Tập đoàn iPhone có thể ngừng sản xuất vài tuần và không ai nhận ra, nhưng nếu nhà máy sản xuất chip bán dẫn lớn nhất thế giới là TSMC ngừng hoạt động vài tuần, nhiều ngành công nghiệp sẽ ngừng trệ hoàn toàn, kinh tế thế giới đối mặt với thua lỗ hàng trăm tỷ đô và hàng triệu người sẽ thất nghiệp.
Chính vì nguyên nhân này mà giờ đây, chip bán dẫn đã trở thành mặt hàng chiến lược giống như “vàng đen” không thể thiếu của nhiều quốc gia cũng như nền kinh tế toàn cầu. Việc nắm giữ được công nghệ và làm chủ quy trình sản xuất chip đóng vai trò quyết định cho sự phát triển của đất nước.
Nếu cho Bill Gate cỗ máy thời gian, ông ấy sẽ trả lời mình muốn dùng nó để quay về năm 1947 để chứng kiến sự ra đời của transistor (bóng bán dẫn) trong phòng thí nghiệm Bell Labs huyền thoại của Mỹ. Theo Bill Gate, thiết bị nhỏ bé được gọi là transistor này chính là phát minh vĩ đại có ảnh hưởng lớn nhất cho cuộc cách mạng tin học và góp phần thay đổi căn bản xã hội như ngày nay. Sau này, nhờ không ngừng cải tiến nhằm đáp ứng các nhu cầu khắt khe của Bộ Quốc phòng Mỹ mà chip bán dẫn đã ra đời. Từ đó đến nay, chưa đến 80 năm nhưng con người đã được chứng kiến sự phát triển bùng nổ, sự vươn mình thần tốc của ngành công nghiệp chip bán dẫn.
Vào năm 1959, Chính phủ Mỹ mua 1 transistor với giá 150 đô la. Đến năm 1961, giá 1 transistor còn 32 đô la, sang đến năm 1971 là 1,25 đô la và đến năm 2000 chỉ còn vỏn vẹn 0,1 đô la. Vào năm 1955, toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn của Mỹ sản xuất được 3,5 triệu transistor, con số nghe có vẻ lớn nhưng không là gì nếu đem so sánh với 19 tỷ transistor trên con chip A17 trong cho iPhone 5 Pro ra mắt năm 2023.
Câu chuyện về sự phát triển thần tốc của ngành công nghiệp bán dẫn khiến người đọc nể phục và trân trọng công sức của những bộ óc phi thường đứng phía sau. Đó là William Shockley, John Bardeen, Brattain, Gordon Moore, Robert Noyce, Morris Chan hay Kim Choong-Ki. Họ là những nhà khoa học và kỹ sư đã không ngừng cố gắng vượt qua những giới hạn để chúng ta tiến vào thời đại tự động hoá và mang những phát minh ấy đi khắp thế giới để chúng phát huy hết tiềm năng phục vụ loài người.
Suốt chiều dài phát triển hấp dẫn của ngành công nghiệp bán dẫn người ta được chứng kiến sự trỗi dậy, lụi tàn và sự phụ thuộc vào ngành công nghiệp này tại nhiều quốc gia.
Mỹ được biết đến như cái nôi của ngành công nghiệp chip bán dẫn với phát minh transistor của các nhà khoa học từ Bell Labs. Mỹ dẫn đầu cho làn sóng phát triển công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin. Nhiều công ty tư nhân đã không ngừng tận dụng cơ hội để nghiên cứu, sản xuất và cải tiến con chip của mình, những đại diện có chỗ đứng cho đến ngày nay có thể kể đến Intel, Texas Instrument hay Fairchild Semiconductor,...
Nhưng ngành công nghiệp chip bán dẫn là một ngành có đặc tính cạnh tranh vô cùng khắc nghiệt. Chỉ cần một quốc gia hay tập đoàn có định hướng phát triển sai lệch, không nắm bắt kịp xu hướng phát triển công nghệ mới hay không xoay đủ vòng vốn đều sẽ nhanh chóng bị đào thải, không chỉ khỏi thị trường trong nước mà quốc gia đó còn mất vị thế trên trường quốc tế.
Nhật Bản những năm 1970 - 1980 chính là ví dụ hùng hồn cho sự vươn mình đáng gờm trong ngành khoa học công nghệ. Đáng tiếc thay, một Nhật Bản đã từng khiến Mỹ phải dè chừng lại tụt dốc không phanh. Sự cứng nhắc và khó thích nghi với những đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực này được cho là nguyên nhân lớn nhất dẫn đến sự tụt dốc không phanh của ngành bán dẫn tại Nhật về sau. Đây cũng là ví dụ để chứng minh đây là ngành công nghiệp vô cùng cạnh tranh và khắc nghiệt.
Trái lại, nhiều nước biết nắm bắt cơ hội đã biến quốc gia của mình thành trung tâm khoa học công nghệ. Chính nhờ nền khoa học công nghệ cao mà các nước và vùng lãnh thổ như: Hàn Quốc, Đài Loan (Trung Quốc), Israel cũng được xếp ngồi “chiếu trên” trên bàn cờ thế giới với các nước lớn như: Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản hay Đức, Anh,..
Tác giả, PGS. TS Nguyễn Trung Dân đã có hơn 30 năm kinh nghiệm nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng của bán dẫn, từ các ứng dụng cơ bản đến các ứng dụng hết sức đặc biệt như máy tính quang tử và lượng tử... Hiện PGS.TS Nguyễn Trung Dân đang là nghiên cứu viên cao cấp tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Corning, New York, Mỹ.
Trước đây, ông là Phó Giáo sư nghiên cứu tại Đại học Arizona và từng nghiên cứu chính cũng như chủ trì một số đề tài nghiên cứu của Air Force Research Lab, Naval Research Lab và Office of Naval Research của Bộ Quốc phòng Mỹ.