thông minh, lò nướng, máy giặt, tủ lạnh, máy lạnh, nồi cơm điện,.v.v. tất cả đều có vài cho đến vài chục Chip bên trong. Một chiếc xe hơi, cho dù Toyota, Huydai hay Tesla, bên trong nó có từ vài ngàn cho đến vài chục ngàn Chip lớn nhỏ. Hầu như những gì gắn liền với chữ "tự động", "thông minh" đều đang sử dụng một con chip nào đó. Trong tương lai gần, những ứng dụng của trí tuệ nhân tạo, IoT, 5G, những từ khóa trên sẽ xuất hiện dày đặc & đồng nghĩa với ngành bán dẫn sẽ còn phát triển hơn nữa

Những thắc mắc thường gặp

1. (Q) Kỹ sư thiết kế con Chip gọi là gì?

(A) Kỹ sư thiết kế chip, Chip/IC/ASIC/SoC/Hardware Designer hoặc gọi chung chung là VLSI Engineer. Chi tiết hơn, có rất nhiều vị trí với kiến thức, chuyên môn đặc trưng vô cùng khác nhau khi tham gia vào công việc thiết kế 1 con Chip.

2. (Q) Quá trình thiết kế một con chip như thế nào?

(A) Có thể nói qui trình thiết kế chip vô cùng phức tạp. Về cơ bản, nó sẽ trải qua 2 khâu chính là thiết kế phần cứng & thiết kế phầm mềm (Hardware & Software Design). Chỉ riêng thiết kế phần cứng, nó sẽ trải qua khoảng 20 khâu ( System specification/Architecture/Functional/Power Design/Logic Design/Logic Verification/Synthesis/Formal/STA/DFT Engineer/Analog/Circuit design/Custom Layout/Physical Design/Physical Verification/Co-Design/RDL Engineer/STA Sign-off/Packaging/Fabrication/Packing/Testing/PCB/...) và sau đó là qua team Software. Cho nên để tạo ra con chip, sẽ cần rất nhiều nhà quản lí, chuyên gia, kỹ sư, công nhân,...với những kỉ năng chuyên biệt. Ngoài ra các cơ sở vật chất cũng rất quan trọng, chi phí rất cao như máy tính (PC/servers $100k x n), phần mềm chuyên dụng (EDA tools ~$ 100k x n), nhà máy chuyên dụng (Factory, Fabrication $ 10 x n billion ).

3. (Q) Công việc của 1 Kỹ sư thiết kế chip?

(A) Như đã biết ở trên, "Kỹ sư thiết kế chip" là từ dùng chung cho ngành, thực tế thì có rất nhiều công việc, kỉ năng khác nhau ứng với từng vị trí. Một số công việc chỉ cần 1-2 năm để có thể xử lý, nhưng cũng có những công việc đòi hỏi 10 - 15 năm kinh nghiệm, ví dụ: architecture designer cho Chip lớn hoặc người tích hợp toàn bộ hệ thống. Thông thường ở các công ty lớn, qui mô toàn cầu thì cấp bậc sẽ là Junior (1.5 - 2 năm) => Senior (3 - 4 năm) => Staff (4 - 6 năm) => Sr Staff => Principle Engineer. Nếu ai có bằng thạc sĩ, Tiến Sĩ thì thời gian mỗi bậc sẽ được rút ngắn hơn. Như vậy kỹ sư mới ra trường sẽ mất khoảng 6-7 năm để học hỏi, lấy kinh nghiệm thông qua những dự án khác nhau để có khả năng tự xử lí công việc & có thể ra quyết định cho dự án. Sau đó, những người này sẽ vẫn còn phải học hỏi, cập nhật kiến thức thêm rất nhiều do yêu cầu thiết kế sẽ luôn thay đổi, chất lượng ngày càng cao hơn, tiêu chuẩn khó hơn. Chẳng hạn như: tăng khả năng xử lí/tính toán, giảm kích thước chip, cập nhật các chuẩn mới (IPs/protocols), thay đổi qui trình thiết kế, chạy theo nhu cầu khách hàng,...Sự thay đổi này sẽ làm công việc phức tạp, nó diễn ra hầu như liên tục, công ty càng lớn, mức độ thay đổi để thích ứng thị trường càng cao. Chi tiết những kiến thức, kĩ năng của mỗi cấp bậc sẽ được tìm hiểu & chia sẻ ở những article sau

Trung tâm thiết kế chip Samsung DSR

4. (Q) Tại sao ngành Thiết kế chip & công nghiệp bán dẫn quan trọng?

(A) Thật ra câu hỏi này không dễ trả lời, tùy theo suy nghĩ mỗi người. Nhưng các bạn có thể google một số từ khóa liên quan như: Việt Nam là ứng viên cung cấp nhân lực cho ngành sản xuất công nghệ cao, ứng dụng AI/ML & phần cứng liên quan, lợi nhuận của ngành công nghiệp bán dẫn (Chip, CPU, thiết bị điện tử thông minh,...), doanh thu các công ty giàu nhất thế giới đa số liên quan đến công nghiệp bán dẫn, chiến tranh thương mại Mỹ-Trung đang tập trung vào việc cấm bán các sản phẩm đã dùng công nghệ Mỹ trong quá trình sản xuất cho các công ty Trung Quốc,v.v. Sau đó, chúng ta có thể thấy ngành công nghiệp bán dẫn tương lai sẽ trở thành ngành thiết yếu, giải quyết được nhiều lao động và mang lại rất nhiều lợi nhuận cho Việt Nam

5. (Q) Những ngành học liên quan đến ngành thiết kế Chip

(A) Ngoài chuyên ngành thiết kế chip mà một số trường ĐH đang cung cấp, kỹ sư các ngành có liên quan khác như Điện tử, công nghệ thông tin, khoa học máy tính, Toán, Vật Lý,...đều có thể xin vào các công ty thiết kế chip. Hầu hết các công ty sẽ có chương trình huấn luyện từ đầu để trang bị cho các bạn những kỉ năng, kiến thức & kinh nghiệm cần thiết để có thể dần dần tham gia các dự án nhỏ-công việc đơn giản, sau đó lớn & công việc phức tạp hơn. Tìm hiểu yêu cầu của các công ty để trang bị những kiến thức, bằng cấp liên quan để có sự chuẩn bị tốt nhất.

Nguồn: David Thanh