Thời gian gần đây, Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển ngành vi mạch bán dẫn. Điều đó dẫn đến có một nhu cầu rất lớn về kỹ sư, nhân sự ngành vi mạch. Với mức đãi ngộ tốt và tính chất công việc hấp dẫn, vị trí kỹ sư vi mạch đang rất được các bạn sinh viên quan tâm.

Tuy vậy, vì đây là một ngành chưa được chú ý nhiều cho đến gần đây (dù ngành vi mạch bán dẫn Việt Nam đã có hơn 20 năm phát triển), có khá ít thông tin để giúp các bạn sinh viên bắt đầu con đường nghiên cứu để theo ngành.

Bài viết này sẽ tóm gọn lại và đưa ra 1 số những kỹ năng, kiến thức cần thiết để các bạn có thể bắt đầu trang bị kiến thức cho mình. Các bạn lưu ý là đây là những kiến thức cơ bản nói chung. Tùy vào các vị trí cụ thể mà các bạn chọn sẽ có các kiến thức đặc thù hơn. Mình sẽ bổ sung thêm các bài viết tập trung vào từng vị trí cụ thể như Design Verification, RTL Design, DFT, ….

Lưu ý trong bài viết này có nhiều thuật ngữ được dịch ra từ Tiếng Anh có thể gây khó hiểu, mình sẽ bổ sung từ gốc trong ngoặc để các bạn có thể tìm hiểu thêm. Mình sẽ bổ sung thêm các bài viết giải thích về các khái niệm này.

Nếu các bạn có nhu cầu tìm hiểu sâu hơn và gặp gỡ giao tiếp trao đổi với các kỹ sư nhiều năm kinh nghiệm trong ngành thì có thể đăng ký tham gia ICTC Seminar: Bắt Đầu Hành Trình Vi Mạch hàng tháng nhé!

I. Kiến thức chung về thiết kế mạch số

Kiến thức thiết kế mạch logic kỹ thuật số liên quan đến việc tạo ra các mạch thực hiện các phép toán logic dựa trên các tín hiệu đầu vào và đầu ra nhị phân. Dưới đây là các khía cạnh chính của thiết kế mạch logic kỹ thuật số:

1. Đại số Boolean: Hiểu biết về đại số Boolean là cơ bản trong thiết kế mạch logic. Nó xử lý các phép toán logic như AND, OR, NOT, XOR, và NAND, là cơ sở của vi mạch số học.
2. Cổng Logic: Cổng logic là các khối xây dựng của mạch logic kỹ thuật số. Chúng thực hiện các phép toán logic cơ bản dựa trên các tín hiệu đầu vào. Các cổng logic phổ biến bao gồm các cổng AND, OR, NOT, XOR, NAND và NOR.
3. Logic Kết hợp (Combinational Logic): Các mạch logic kết hợp tạo ra đầu ra dựa hoàn toàn vào các tín hiệu đầu vào hiện tại. Chúng không có các yếu tố nhớ. Ví dụ bao gồm bộ cộng, bộ nhân, bộ chia, và bộ giải mã.
4. Logic Tuần tự (Sequential Logic): Các mạch logic tuần tự bao gồm các yếu tố nhớ và lưu trữ thông tin về các tín hiệu đầu vào trước đó. Flip-flop và thanh ghi (Register) thường được sử dụng để lưu trữ thông tin trạng thái. Các mạch tuần tự bao gồm các bộ đếm (counter), FSM, …
5. Thiết kế Vi Mạch Tích hợp (IC – Integrated Circuit): Các mạch logic kỹ thuật số thường được triển khai bằng cách sử dụng các vi mạch tích hợp. Hiểu biết về các thông số kỹ thuật của IC, các bố cục chân, và các tài liệu kỹ thuật là quan trọng cho việc thiết kế và tích hợp các mạch logic vào các hệ thống lớn hơn.
6. Đồng bộ (Timing) và Xung nhịp: Xem xét về thời gian là quan trọng trong thiết kế mạch logic kỹ thuật số để đảm bảo tín hiệu lan truyền đúng cách qua mạch. Tín hiệu xung nhịp (Clock) đồng bộ hóa hoạt động của các mạch tuần tự, và biểu đồ thời gian giúp trực quan hóa hành vi tín hiệu theo thời gian.
7. Tiêu thụ Năng lượng và Tản nhiệt: Các mạch logic kỹ thuật số tiêu thụ năng lượng và tạo ra nhiệt khi hoạt động. Kỹ sư cần xem xét tiêu thụ năng lượng và việc tản nhiệt để đảm bảo sự đáng tin cậy và tuổi thọ của mạch.

II. Kiến thức về Protocol (Giao thức)

Kiến thức về các giao thức như I2C, APB, và các giao thức khác cũng rất quan trọng đối với sinh viên theo ngành kỹ thuật điện tử và bán dẫn. Dưới đây là một số giao thức cơ bản:

1. I2C (Inter-Integrated Circuit): Giao thức I2C là một giao thức truyền thông đồng bộ giữa các thiết bị trong một hệ thống. Sinh viên cần hiểu cách hoạt động của giao thức này, bao gồm các tín hiệu như SDA (Data), SCL (Clock), cũng như các trạng thái truyền thông như truyền và nhận dữ liệu.
2. APB (Advanced Peripheral Bus): Giao thức APB được sử dụng để kết nối các vi điều khiển với các thiết bị ngoại vi trong một hệ thống tích hợp. Sinh viên cần hiểu cách giao thức này hoạt động và cách nó tương tác với các vi điều khiển và ngoại vi khác.
3. SPI (Serial Peripheral Interface): Giao thức SPI là một giao thức truyền thông đồng bộ được sử dụng cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong một hệ thống. Sinh viên cần hiểu cách hoạt động của giao thức này và cách nó khác biệt so với các giao thức khác như I2C.
4. UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter): Giao thức UART được sử dụng cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị một cách không đồng bộ. Sinh viên cần hiểu cách giao thức này hoạt động và cách cấu hình và sử dụng nó trong các ứng dụng thực tế.
5. CAN (Controller Area Network): Giao thức CAN được sử dụng trong các ứng dụng mạng điều khiển, đặc biệt là trong các hệ thống ô tô và xe máy. Sinh viên cần hiểu cách hoạt động của giao thức này và cách nó được sử dụng để truyền dữ liệu trong các mạng điều khiển.

III. Kiến thức về Công Cụ, Phần Mềm

Linux, VIM và các công cụ EDA (Electronic Design Automation) đều rất quan trọng khi làm việc trong ngành công nghệ bán dẫn. Dưới đây là lí do:

1. Linux: Hệ điều hành Linux phổ biến trong ngành công nghệ bán dẫn vì tính ổn định, độ tin cậy và tính linh hoạt cao. Nhiều công cụ phát triển và môi trường làm việc trong lĩnh vực này được tối ưu hóa cho Linux. Việc nắm vững Linux giúp bạn dễ dàng làm việc với các công cụ và hệ thống trong môi trường công nghiệp bán dẫn.
2. VIM: VIM là một trình soạn thảo văn bản mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng lập trình viên và kỹ sư công nghệ bán dẫn. Việc sử dụng VIM giúp tăng tốc độ làm việc, cải thiện hiệu suất và linh hoạt trong việc chỉnh sửa mã nguồn và tài liệu kỹ thuật.
3. Công cụ EDA (Electronic Design Automation): Các công cụ EDA như Cadence, Synopsys, và Mentor Graphics là cột mốc quan trọng trong quá trình thiết kế mạch điện tử và bán dẫn. Chúng cung cấp các tính năng như mô phỏng, xác minh, và thiết kế mạch tích hợp, giúp kỹ sư bán dẫn phát triển sản phẩm một cách hiệu quả và nhanh chóng.

Việc hiểu biết và sử dụng thành thạo Linux, VIM và các công cụ EDA không chỉ giúp bạn tối ưu hóa quá trình làm việc mà còn tăng cường khả năng cạnh tranh và thành công trong ngành công nghệ bán dẫn. Để thực hành VIM và Linux, các bạn có thể tham gia ICTC Seminar: Bắt Đầu Hành Trình Vi Mạch hàng tháng nhé!

IV. Kỹ năng lập trình

Kỹ năng lập trình là rất quan trọng khi làm việc trong ngành công nghệ bán dẫn. Dưới đây là một số lí do:

1. Thiết kế Mạch Điện tử: Trong quá trình thiết kế mạch điện tử, việc sử dụng ngôn ngữ lập trình như Verilog, VHDL và SystemVerilog giúp kỹ sư bán dẫn mô phỏng, xác minh và kiểm tra các mạch điện tử trước khi thực hiện trên vi mạch thực tế.
2. Tối ưu hóa Hiệu suất: Kỹ năng lập trình giúp kỹ sư bán dẫn tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị và mạch tích hợp thông qua việc tối ưu mã nguồn, tăng cường tính toán và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.
3. Phân Tích Dữ Liệu: Kỹ năng lập trình giúp kỹ sư bán dẫn phân tích dữ liệu từ các thiết bị và mạch tích hợp, từ đó đưa ra các phản hồi và quyết định có ý nghĩa để cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
4. Tự Động Hóa và Tối Ưu Hóa Quy Trình: Lập trình cung cấp các công cụ để tự động hóa các quy trình sản xuất và kiểm tra, giúp tăng cường hiệu suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất và kiểm tra mạch điện tử.
5. Phát triển Phần mềm Hỗ trợ: Kỹ năng lập trình cũng là yếu tố quan trọng trong việc phát triển các phần mềm hỗ trợ, công cụ thiết kế và phần mềm quản lý dự án dành cho ngành công nghệ bán dẫn.

V. Kỹ năng quản lý dữ liệu và sử dụng Office

Kỹ năng sử dụng Microsoft Office không phải là yếu tố chính nhưng vẫn mang tính quan trọng khi làm việc trong ngành công nghệ bán dẫn. Dưới đây là một số lý do:

1. Báo cáo và Tài liệu: Trong quá trình làm việc, bạn sẽ cần phải tạo và chỉnh sửa các báo cáo, tài liệu, và bản trình bày để chia sẻ thông tin và kết quả công việc. Microsoft Word là công cụ phổ biến để thực hiện các công việc này.
2. Bảng tính và Phân tích Dữ liệu: Trong ngành công nghệ bán dẫn, việc phân tích dữ liệu và số liệu là quan trọng để đưa ra quyết định kỹ thuật và chiến lược. Microsoft Excel cung cấp các công cụ mạnh mẽ để xử lý và phân tích dữ liệu.
3. Quản lý Thời gian và Lịch trình: Sử dụng Microsoft Outlook để quản lý lịch trình làm việc, gửi và nhận email, cũng như quản lý các cuộc họp và sự kiện trong ngành công nghệ bán dẫn.
4. Tài liệu Kỹ thuật và Hướng dẫn: Trong quá trình phát triển sản phẩm và quy trình, việc tạo và chỉnh sửa tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng cũng là một phần quan trọng. Microsoft Word và PowerPoint thường được sử dụng để thực hiện công việc này.
5. Giao tiếp và Thuyết trình: Microsoft PowerPoint là công cụ phổ biến để tạo và trình bày bản thuyết trình trong các cuộc họp, báo cáo, và buổi hội thảo.

Kỹ năng sử dụng Microsoft Office không phải là yếu tố quyết định nhưng vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các nhiệm vụ hàng ngày và giao tiếp công việc trong ngành công nghệ bán dẫn.

VI. Tiếng Anh

Tiếng Anh là rất quan trọng khi làm việc trong lĩnh vực bán dẫn. Dưới đây là những lý do chính:

1. Tài liệu và Hướng dẫn: Nhiều tài liệu, sách vở, và hướng dẫn về công nghệ bán dẫn được viết bằng tiếng Anh. Việc có khả năng đọc và hiểu các tài liệu này sẽ giúp bạn nắm vững thông tin và kiến thức mới.
2. Cộng đồng Khoa học và Công nghệ: Tiếng Anh là ngôn ngữ chính thức của cộng đồng khoa học và công nghệ toàn cầu. Việc giao tiếp và hợp tác với các nhà nghiên cứu, kỹ sư, và chuyên gia từ các quốc gia khác thông qua tiếng Anh là rất quan trọng trong việc tiếp cận các ý tưởng mới và tiến bộ công nghệ.
3. Tương tác với Khách hàng và Đối tác Quốc tế: Trong một môi trường công ty bán dẫn, bạn có thể phải làm việc với khách hàng và đối tác quốc tế. Việc sử dụng tiếng Anh để giao tiếp sẽ giúp bạn xây dựng mối quan hệ mạnh mẽ và hiệu quả với họ.
4. Tham gia vào Các Sự Kiện và Hội Nghị Quốc tế: Việc tham gia vào các sự kiện, hội nghị, và triển lãm quốc tế là cơ hội tốt để mở rộng mạng lưới, chia sẻ kiến thức, và tìm kiếm cơ hội hợp tác. Tiếng Anh là ngôn ngữ chính thức trong các sự kiện này.
5. Hiểu Biết về Tiến bộ Công nghệ: Nhiều thông tin về tiến bộ công nghệ bán dẫn được chia sẻ qua các trang web, bài báo, và diễn đàn trực tuyến bằng tiếng Anh. Việc có khả năng đọc, nắm bắt và thảo luận về những tiến bộ này sẽ giúp bạn theo kịp xu hướng và tiếp tục phát triển trong lĩnh vực này.

Tóm lại, tiếng Anh không chỉ là một kỹ năng mà là một công cụ quan trọng để thành công trong lĩnh vực bán dẫn, giúp bạn tiếp cận kiến thức và cơ hội quốc tế.

VII. Kỹ năng mềm

Một kỹ sư vi mạch không chỉ cần có kiến thức mà còn cần có kỹ năng mềm bởi vì:

1. Giao tiếp: Trong một môi trường làm việc đa văn hóa và đa dạng như ngành công nghệ bán dẫn, kỹ năng giao tiếp là chìa khóa để hiểu và được hiểu trong nhóm làm việc. Giao tiếp hiệu quả giữa các thành viên nhóm, quản lý, và các bộ phận khác là quan trọng để thúc đẩy sự hợp tác và thành công của dự án.
2. Làm việc nhóm: Ngành công nghệ bán dẫn thường đòi hỏi làm việc theo nhóm để giải quyết các vấn đề phức tạp và đa chiều. Kỹ năng làm việc nhóm, bao gồm khả năng lắng nghe, tôn trọng ý kiến của người khác, và đóng góp ý kiến của bản thân là rất quan trọng để đảm bảo sự thành công của dự án.
3. Giải quyết vấn đề: Trong ngành công nghệ bán dẫn, việc gặp phải các vấn đề kỹ thuật là điều không thể tránh khỏi. Kỹ năng giải quyết vấn đề là khả năng xác định nguyên nhân của vấn đề, phân tích và đưa ra giải pháp hiệu quả một cách logic và hệ thống.
4. Quản lý thời gian: Kỹ năng quản lý thời gian là quan trọng để có thể hoàn thành các dự án theo đúng tiến độ và đảm bảo chất lượng công việc. Trong một ngành có nhiều áp lực và thời hạn chặt chẽ như ngành công nghệ bán dẫn, việc quản lý thời gian một cách hiệu quả là rất quan trọng.
5. Tinh thần làm việc và sự kiên nhẫn: Ngành công nghệ bán dẫn đòi hỏi sự kiên nhẫn và sự cẩn trọng trong việc thực hiện các quy trình kỹ thuật phức tạp. Tinh thần làm việc tích cực và kiên nhẫn trong việc tìm kiếm giải pháp là một yếu tố quan trọng cho sự thành công.

Tóm lại, kỹ năng mềm không chỉ giúp tăng cường mối quan hệ giữa các thành viên nhóm mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật và đảm bảo tiến độ và chất lượng của dự án trong ngành công nghệ bán dẫn.

Trên đây là một số thông tin và kiến thức mình đúc kết được qua quá trình học tập ở Đại Học Bách Khoa và ra trường bắt đầu sự nghiệp là một kỹ sư vi mạch. Mình sẽ viết chi tiết hơn vào từng nội dung ở các bài viết sau cho các bạn dễ hình dung và tham khảo nha.

Nếu các bạn có nhu cầu tìm hiểu sâu hơn và gặp gỡ giao tiếp trao đổi với các kỹ sư nhiều năm kinh nghiệm trong ngành thì có thể đăng ký tham gia ICTC Seminar: Bắt Đầu Hành Trình Vi Mạch hàng tháng nhé hoặc liên hệ trực tiếp với mình nhé!