Chuyện chưa biết về con chip đầu tiên do người Việt Nam chế tạo

Câu chuyện ấy đến với tôi đúng lúc cả nước đang dõi theo công trường nhà máy chế tạo chip bán dẫn đầu tiên của Viettel ở Hòa Lạc sử dụng công nghệ 32 nm, mục tiêu sản xuất thử nghiệm cuối năm 2027. Hôm khởi công, nguyên Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã nói rằng: Việt Nam lựa chọn con đường khó nhưng bền vững: Từng bước làm chủ công nghệ lõi, chủ động tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu.

Con đường khó ấy, hóa ra, người Việt đã bắt đầu khai mở từ gần nửa thế kỷ trước.

Thầy giáo Phùng Hồ (bìa phải) cùng GS Memelink (giữa) và nghiên cứu sinh Walinga tại Đại học Twente, Hà Lan, năm 1976. (Ảnh: Tư liệu của GS Phùng Hồ)

Mọi chuyện bắt đầu từ một ủy ban tình nguyện của trí thức Hà Lan, lập năm 1971 để vận động giúp Việt Nam. Tháng 6/1973, ngay sau Hiệp định Paris, cố Bộ trưởng Bộ Đại học và Trung học chuyên nghiệp (nay là Bộ Giáo dục và Đào tạo) Tạ Quang Bửu đã gửi sang một đề nghị khiến chính người Hà Lan bất ngờ: hợp tác với Việt Nam trong hai lĩnh vực vi điện tử và vật lý nhiệt độ thấp.

Vì sao lại là hai lĩnh vực nghe có vẻ "xa xỉ" ấy? GS Thân Đức Hiền, người sau này gánh vác dự án vật lý nhiệt độ thấp, từng kể lại lời Bộ trưởng: "Ngay từ bây giờ trong lúc đất nước còn chiến tranh, ta phải chuẩn bị các điều kiện để nghiên cứu trong tương lai. Hà Lan là nước nhỏ, nhưng có hai lĩnh vực phát triển mạnh là nhiệt độ thấp và vi điện tử". Và ông Tạ Quang Bửu còn nói thêm: "Sau này đất nước yên bình, ta sẽ xây dựng đường tải điện siêu dẫn từ Hà Nội vào Sài Gòn để không hao tổn điện năng".

Thời điểm đó năm 1973, đất nước còn chưa thống nhất, khó khăn chồng chất khó khăn; vậy mà đã có người nghĩ tới một đường dây tải điện không tổn hao chạy suốt chiều dài đất nước, vượt qua muôn ngàn trở lại về địa lý. Một ý tưởng mà đến hôm nay vẫn là thách thức lớn của nhiều quốc gia trên thế giới.

Lúc đó, không ít người Hà Lan đã thắc mắc sao Việt Nam không xin dự án nông nghiệp hay y tế mà lại chọn một lĩnh vực nghe có vẻ rất hão huyền với một quốc gia còn nghèo, chưa thoát khỏi chiến tranh, nhưng rốt cuộc họ tôn trọng lựa chọn ấy. Theo tư liệu phía Hà Lan, phòng thí nghiệm vi điện tử của Đại học Bách khoa Hà Nội được tài trợ 416.200 gulden (đồng tiền Hà Lan lúc bấy giờ, tương đương khoảng hơn 5,5 tỷ đồng theo tỷ giá quy đổi hiện nay) giai đoạn 1975-1978, thiết bị chủ lực mua của hãng Philips, đối tác là Đại học Twente do GS Oscar Memelink dẫn dắt.

Mùa hè ở Enschede

Phòng thí nghiệm được bố trí ở mấy gian giảng đường đầu tầng hai nhà C9 của Đại học Bách khoa Hà Nội. Bộ môn Vật lý chất rắn phải cử người vào Nam mua gạch lát, mua cả máy điều hòa cũ chở ra để xây phòng. Một phòng thí nghiệm vi điện tử, nơi đòi hỏi độ sạch khắt khe bậc nhất, đã được dựng lên như thế.

Sau Tết năm 1976, thầy giáo Phùng Hồ được cử sang Hà Lan tiếp nhận công nghệ, trong khi vợ ông đang làm nghiên cứu sinh ở Cộng hòa Dân chủ Đức, ở nhà chỉ có hai bố con, cậu con trai Hồ Hải mới 6 tuổi. Cậu bé ấy chính là GS.TSKH Phùng Hồ Hải, nguyên Viện trưởng Viện Toán học, người vừa nhận giải thưởng nghiên cứu Humboldt của Đức hồi tháng 4/2026.

Đầu tháng 5/1976, ông cùng đồng nghiệp Nguyễn Xuân Thắng bay từ Gia Lâm sang Lào, qua Myanmar, Ấn Độ, Kuwait, Baku, Moskva rồi mới tới Amsterdam. "Nghĩ lại thật buồn cười, bay một chặng đường dài như thế mà trong túi không có một xu", ông nhớ lại. Đến Enschede, Giáo sư Memelink cho mượn mỗi người một chiếc xe đạp. Và ngay hôm sau họ bắt tay vào việc.

Phần việc của ông là tự thiết kế, chế tạo một vi mạch gồm tám transistor hiệu ứng trường (MOSFET) và bốn điốt bảo vệ. Nghe kể từng bước ông làm, tôi mới hiểu thế nào là "tỉ mỉ". Con chip chỉ rộng 1 mm, nên năm mặt nạ quang khắc, tức năm "khuôn in" cấu trúc vi mạch lên phiến silic, được vẽ trên giấy ruby phóng to 400 lần, rồi chụp thu nhỏ lại đúng 400 lần. Rồi quang khắc, ăn mòn, khuếch tán, rạch phiến bằng dao kim cương, hàn dây vàng mảnh 40 micron, đóng vỏ. Chỉ một sai lệch nhỏ là cả mẻ phải bỏ đi.

Ông đã làm trọn vẹn quy trình ấy. Đó là lần đầu tiên một công dân Việt Nam tự tay thiết kế và chế tạo thành công một mạch vi điện tử, thứ mà ngày nay chúng ta gọi là con chip. "Trên con chip đầu tiên đó, tôi đã khắc ba chữ cái "HNH", tức "Hà Nội Hồ"", ông kể.

Ba chữ cái nhỏ xíu, phải soi kính hiển vi mới thấy. Nhưng với thế hệ tôi bây giờ, đó là chữ ký của cả một thế hệ đầy tự hào: người Việt Nam đã làm được chip!

Đứng trước những buồng chân không thép không gỉ sáng loáng ở Twente, ông thú nhận "tôi thèm lắm", bởi ở Hà Nội, anh em trong bộ môn đang phải nhờ xưởng cơ khí Nhà máy Phân đạm Hà Bắc gia công một hệ chân không. Tháng 9/1976, ông về nước, mang theo tập báo cáo và bốn, năm con chip đã đóng gói hoàn chỉnh.

Năm 1977, hai chuyên gia Hà Lan sang Hà Nội lắp đặt thiết bị. Bộ môn dùng chính bộ mặt nạ quang khắc thầy giáo Phùng Hồ làm ở Hà Lan để chạy thử một mẻ. Thiết bị vận hành thông suốt, và tại tầng hai nhà C9, những mạch vi điện tử MOSFET đầu tiên đã thành hình.

Các thành viên Phòng thí nghiệm Vi điện tử, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội cùng chuyên gia Hà Lan năm 1977. (Ảnh: Tư liệu của GS Phùng Hồ)

Thế nhưng mẻ chip ấy chưa bao giờ đi hết hành trình của nó. Không có máy cắt phiến, máy hàn dây, máy đóng vỏ, các nhà khoa học chỉ có thể đặt mũi dò lên những mạch còn nằm nguyên trên phiến silic, nhìn qua kính hiển vi để đo vài thông số. Mẻ chip đầu tiên được chế tạo trên đất Việt Nam chưa từng được cắt rời, chưa từng được khoác vỏ. Nó nằm lại trên phiến silic, như một lời hứa còn bỏ ngỏ.

Lục lại tư liệu, tôi thấy cụm từ "con chip đầu tiên của Việt Nam" đang được dùng cho ít nhất bốn sự kiện: năm 1976, năm 1977, chip SigmaK3 năm 2008 và chip thương mại SG8V1 năm 2014. Chính sự lẫn lộn ấy cho thấy ký ức về ngành vi mạch nước nhà đã đứt quãng tới mức nào. Mà ký ức đã đứt quãng thì kinh nghiệm làm sao tích lũy được?!

Bộ quân phục trong giảng đường

Phòng thí nghiệm mới chào đời đã gặp trắc trở. Peter de Goeje, một thành viên sáng lập ủy ban tình nguyện nói trên, đã ghi lại trong hồi ký "Gửi lời chào đoàn kết" một chi tiết mà tôi tin rất ít người Việt từng biết. Một ngày cuối năm 1975, khi GS Memelink đang giảng bài ở Bách khoa, có những người mặc quân phục vào giảng đường nghe. Vốn theo đuổi chủ nghĩa hòa bình, ông lên tiếng phản đối ngay giờ giải lao. Màu áo xanh lục biến mất, nhưng trong ông đã dấy lên mối nghi ngại rằng những con chip có thể bị dùng vào mục đích quân sự.

Đầu năm 1978, GS Memelink quyết định không tiếp tục hợp tác. Cuối năm đó, dự án chấm dứt. Phía Việt Nam mỏi mắt chờ, nhưng "tuyệt nhiên không có phản hồi". GS Phùng Hồ tin rằng nguyên nhân là lệnh bao vây, cấm vận sau năm 1979, và viết đầy chua xót rằng phòng thí nghiệm "sơ sinh đã chết yểu", "đã hy sinh vì nghĩa lớn".

Đặt các mốc thời gian cạnh nhau, tôi nhận thấy quyết định dừng hợp tác đã có từ đầu năm 1978, trước những biến động ở biên giới Tây Nam và phía Bắc. Cấm vận có thể khiến cánh cửa không mở lại, nhưng mối nghi ngại về ứng dụng quân sự nhiều khả năng mới là nguyên nhân trực tiếp. Chúng ta phải nhìn nhận thẳng thắn rằng: công nghệ bán dẫn chưa bao giờ chỉ là chuyện kỹ thuật, nó gắn chặt với an ninh và lòng tin giữa các quốc gia, năm 1978 cũng như hôm nay.

Lời tự vấn của người trong cuộc

Điều khiến tôi trân trọng nhất ở GS Phùng Hồ là ông không đổ hết cho hoàn cảnh: "Nhưng xét một cách toàn diện hơn, thì với sự bắt đầu của phòng thí nghiệm khá là "xôm trò", mà qua mấy chục năm không phát triển lên được, ta không thể đổ lỗi hoàn toàn cho nguyên nhân khách quan".

Thiếu sót thứ nhất, theo ông, là "mới chỉ chú trọng vào các quy trình công nghệ planar mà quên mất các công đoạn thiết kế mạch", trong khi con chip có được ứng dụng hay không lại phụ thuộc trước hết vào khâu thiết kế. Thiếu sót thứ hai là quên mất nhiệm vụ phục vụ giảng dạy. Thế giới đi từ hàng chục micron xuống dưới một micron chỉ trong vài năm, vậy mà chương trình đào tạo trong nước gần như đứng yên, thậm chí có những sai lầm trong giáo trình về điốt và transistor tồn tại suốt 22 năm mà không ai lên tiếng.

Có một câu hỏi cứ trở đi trở lại trong đầu tôi. Thiết bị năm ấy mua của Philips, và năm 1984, chính Philips góp phần lập nên ASML, hãng nay độc tôn về máy quang khắc cho những dòng chip tiên tiến nhất. Nếu sợi dây hợp tác năm ấy không đứt? Lịch sử không có chữ "nếu", nhưng câu hỏi ấy vẫn đáng để suy ngẫm.

Những lần làm lại từ đầu

Sợi dây với Hà Lan thực ra chưa đứt hẳn: năm 1992, với sự giúp đỡ của các đại học Amsterdam và Twente, Viện Đào tạo quốc tế về Khoa học vật liệu (ITIMS) ra đời. Nhưng dòng vi điện tử MOS từ căn phòng năm 1977 thì không được tiếp nối.

Chip SG8V1 - con chip thương mại đầu tiên của Việt Nam do ICDREC thiết kế. (Ảnh: ICDREC)

Nhìn lại nửa thế kỷ, ngành bán dẫn nước ta đã nhiều lần làm lại từ đầu. Nhà máy bán dẫn Z181 ra đời năm 1979, sản xuất transistor, điốt xuất khẩu sang Đông Âu, rồi lặng lẽ khép lại khoảng năm 1990 khi thị trường ấy tan rã. Gần hai thập kỷ sau mới có chip SigmaK3 (2008) và SG8V1 (2014) của ICDREC, nhưng dù do người Việt thiết kế, SG8V1 vẫn phải gửi ra nước ngoài sản xuất vì trong nước chưa có nhà máy.

Từ nhà C9 đến Z181 rồi ICDREC, tôi rút ra một điều giản dị mà cay đắng: xây được một phòng thí nghiệm đã khó, nuôi nó sống đủ lâu còn khó hơn gấp bội. Mỗi lần đứt gánh là một lần kinh nghiệm thất truyền, người đi sau lại mò mẫm từ con số không.

Hôm nay, bối cảnh đã khác hẳn. Chiến lược phát triển công nghiệp bán dẫn Việt Nam đến năm 2030 và tầm nhìn 2050 (Quyết định 1018/QĐ-TTg) đặt mục tiêu đến năm 2030 có trên 50.000 kỹ sư, cử nhân ngành bán dẫn. Sau Viettel, FPT đã công bố nhà máy kiểm thử, đóng gói chip tại Bắc Ninh. Tháng 1/2026, lãnh đạo ASML sang Hà Nội bàn chuyện hợp tác. Nửa thế kỷ sau ngày thiết bị Philips đầu tiên về nhà C9, "hậu duệ" của Philips lại tìm đến Việt Nam. Một vòng tròn lịch sử đầy ý nghĩa.

Khép lại hồi ức, GS Phùng Hồ để lại một câu hỏi mà ai làm giáo dục, làm chính sách cũng nên đọc kỹ: "Liệu Viện Vật lý Kỹ thuật, Bộ môn Vật liệu điện tử đã sẵn sàng đáp ứng nhiệm vụ đào tạo nhân lực khi có yêu cầu?".

Năm 2023, Đại học Bách khoa Hà Nội đã mở chuyên ngành Thiết kế vi mạch, nhưng so với mục tiêu 50.000 kỹ sư, con đường còn rất dài. Và những bài học từ căn phòng tầng hai nhà C9, coi trọng thiết kế chứ không chỉ chế tạo, gắn nghiên cứu với đào tạo, và trên hết là sự bền bỉ, vẫn còn nguyên giá trị.

Người con của làng Triệu Đông, xã Bùi Xá, huyện Đức Thọ, Hà Tĩnh (địa chỉ cũ) ấy còn là một nhà thơ, tác giả tập "Mùa rươi". Có lẽ vì thế mà những dòng cuối trong hồi ức của ông đọc lên như thơ: "Gần nửa thế kỷ trôi qua từ thời điểm chúng tôi bàn đến Phòng thí nghiệm Vi điện tử, bốn người đi Hà Lan hồi ấy giờ còn lại một mình tôi".

Gấp lại tập tư liệu, tôi cứ nghĩ mãi về ba chữ cái ấy. Không biết những con chip khắc chữ "HNH" năm 1976 nay còn ai lưu giữ. Nhưng tôi biết chắc một điều: Câu hỏi mà người cuối cùng của chuyến đi năm ấy gửi lại vẫn còn nguyên đó, chờ một câu trả lời thuyết phục từ Hòa Lạc, và từ chính những giảng đường hôm nay.