– Trong bài trình bày tại Đại học Bách khoa Hà Nội, ông đã chia sẻ về những công nghệ mới trong lĩnh vực cảm biến tiên tiến, đặc biệt là cảm biến nhận dạng khí (mũi điện tử). Những công nghệ này có tầm quan trọng thế nào trong tương lai?

– GS. Park Inkyu: Những nghiên cứu của tôi phản ánh tầm quan trọng của công nghệ cảm biến nhận dạng khí đối với cuộc sống thường ngày và cả trong quá trình lao động sản xuất, tập trung vào việc phát triển cảm biến khí công suất thấp để theo dõi nhiều loại khí độc khác nhau. Những khí này có thể xuất hiện trong nhà hoặc khu vực công nghiệp như nhà máy sản xuất chất bán dẫn hay nhà máy lọc dầu. Quá trình sản xuất sẽ thải ra nhiều loại khí độc, đòi hỏi chúng ta cần nhiều cảm biến khí để theo dõi theo thời gian thực.

Tuy nhiên, hầu hết các cảm biến khí thương mại hiện nay khá cồng kềnh và đắt tiền, khiến việc giám sát khí độc theo thời gian thực còn nhiều hạn chế. Mục tiêu của chúng tôi là phát triển một loại cảm biến nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, có thể tích hợp vào điện thoại di động hoặc thiết bị đeo để mọi người có thể theo dõi khí độc ảnh hưởng đến sức khỏe.

Cụ thể, chúng tôi đang phát triển loại cảm biến khí có khả năng tích hợp cao, sử dụng công nghệ tiên tiến gọi là cảm biến khí dựa trên Micro LED. Chúng tôi sử dụng một vi đèn LED rất nhỏ để chiếu sáng vào vật liệu cảm biến. Vật liệu này sẽ phản ứng với ánh sáng theo các cách khác nhau tùy thuộc vào môi trường khí xung quanh. Sau đó, chúng tôi sử dụng công nghệ học sâu (deep learning) để phân tích phản ứng của vật liệu cảm biến với ánh sáng từ micro LED và xác định loại khí tồn tại trong môi trường.

– Chủ đề hội thảo là về chất bán dẫn và thế giới bền vững. Theo GS, vì sao chúng ta  nên quan tâm nhiều hơn đến vấn đề này?

– GS. Park Inkyu: Ngành công nghiệp bán dẫn hiện nay sử dụng rất nhiều hóa chất độc hại, bao gồm khí ăn mòn và hóa chất xử lý trong quy trình sản xuất. Do đó, việc theo dõi các loại hóa chất độc hại này trong cơ sở sản xuất là vô cùng quan trọng để bảo vệ sức khỏe nhân viên.

Hơn nữa, khi ngành công nghiệp bán dẫn tiếp tục phát triển, kích thước của các thiết bị bán dẫn ngày càng nhỏ lại, đòi hỏi chất lượng quy trình sản xuất cần phải được cải thiện. Điều này đồng nghĩa với việc lượng khí độc hại thải ra cũng phải được kiểm soát chặt chẽ hơn. Chỉ một lượng nhỏ khí độc cũng có thể làm hỏng sản phẩm và gây ra sự cố trên thiết bị. Do vậy, ngành công nghiệp bán dẫn cần rất nhiều cảm biến khí và hướng đến tính bền vững để đảm bảo môi trường làm việc an toàn và sản phẩm chất lượng.

Việc giám sát liên tục môi trường, đặc biệt là chất lượng không khí, là điều cần thiết để đảm bảo sự bền vững. Giữ gìn môi trường trong lành là yếu tố quan trọng cho sự phát triển lâu dài. Do đó, việc phát triển cảm biến khí chất lượng cao, giá thành thấp và đa chức năng là vô cùng quan trọng.

– Đến công tác tại Hà Nội dịp này, giáo sư mong muốn tìm hiểu những vấn đề gì về tiềm năng của ngành công nghiệp bán dẫn Việt Nam?

– GS. Park Inkyu: Tôi hi vọng có thể chia sẻ những nghiên cứu của mình tới không chỉ các nhà khoa học, mà còn là đại diện các cơ quan ở cả khu vực công và tư.

Ngành công nghiệp sản xuất ô tô cần sử dụng rất nhiều cảm biến khí để phát triển xe điện và đảm bảo an toàn cho hệ thống năng lượng điện. Việc giám sát pin là rất quan trọng bởi pin có thể xảy ra hiện tượng thoát nhiệt (thermal runaway) dẫn đến cháy nổ. Để ngăn chặn hiện tượng này, cần có thiết bị phát hiện khí độc từ pin. Do đó, các công ty trong lĩnh vực này có thể quan tâm đến các loại cảm biến để theo dõi xe điện.

Ngoài ra, phương tiện giao thông chủ yếu ở Việt Nam là xe máy, loại phương tiện thải ra rất nhiều khí thải. Do vậy, việc kiểm soát chất lượng không khí là rất quan trọng. Mọi người sẽ quan tâm đến việc theo dõi và kiểm soát chất lượng không khí.

Cảm biến khí có thể được tích hợp vào điện thoại di động hoặc các thiết bị đeo để nâng cao chất lượng cuộc sống  không chỉ cho người lao động trong các ngành công nghiệp mà còn cho những người dân bình thường sử dụng trong cuộc sống hằng ngày.

– Vậy theo Giáo sư, đâu là thế mạnh và cơ hội phát triển cho ngành công nghiệp bán dẫn tại Việt Nam?

– GS. Park Inkyu: Trong kỷ nguyên tiếp theo, ngành công nghiệp mà chúng ta cần tập trung phát triển là ngành công nghiệp bán dẫn. Hàn Quốc là một trong những quốc gia dẫn đầu trong lĩnh vực bán dẫn, và tôi tin rằng chúng tôi có thể hợp tác cùng Việt Nam để phát triển ngành công nghiệp này.

Lý do tôi đưa ra ý kiến này là vì Việt Nam có dân số trẻ và nền tảng giáo dục tốt, đây là yếu tố quan trọng cho sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn. Thêm vào đó, Việt Nam đang trong giai đoạn mở rộng địa điểm sản xuất, đây là cơ hội để thu hút đầu tư từ các công ty bán dẫn quốc tế.

Sự hợp tác giữa Hàn Quốc và Việt Nam trong lĩnh vực bán dẫn sẽ mang lại lợi ích cho cả hai quốc gia. Việt Nam sẽ có cơ hội phát triển ngành công nghiệp công nghệ cao, tạo ra nhiều việc làm và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế. Hàn Quốc sẽ có thể mở rộng thị trường và tiếp cận nguồn nhân lực chất lượng cao.

Hiện nay, được biết Vingroup đang mở rộng sang lĩnh vực sản xuất ô tô. Tôi tin rằng tập đoàn cũng có thể quan tâm đến ngành công nghiệp bán dẫn. Nếu Việt Nam tăng cường nghiên cứu về lĩnh vực này, nó sẽ tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển của ngành công nghiệp thế hệ tiếp theo tại Việt Nam.

– Giáo sư nhận định Việt Nam là một quốc gia tương đối trẻ trong lĩnh vực sản xuất bán dẫn. Vậy theo giáo sư, đâu là xu hướng hoặc công nghệ mới nổi trong ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu mà Việt Nam nên chú ý để tận dụng?

– GS. Park Inkyu: Hiện nay có nhiều xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp bán dẫn, nhưng tôi tin rằng hai lĩnh vực tiềm năng nhất là:

• Thiết bị bán dẫn cho xử lý AI: Nhu cầu về trí tuệ nhân tạo (AI) đang tăng nhanh chóng, đòi hỏi cần có những thiết bị bán dẫn chuyên dụng để xử lý các thuật toán AI.
• GPU với tốc độ và bộ nhớ dung lượng cao: Việc xử lý dữ liệu lớn (big data) và học máy (machine learning) ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như y tế, tài chính, sản xuất, v.v., đòi hỏi cần có các GPU (bộ xử lý đồ họa) có hiệu suất tính toán cao hơn và bộ nhớ dung lượng lớn để lưu trữ và truy cập dữ liệu nhanh chóng.

Đây cũng thực sự là những xu hướng rất quan trọng trong ngành công nghiệp chất bán dẫn Hàn Quốc. Tôi tin rằng đây là những lĩnh vực mà Việt Nam nên tập trung nghiên cứu và đầu tư để phát triển ngành công nghiệp bán dẫn trong tương lai.

– Chúng ta đã thảo luận về cơ hội, thế mạnh và tiềm năng của Việt Nam. Vậy theo Giáo sư, đâu là những thách thức hoặc hạn chế mà Việt Nam có thể gặp phải trong quá trình phát triển ngành công nghiệp bán dẫn?

– GS. Park Inkyu: Tôi rất lạc quan về tương lai của ngành công nghiệp (bán dẫn) ở Việt Nam. Để phát triển nhanh hơn nữa, tôi tin rằng Việt Nam cần tăng cường hợp tác với các công ty hàng đầu ở các quốc gia khác nhau, ví dụ như hợp tác chặt chẽ với các công ty hàng đầu ở Hàn Quốc, Mỹ hoặc Châu Âu để nhanh chóng bắt kịp công nghệ tiên tiến.

Tôi cho rằng việc xây dựng nền tảng hợp tác cởi mở là rất quan trọng. Gần đây, tôi có hợp tác với Trung Quốc khá thường xuyên và nhận thấy họ đang đầu tư rất nhiều tiền vào nghiên cứu khoa học công nghệ, cũng như hợp tác quốc tế. Họ đầu tư mạnh vào các quỹ nghiên cứu lớn để thúc đẩy hợp tác quốc tế bằng cách cử chuyên gia ra nước ngoài hoặc mời chuyên gia từ nước ngoài về.

Vì vậy, tôi nghĩ nếu Việt Nam có thể đầu tư nhiều hơn vào việc trao đổi con người và chia sẻ ý tưởng thông qua các nền tảng hợp tác quốc tế cởi mở, điều này sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng cho ngành công nghiệp bán dẫn và các nghiên cứu liên quan.

– Giáo sư có thể cho biết liệu có lĩnh vực nghiên cứu cụ thể hoặc đột phá công nghệ nào trong lĩnh vực chất bán dẫn hứa hẹn thúc đẩy các mục tiêu về phát triển bền vững?

– GS. Park Inkyu: Hiện nay, ngành công nghiệp bán dẫn đang có nhiều nghiên cứu triển khai, đặc biệt là trong lĩnh vực cảm biến. Nhiều nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu về các thiết bị neuromorphic (thiết bị mô phỏng não người).

Thiết bị neuromorphic mô phỏng chức năng của bộ não hoặc hệ thần kinh con người. Thay vì xử lý thông tin theo cấu trúc Von Neumann truyền thống, thiết bị này mô phỏng hệ thống cảm giác, hệ thống thần kinh và hoạt động của não bộ để xử lý dữ liệu hiệu quả hơn về mặt năng lượng và cải thiện quá trình truyền dữ liệu từ cảm biến đến máy chủ và xử lý.

Do đó, chất bán dẫn hoặc xử lý neuromorphic đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển bền vững bởi nó giúp quá trình xử lý dữ liệu tiết kiệm năng lượng và hiệu quả hơn.

Ngoài ra, mạch tích hợp công suất thấp cũng hỗ trợ rất nhiều cho điện toán trong cảm biến (in-sensor computing). Hiện nay, chúng ta thường gửi dữ liệu từ cảm biến đến máy chủ để xử lý. Tuy nhiên, với bộ xử lý nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và có khả năng xử lý dữ liệu mạnh mẽ, chúng ta có thể thực hiện tính toán ngay tại nút cảm biến (sensor node) mà không cần gửi dữ liệu đến máy chủ.  Vậy nên in-sensor computing thực sự sẽ tạo nên một cuộc cách mạng về cách chúng ta xử lý dữ liệu.

Tóm lại, tôi tin rằng chất bán dẫn neuromorphic và tính toán tại cảm biến (thông qua mạch tích hợp siêu tiết kiệm điện) là những chủ đề quan trọng cho sự phát triển bền vững.