Why Vietnam has few chip companies of its ownVì sao Việt Nam còn ít công ty chip của riêng mình

Vietnam has been designing chips for about twenty years. Yet most of the engineers who do the work are employed by foreign companies, on chips that are owned and sold elsewhere, and Vietnamese companies with chips of their own are still few. This chapter gives the numbers behind that picture, the obstacles a Vietnamese chip start-up tends to meet, and the ways universities and companies are working together to change it.

Việt Nam đã làm thiết kế chip được khoảng hai mươi năm. Thế nhưng phần lớn kỹ sư trong nghề đang làm cho các công ty nước ngoài, thiết kế những con chip mà công ty ở nơi khác sở hữu và đem bán. Công ty Việt có chip mang tên mình thì vẫn rất ít. Chương này đưa ra những con số cụ thể và các trở ngại mà một công ty khởi nghiệp làm chip ở Việt Nam thường gặp. Sau đó là những cách trường đại học và doanh nghiệp đang bắt tay nhau để thay đổi thực trạng ấy.

In this chapter

Trong chương này

• When chip design began in Vietnam, and who does it today
• What the numbers say about design firms, engineers and policy
• What stands in the way of a Vietnamese company that wants a chip of its own
• Why a chip company takes years to pay off
• How universities and companies can work together

• Thiết kế chip bắt đầu ở Việt Nam từ bao giờ, và ai đang làm công việc ấy
• Các con số nói gì về công ty thiết kế, kỹ sư và chính sách
• Điều gì cản đường một công ty Việt muốn có con chip của riêng mình
• Vì sao một công ty chip phải mất nhiều năm mới sinh lời
• Trường đại học và doanh nghiệp có thể cùng làm việc với nhau ra sao

Twenty years of design, mostly for others

Hai mươi năm thiết kế chip, chủ yếu là chip của công ty khác

Chip design came to Vietnam in 2004 and 2005. In October 2004 the Japanese chipmaker Renesas (then Renesas Technology, since 2010 Renesas Electronics) opened a design centre in Ho Chi Minh City, which it describes as the first in the country, and in 2005 Vietnam National University, Ho Chi Minh City, set up its own chip-design centre, ICDREC.^{9.1, 9.2} Other foreign design houses followed, and the table in the next section gives the year some of them came.

Nghề thiết kế chip đến Việt Nam trong hai năm 2004 và 2005. Tháng 10/2004, hãng chip Nhật Bản Renesas (khi ấy là Renesas Technology, từ năm 2010 là Renesas Electronics) mở trung tâm thiết kế ở TP. Hồ Chí Minh, theo hãng là trung tâm đầu tiên trong cả nước. Năm 2005, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh lập trung tâm thiết kế vi mạch ICDREC.^{9.1, 9.2} Các hãng thiết kế nước ngoài khác lần lượt tới sau đó; bảng ở phần tiếp theo ghi năm một số hãng có mặt.

Most of these firms came as foreign direct investment (FDI): a foreign company sets up a branch in Vietnam and hires Vietnamese engineers. The teams there design parts of chips that the parent company owns, brands and sells, or they sell design services, taking on one or two stages of the design flow of chapter 2, such as verification or layout, for a chip that belongs to a client. That is real chip design, and it has trained thousands of engineers. What Vietnam still has few of are companies that own a chip from the idea to the sale.

Phần lớn các công ty này là doanh nghiệp FDI (đầu tư trực tiếp nước ngoài): một hãng nước ngoài mở chi nhánh ở Việt Nam và tuyển kỹ sư Việt. Đội ngũ ở đây thiết kế từng phần của những con chip mà công ty mẹ sở hữu, gắn thương hiệu và đem bán. Hoặc họ làm dịch vụ thiết kế: nhận một hai khâu trong quy trình thiết kế (design flow) đã nói ở chương 2, chẳng hạn kiểm định (verification) hay layout, cho con chip của khách hàng. Đó là thiết kế chip thật sự, và chính công việc ấy đã đào tạo nên hàng nghìn kỹ sư. Điều Việt Nam còn thiếu là những công ty làm chủ một con chip, từ ý tưởng cho đến lúc bán ra.

Chip design in Vietnam in numbers and dates

Thiết kế chip ở Việt Nam qua các con số và mốc thời gian

The table gathers the main facts about chip design in Vietnam, each with its date.

Bảng dưới đây tập hợp những dữ kiện chính về thiết kế chip ở Việt Nam, mỗi dữ kiện kèm mốc thời gian.

Most of the foreign design houses were already there years before the 2023 and 2024 policy; what changed after 2023 was scale.

Phần lớn các hãng thiết kế nước ngoài đã có mặt từ nhiều năm trước chính sách của các năm 2023 và 2024; điều thay đổi sau năm 2023 là quy mô.

What a Vietnamese chip start-up runs into

Một công ty chip khởi nghiệp ở Việt Nam gặp những trở ngại gì

Designing parts of other companies’ chips, as a branch or a service firm, works well in Vietnam, and a start-up can begin that way too, winning contracts for one or two stages of a larger company’s chip. Owning a chip, designing it, having it made and selling it under the company’s own name, is much harder. The obstacles Vietnamese chip start-ups most often describe are these:

Thiết kế từng phần cho chip của công ty khác, trong vai chi nhánh hay công ty dịch vụ, là việc Việt Nam đã làm tốt. Một công ty khởi nghiệp cũng có thể bắt đầu theo lối ấy, nhận hợp đồng làm một hai khâu cho con chip của một hãng lớn hơn. Làm chủ một con chip, tức tự thiết kế, đặt sản xuất rồi bán nó dưới tên mình, thì khó hơn nhiều. Các công ty chip khởi nghiệp Việt thường kể ra những trở ngại sau:

• Not owning the chain. Design is one stage; making the wafers, packaging and testing are done by other companies, and each charges its fee. The fees add up, and at low volume they fall on few chips, so the chip can cost more than a rival’s from a larger company that buys at better prices or runs more of the chain itself. Lower engineering salaries save money on design, but the manufacturing costs can eat much of that saving.
• Costly tools and building blocks. Electronic design automation (EDA) software licences, each tape-out (sending a finished design to be made) and each piece of licensed IP cost a great deal, all before a single chip is sold.
• Selling on price. Unless a chip does something no one else’s does, it competes with similar chips from established companies, and a higher price usually loses.
• Few engineers with a whole chip’s breadth. Designing a whole chip that can compete takes a great deal of know-how. Many engineers spend years on one narrow, repeated task for a large company. For one engineer that is no dead end (chapter 2), but when most of a country’s engineers stay in such work, few build up the breadth a whole chip needs.
• Slow debug loops. When the first chips fail, they go for an X-ray, a look inside the opened package or a cut with a focused ion beam (FIB), as chapter 8 showed. Each loop is quicker when such a lab is a short trip away; sending the parts farther means waiting longer for every answer.

• Không làm chủ chuỗi sản xuất. Thiết kế chỉ là một khâu; sản xuất wafer, đóng gói và kiểm thử đều do công ty khác làm, và khâu nào cũng thu phí. Cộng lại, khi sản lượng còn thấp, các khoản phí ấy dồn lên ít con chip, nên chip có thể đắt hơn chip của một đối thủ lớn hơn, vốn mua được giá tốt hơn hoặc tự làm được nhiều khâu hơn. Lương kỹ sư thấp hơn giúp tiết kiệm ở khâu thiết kế, nhưng chi phí sản xuất có thể nuốt mất phần lớn khoản tiết kiệm ấy.
• Công cụ và khối dựng sẵn đắt đỏ. Giấy phép EDA (phần mềm thiết kế chip), mỗi lần tape-out (gửi bản thiết kế hoàn chỉnh đi sản xuất) và mỗi IP (khối thiết kế mua bản quyền) đều rất tốn tiền, và phải chi hết trước khi bán được con chip nào.
• Cạnh tranh bằng giá. Trừ khi con chip làm được điều mà chip khác không làm được, nó phải đọ với những con chip tương tự của các hãng đã có tên tuổi, và chip nào đắt hơn thường thua.
• Ít người đủ bề rộng để làm trọn một con chip. Thiết kế trọn một con chip đủ sức cạnh tranh đòi hỏi rất nhiều chất xám. Nhiều kỹ sư làm một phần việc hẹp, lặp đi lặp lại suốt nhiều năm cho một công ty lớn. Với từng người, đó không phải ngõ cụt (chương 2); nhưng khi phần lớn kỹ sư của cả nước chỉ ở những vị trí như vậy, sẽ ít người tích lũy được kiến thức đủ rộng để làm trọn một con chip.
• Vòng gỡ lỗi kéo dài. Khi những con chip đầu tiên hỏng, chúng phải đem đi chụp X-quang, tách phần đóng gói ra để xem die bên trong, hay cắt thử bằng chùm ion hội tụ (focused ion beam, FIB), như chương 8 đã kể. Phòng thí nghiệm như thế càng gần thì mỗi vòng càng nhanh; gửi đi xa hơn nghĩa là lần nào cũng phải chờ kết quả lâu hơn.

Some of these lie outside any one company’s reach. A semiconductor ecosystem is everything around a chip company that it relies on: packaging and test plants (OSATs), test labs, suppliers and customers close by. Much of it is supporting industry, which no start-up can build alone. Other obstacles, such as how deep engineers’ training goes, are ones the country can work on itself.

Một số trở ngại nằm ngoài tầm tay của bất kỳ công ty nào. Hệ sinh thái bán dẫn là tất cả những gì bao quanh một công ty chip mà công ty ấy phải dựa vào: nhà máy đóng gói và kiểm thử (OSAT), phòng thí nghiệm kiểm thử, nhà cung cấp và khách hàng ở gần. Phần lớn trong số đó thuộc về công nghiệp hỗ trợ, và không công ty khởi nghiệp nào tự dựng lên được. Những trở ngại khác, như chiều sâu đào tạo của đội ngũ kỹ sư, thì cả nước có thể tự mình cải thiện.

A chip company takes years to pay off

Một công ty chip phải mất nhiều năm mới sinh lời

Even where the ecosystem is strong, a chip company takes years to pay off. A new chip can take years to go from its first design to its first sale, and all that time a start-up is spending its investors’ money.

Ngay cả ở nơi hệ sinh thái đã mạnh, một công ty chip cũng phải mất nhiều năm mới sinh lời. Từ bản thiết kế đầu tiên đến lần bán hàng đầu tiên, một con chip có thể mất vài năm, và suốt thời gian ấy công ty khởi nghiệp vẫn tiêu tiền của nhà đầu tư.

The power-chip start-up Lion Semiconductor shows how long that can be. It was founded in 2012 on its co-founder Lê Hạnh Phúc’s PhD research at the University of California, Berkeley, into switched-capacitor converters, the power converters built from switches and capacitors alone that chapter 4 compared; he had taken his first degree at Hanoi University of Science and Technology. Its fast-charging chips went on to ship more than 100 million units. In 2021 Cirrus Logic bought the company for US$335 million: about nine years from founding to sale, even for a company with a strong technical base from its first day.^9.14

Công ty khởi nghiệp làm chip nguồn Lion Semiconductor cho thấy quãng đường ấy có thể dài đến đâu. Công ty ra đời năm 2012 từ nghiên cứu tiến sĩ của nhà đồng sáng lập Lê Hạnh Phúc tại Đại học California, Berkeley; trước đó, ông đã tốt nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội. Đề tài của ông là bộ chuyển đổi tụ chuyển mạch (switched-capacitor converter), loại mạch nguồn chỉ dùng khóa và tụ điện mà chương 4 đã đem ra so sánh. Chip sạc nhanh của Lion về sau xuất xưởng hơn 100 triệu chiếc. Năm 2021, Cirrus Logic mua lại công ty với giá 335 triệu USD: khoảng chín năm từ lúc thành lập đến lúc bán, dù công ty có nền tảng kỹ thuật vững ngay từ ngày đầu.^9.14

An ecosystem grows in steps as well, each lifting the next. The more companies hire, the more students choose chip design; the more engineers graduate each year, the more go on to a master’s degree or a PhD, some of them abroad; and some of those come back to found companies or to teach the next cohort. Every step takes years.

Một hệ sinh thái cũng lớn lên theo từng bậc, bậc trước nâng bậc sau. Càng có nhiều công ty tuyển người thì càng có nhiều sinh viên chọn học thiết kế chip. Mỗi năm càng có nhiều kỹ sư ra trường thì càng có nhiều người học tiếp lên thạc sĩ, tiến sĩ, có người đi học ở nước ngoài. Trong số đó sẽ có người quay về lập công ty hay đứng lớp dạy lứa sau. Bậc nào cũng cần nhiều năm.

When universities and companies work together

Khi trường đại học và doanh nghiệp bắt tay nhau

Universities and companies in Vietnam already work together. The chip-design laboratory at Hanoi University of Science and Technology, for one, lists Qorvo, ABOV, ETA Semiconductor, CoAsia and FPT Semiconductor among its collaborators.^9.15 Ways in use, in Vietnam or abroad, include these:

Ở Việt Nam, trường đại học và doanh nghiệp đã cùng làm việc với nhau. Chẳng hạn, phòng thí nghiệm thiết kế vi mạch của Đại học Bách khoa Hà Nội ghi tên Qorvo, ABOV, ETA Semiconductor, CoAsia và FPT Semiconductor trong danh sách đơn vị hợp tác.^9.15 Một số cách đang được áp dụng, ở Việt Nam hay ở nước ngoài:

• Companies fund university labs. In many countries a company sets aside part of its R&D budget for university labs that do good work. This suits a company that is already profitable.
• Theses and projects done with companies. A final-year capstone project is a low-cost way for a company to try a real problem, teaches the student more than a classroom exercise, and gives the company an early look at people it may hire.
• Alumni who come back. Graduates now working in industry return to review students’ layouts and point out what an experienced eye sees at once, such as a metal line wandering all over the die.
• Training before hiring. Some companies train new graduates for six months to a year before taking them on, paying a small stipend and sometimes using the university’s own rooms and equipment.

• Doanh nghiệp tài trợ phòng thí nghiệm của trường. Ở nhiều nước, doanh nghiệp dành một phần ngân sách R&D cho các phòng thí nghiệm đại học nghiên cứu giỏi. Cách này hợp với những công ty đã có lãi.
• Đồ án và đề tài làm cùng doanh nghiệp. Đồ án tốt nghiệp là cách ít tốn kém để doanh nghiệp thử giải một bài toán thật. Sinh viên học được nhiều hơn so với làm bài tập trên lớp, còn công ty có dịp làm quen sớm với những người mình có thể tuyển.
• Cựu sinh viên quay về. Những người đã ra trường và đi làm quay lại xem layout giúp sinh viên, chỉ ra những chỗ mà con mắt nhiều kinh nghiệm nhìn là thấy ngay, như một đường metal chạy lòng vòng khắp die.
• Đào tạo trước khi tuyển. Một số công ty đào tạo sinh viên mới tốt nghiệp từ sáu tháng đến một năm trước khi nhận vào làm, trả một khoản học bổng nhỏ, có khi dùng cả phòng học và thiết bị của nhà trường.

The next chapter turns to the student who wants to design chips.

Chương sau dành cho người học muốn trở thành kỹ sư thiết kế chip.