Tại sao con chip lại là một trong những thứ khó sản xuất thế thế giới?

Chip rất phổ biến trong xã hội hiện đại và tầm quan trọng của nó là điều hiển nhiên.

Tầm quan trọng của chip

Chip là một thành phần quan trọng trong công nghệ và đã thâm nhập vào hầu hết mọi khía cạnh của xã hội hiện đại. Nó được sử dụng trong sản xuất các thiết bị điện tử khác nhau như máy tính, điện thoại di động, tivi và thiết bị âm thanh, đồng thời được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như tự động hóa công nghiệp, chăm sóc y tế, giao thông vận tải và năng lượng.

Con chip có ưu điểm là kích thước nhỏ, tốc độ cao, độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp, giúp nâng cao hiệu quả ứng dụng của công nghệ hiện đại và mang lại nhiều tiện ích cho sản xuất và đời sống của con người.

Chip điện tử (Electronics Chip) còn gọi là mạch tích hợp (Integrated Circuit). Ngày nay, chúng hiện diện khắp nơi trong các dụng cụ điện tử: xe hơi, điện thoại, truyền hình viễn thông,… Chúng trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người hiện nay. Thiếu chúng, hầu hết các thiết bị điện tử sẽ không thể phát huy các chức năng phong phú như hiện tại.

Trong lĩnh vực máy tính, chip là cốt lõi của máy tính và là cơ sở cho hoạt động của các phần cứng và phần mềm khác nhau. Các thông số quan trọng như tốc độ hoạt động, dung lượng lưu trữ, khả năng xử lý của máy tính có liên quan mật thiết đến hiệu suất của chip.

Đồng thời, với sự phát triển của các công nghệ mới như điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo, nhu cầu về chip cho máy tính sẽ tiếp tục tăng.

Trong lĩnh vực truyền thông, chip được sử dụng rộng rãi trong điện thoại di động, tivi, thiết bị âm thanh và các thiết bị khác. Tốc độ cao và mức tiêu thụ điện năng thấp của chip giúp các thiết bị này hoạt động hiệu quả hơn và bền hơn. Đồng thời, với việc sử dụng thương mại quy mô lớn công nghệ 5G, nhu cầu về chip cũng theo đó mà tiếp tục tăng.

Với tác động không nhỏ của sự phát triển công nghệ toàn cầu, chip điện tử ngày nay có thể làm tất cả mọi việc. Chúng vốn là tập các mạch điện chứa các linh kiện bán dẫn và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, để thực hiện được một chức năng xác định. Có thể nói, chỉ cần được nhập mã lệnh, chip điện tử liền có thể hoàn thành.

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, chip cũng được sử dụng rộng rãi. Con chip có thể cải thiện trí thông minh và khả năng tự động hóa của thiết bị, thực hiện khả năng tự giám sát và tự bảo vệ của thiết bị, đồng thời nâng cao hiệu quả và chất lượng sản xuất của thiết bị.

Trong lĩnh vực y tế, ứng dụng của chip cũng ngày càng nhiều. Chip có thể được áp dụng cho các thiết bị y tế như màn hình, nhiệt kế, máy đo huyết áp…, có thể theo dõi kịp thời tình trạng sức khỏe của bệnh nhân và cũng có thể được áp dụng cho các thiết bị y tế, chẳng hạn như máy bơm thuốc, tim nhân tạo… có thể làm tăng trí thông minh và mức độ tự động hóa.

Do đó, chip rất phổ biến trong xã hội hiện đại và tầm quan trọng của nó là điều hiển nhiên.

Trước khi có chip điện tử, người ta phải nối rất nhiều linh kiện bán dẫn lại với nhau. Điều này khiến mọi thứ vô cùng “cồng kềnh”, đòi hỏi sự chi li trong từng tiểu tiết. Chính khó khăn này thôi thúc toàn bộ các công ty điện tử đương thời lao vào con đường khám phá một linh kiện mới hấp dẫn hơn.

Khó khăn trong sản xuất chip

Khó khăn trong sản xuất chip chủ yếu nằm ở các khía cạnh sau:

Độ phức tạp kỹ thuật

Sản xuất chip đòi hỏi một loạt công nghệ phức tạp, chẳng hạn như quang khắc, cấy ion, khắc hóa học… Những kỹ thuật này đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên môn cao, đồng thời yêu cầu thao tác và kiểm soát cẩn thận. Bất kỳ lỗi nào trong bất kỳ liên kết nào đều có thể dẫn đến lỗi sản xuất chip.

Nhu cầu về vốn

Sản xuất chip đòi hỏi vốn đầu tư lớn. Sản xuất một con chip có thể tiêu tốn hàng triệu đô la và đòi hỏi nhiều thiết bị, vật liệu và các nguồn lực khác. Do đó, chỉ những công ty hoặc quốc gia giàu có mới có thể sản xuất chip.

Thiếu tài năng

Sản xuất chip đòi hỏi sự hỗ trợ của một số lượng lớn các chuyên gia. Những tài năng này không chỉ cần nắm vững kiến thức kỹ thuật phức tạp mà còn cần có kinh nghiệm thực tế phong phú. Nguồn dự trữ của những tài năng này rất hạn chế nên trên thực tế, có rất ít công ty có thể sản xuất chip.

Con chip đầu tiên được phát minh bởi nhà vật lý người Mỹ Jack S. Kilby và nhà vật lý người Đức Robert Noyce vào những năm 1950. Năm 2000, Kilby đoạt giải Nobel Vật lý nhờ phát minh ra con chip, trong khi Robert hai lần trượt giải.

Chip là một thành phần quan trọng trong khoa học và công nghệ hiện đại, thông qua ứng dụng công nghệ phức tạp, chi phí sản xuất cực kỳ cao và đòi hỏi nhiều vốn, tài năng cùng nhiều nguồn lực khác, do đó không ngoa khi nói rằng con chip là một trong những thứ khó sản xuất nhất trên thế giới.

Với sự phát triển của nhiều lĩnh vực khác nhau, phạm vi ứng dụng của chip sẽ tiếp tục được mở rộng và công nghệ sản xuất chip cũng sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến.