Ngành bán dẫn có phải là con đường sự nghiệp tốt không?

Bán dẫn là sản phẩm được phát triển từ các nguyên tố như silicon và germani, sở hữu tập hợp tính chất điện đặc biệt giúp chúng đóng vai trò nền tảng trong điện tử hiện đại. Dải chức năng thực tế của bán dẫn — bao gồm kiểm soát dòng điện, khuếch đại tín hiệu và chuyển mạch — khiến chúng trở thành linh kiện không thể thiếu trong mọi thiết bị, từ điện thoại thông minh, máy tính xách tay, thiết bị gia dụng đến ô tô, trung tâm dữ liệu và hệ thống quân sự tiên tiến. Bán dẫn, còn được gọi là vi mạch (microchip) hoặc mạch tích hợp (IC), xuất hiện rộng khắp trong đời sống hiện đại đến mức số lượng bán dẫn đang được sử dụng — khoảng 100 tỷ — tương đương số lượng các ngôi sao trong toàn bộ dải Ngân Hà. 

Dù chỉ một bộ phận nhỏ dân số nhận biết được về bán dẫn và vô số ứng dụng ngày càng mở rộng của chúng, gần như mọi cá nhân sống trong các quốc gia phát triển về công nghệ đều đang sử dụng bán dẫn theo một cách nào đó. Điều này đồng nghĩa với việc hàng trăm triệu người trên toàn cầu đang chi tiêu để mua bán dẫn. 

Lý do ngành công nghiệp bán dẫn tăng trưởng nhanh

Thị trường bán dẫn toàn cầu là một trong các ngành công nghiệp phát triển nhanh nhất trên thế giới. Chỉ chưa đến 15 năm trước, vào năm 2010, doanh thu ngành đạt mức kỷ lục thời điểm đó là 298 tỷ USD. Đến năm 2022, con số này đã tăng vọt lên gần 600 tỷ USD. (Để so sánh, tổng doanh thu thị trường điện thoại thông minh toàn cầu cùng năm chỉ đạt khoảng 500 tỷ USD.) Dù tốc độ tăng trưởng đã cao liên tiếp nhiều năm, ngành này vẫn chưa có dấu hiệu chững lại. Sự phát triển mạnh mẽ của “Internet vạn vật” (IoT) cùng xu hướng chuyển đổi toàn diện các thiết bị gia đình, thiết bị đeo cá nhân và hạ tầng trọng yếu thành các thiết bị thông minh kết nối internet sẽ tiếp tục thúc đẩy nhu cầu về chip. Ngoài ra, việc AI được ứng dụng rộng rãi trên toàn doanh nghiệp sẽ yêu cầu thế hệ bán dẫn tiên tiến mới — gồm cả GPU (bộ xử lý đồ họa) — để hỗ trợ các chương trình xử lý lượng dữ liệu khổng lồ cần thiết cho vận hành hiệu quả. 

Nhờ các xu hướng phát triển này cùng việc bán dẫn đã đảm nhận nhiều chức năng khác nhau trong một thế giới ngày càng số hóa và phụ thuộc vào thiết bị điện tử, ngành công nghiệp bán dẫn đang ở vị trí sẵn sàng cho bước nhảy vọt về tăng trưởng. Theo một số ước tính, ngành sẽ đạt tốc độ tăng trưởng kép hàng năm khoảng 8% cho đến hết thập kỷ này, tiến tới trở thành ngành công nghiệp ngàn tỷ USD vào năm 2030. 

Cơ hội nghề nghiệp ngày càng tăng cho kỹ thuật viên bán dẫn

Nhìn chung, có hai lộ trình nghề nghiệp chính khi gia nhập ngành bán dẫn: vai trò kỹ thuật viên và vai trò kỹ sư. 

Lộ trình cho kỹ thuật viên bán dẫn

Kỹ thuật viên bán dẫn là những chuyên gia làm việc tại nhà máy và cơ sở chế tạo của các hãng sản xuất chip. Họ chủ yếu tham gia vào sản xuất và kiểm tra nhiều loại vật liệu và phần cứng bán dẫn, bao gồm tấm wafer, mạch, đóng gói và các thiết bị tiên tiến mà ngành dựa vào để sản xuất hàng loạt vi mạch cùng các linh kiện liên quan. Nhóm kỹ thuật viên bán dẫn còn bao gồm nhiều vị trí chuyên biệt khác như kỹ thuật viên quy trình, kỹ thuật viên sản xuất và kỹ thuật viên thiết bị. 

Yêu cầu trình độ học vấn của kỹ thuật viên bán dẫn

Những người muốn theo đuổi sự nghiệp trong lĩnh vực này tối thiểu cần có bằng cao đẳng về điện tử, vi điện tử hoặc kỹ thuật điện. Các chương trình này thường kéo dài hai năm tại trường cao đẳng cộng đồng, trường nghề hoặc chương trình đào tạo nghề, với nội dung đào tạo thực tiễn và rèn luyện chuyên môn sâu sát với yêu cầu đặc thù của ngành bán dẫn. 

Tuy nhiên, bằng cao đẳng không phải con đường duy nhất cho người muốn trở thành kỹ thuật viên bán dẫn. Việc lấy bằng cử nhân trong các ngành trên có thể giúp cá nhân có vị thế tốt hơn trong một lĩnh vực phát triển năng động và chuyên môn hóa ngày càng cao. 

Nhiều vai trò dành cho kỹ sư bán dẫn 

Với những ai có kiến thức cơ bản về lĩnh vực bán dẫn, có thể dễ dàng nhận thấy kỹ sư chính là trụ cột không thể thiếu của ngành. Kỹ sư chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển, kiểm tra thiết bị bán dẫn, mạch tích hợp (IC) và đóng gói điện tử, đồng thời đóng vai trò chủ chốt trong hầu hết mọi khâu của chuỗi cung ứng sản xuất. Đặc biệt, các chuyên gia này đảm nhiệm vai trò trung tâm trong hai quy trình quan trọng bậc nhất khi sản xuất chip: chế tạo tấm wafer và lắp ráp IC. Mỗi giai đoạn này đều là chuỗi thao tác phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao cùng vốn kiến thức chuyên sâu về vi điện tử và bộ kỹ năng chỉ có thể dần hoàn thiện qua kinh nghiệm tại cơ sở sản xuất. 

Yêu cầu trình độ học vấn của kỹ sư bán dẫn

Có nhiều loại hình kỹ sư khác nhau trong lĩnh vực vi điện tử, bao gồm kỹ sư vật liệu, kỹ sư thiết kế mạch tích hợp và kỹ sư quy trình. Dù yêu cầu cụ thể khác nhau từng vị trí, các vai trò này thường đòi hỏi ứng viên sở hữu bằng cử nhân hoặc thạc sĩ về khoa học vật liệu, kỹ thuật điện hoặc vật lý ứng dụng. Riêng với những ai quan tâm tới nghiên cứu và phát triển trong ngành, nên cân nhắc học tiếp lên bậc tiến sĩ (PhD) để thực hiện các dự án nghiên cứu liên quan tới lĩnh vực mong muốn. (Nhà tuyển dụng đôi khi còn đánh giá cả nội dung học và chuyên ngành học có phù hợp với trách nhiệm thực tế tại doanh nghiệp hay không, chứ không chỉ xét tới bằng cấp cao hơn.)

Các trường đại học có chương trình đào tạo kỹ sư bán dẫn

Do các chương trình đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật bán dẫn vẫn còn khá hạn chế, sinh viên mong muốn xây dựng hành trình học tập hướng đến ngành này nên ưu tiên các trường đại học có khoa đứng đầu về các chuyên ngành nêu trên. Điều này bao gồm các cơ sở như Đại học Stanford, Đại học Northwestern, Đại học Pennsylvania và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). 

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng vài năm trở lại đây, một số trường đã tăng mạnh trọng tâm đào tạo về vi điện tử và sản xuất bán dẫn. Năm 2022, Trường kỹ thuật Đại học Purdue đã giới thiệu loạt chương trình cấp bằng mới tập trung vào lĩnh vực này, bao gồm chương trình thạc sĩ với chuyên ngành vi điện tử và bán dẫn tiên tiến — đặt tại Trường kỹ thuật Điện và Máy tính Elmore Family của trường — và bằng thạc sĩ khoa học cùng chuyên ngành. 

‍

‍

Với sự hỗ trợ của loạt khoản tài trợ từ Intel, Đại học Bang Ohio gần đây cũng đã triển khai sáng kiến hợp tác giữa nhiều trường, mang tên Trung tâm Nghiên cứu và Đào tạo Chế tạo Bán dẫn Tiên tiến (CAFE). Nhằm mục tiêu củng cố nguồn nhân lực ngành bán dẫn tại khu vực Trung Tây Hoa Kỳ, CAFE đang cải tiến chương trình đào tạo nhiều đơn ngành của trường kỹ thuật, tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận sâu hơn với lĩnh vực bán dẫn. Các môn học mới sẽ nhấn mạnh các giai đoạn sản xuất, công cụ chế tạo và vật liệu đóng gói. Trung tâm này cũng phát triển các chương trình thực tập, cộng tác viên và đào tạo khác giúp kỹ sư tương lai có kinh nghiệm thực tiễn trong các quy trình cốt lõi như thiết kế bán dẫn, tổng hợp vật liệu và đánh giá đặc tính. 

Dù nền tảng đại học trong ngành khoa học hay kỹ thuật liên quan mang lại nền móng hợp lý để xây dựng sự nghiệp kỹ sư bán dẫn, tốt nghiệp từ những trường có danh tiếng về nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực này giúp doanh nghiệp của bạn có nhiều lợi thế quyết định. Sự kết hợp giữa kinh nghiệm thực tiễn, bằng cấp chuyên biệt được doanh nghiệp đánh giá cao cùng cơ hội kết nối rộng rãi trong hệ sinh thái đại học nơi quy tụ nhiều chuyên gia từ ngành sẽ góp phần tạo nên ưu thế cạnh tranh bền vững, giúp nâng tầm sự nghiệp của mỗi kỹ sư tốt nghiệp. 

Bức tranh sản xuất bán dẫn tại Hoa Kỳ

Được thúc đẩy bởi dự báo tăng trưởng mạnh trong nửa cuối thập kỷ này và tác động kích cầu từ Đạo luật CHIPS (CHIPS Act) sẽ kéo dài nhiều năm tới, triển vọng việc làm trong lĩnh vực bán dẫn rất lạc quan. Theo ước tính của Hiệp hội ngành bán dẫn Hoa Kỳ (Semiconductor Industry Association), lực lượng lao động nội địa của ngành sẽ tăng thêm khoảng 115.000 việc làm đến năm 2030. Đây là mức tăng trưởng nhanh tới 33% chỉ trong vài năm, mở ra nhiều cơ hội cho đội ngũ tốt nghiệp có trình độ. Các vị trí có nhu cầu cao gồm kỹ thuật viên, nhà khoa học máy tính và kỹ sư cấp cử nhân, thạc sĩ, tiến sĩ. 

Bên cạnh đó, với tỷ lệ sinh viên hoàn thành chương trình đại học trên toàn quốc hiện nay, hơn một nửa số việc làm mới tạo ra có nguy cơ không tuyển đủ người. Dù đây là rủi ro với ngành công nghiệp Hoa Kỳ và tham vọng gia tăng thị phần trong lĩnh vực trọng yếu, doanh thu cao này, thực tế lại có thể mang tới lợi ích lớn cho người xin việc mới gia nhập ngành — tạo ra thị trường lao động khan hiếm, nghiêng hẳn về phía người lao động. 

Các công việc bán dẫn mới sẽ tập trung ở đâu?

Phần lớn hàng chục nghìn vị trí mới sẽ tập trung quanh các vùng trung tâm sản xuất bán dẫn chủ chốt tại Hoa Kỳ. Đôi khi khu vực này còn được gọi là “Sa mạc Silicon”, bang Arizona sẽ tiếp tục là điểm nóng sôi động cho doanh nghiệp bán dẫn đến hết thập kỷ này. Hiện tại bang đang có các cơ sở của Intel, Microchip Technology và Onsemi. TSMC cũng vừa thiết lập sự hiện diện tại phía tây nam này, xây dựng ba nhà máy mới ở khu vực Phoenix. Bờ Tây lâu nay cũng có ảnh hưởng mạnh ở mọi cấp độ của ngành, với sự hiện diện của Intel, Nvidia, Micron Technology, Infineon cùng nhiều doanh nghiệp khác tại California, Oregon hoặc Washington. Ngoài ra, phía bên kia đất nước, miền Đông Bắc quy tụ các nhà máy sản xuất, cơ sở fabless và trung tâm nghiên cứu-phát triển đại học rải rác ở bang New York và Massachusetts, với những doanh nghiệp như GlobalFoundries, IBM, Wolfspeed vận hành tại đây. 

Các vị trí nghề nghiệp ngành bán dẫn lâu nay vẫn bị lu mờ bởi những nghề danh giá, hào nhoáng hơn trong lĩnh vực công nghệ như kỹ sư phần mềm, lập trình viên, chuyên gia dữ liệu. Tuy nhiên, do vai trò ngày càng thiết yếu của vi mạch trong hầu hết mọi khía cạnh đời sống hiện đại, cũng như mức độ quan trọng ngày càng lớn đối với an ninh quốc gia và chiến lược địa chính trị cấp cao, thực tế này sẽ thay đổi. Sau những ảnh hưởng kinh tế nghiêm trọng từ khủng hoảng bán dẫn gần đây, cùng làn sóng đầu tư công lớn nhằm tăng cường chuỗi cung ứng bản địa, lĩnh vực vốn từng ít được chú ý này nay đã trở thành chủ đề nóng trên truyền thông và các diễn đàn quốc gia. Sau thời gian dài phát triển âm thầm, ngành bán dẫn đang tiến gần hơn bao giờ hết tới “tâm điểm thời đại”. Chỉ riêng các yếu tố đó đã minh chứng thuyết phục cho sức hấp dẫn và khả năng sinh lợi ngày càng cao của ngành — những điều kiện lý tưởng mà nhiều người cho rằng phù hợp cho một sự nghiệp ổn định, phát triển lâu dài và sinh lời bền vững.