Việt Nam chế tạo vi mạch chuyên dụng mã hóa video đầu tiên

Sáng 18/5/2015, trường ĐH Công nghệ (ĐH Quốc gia Hà Nội) công bố thông tin về sản phẩm vi mạch VNU-UET VENGME H.264/AVC @2014 (gọi tắt là VENGME H.264/AVC). Đây là vi mạch chuyên dụng mã hoá video đầu tiên của Việt Nam.

Đề tài do PGS Trần Xuân Tú chủ trì đã thiết kế, xây dựng kiến trúc phần cứng để thực hiện chức năng mã hoá video tương thích với chuẩn H.264/AVC dùng cho các thiết bị di động. Sau khi thiết kế thành công, bản thiết kế đã được gửi đi sản xuất tại hãng Global Foundry với công nghệ bán dẫn CMOS 130 nm.

VENGME H.264/AVC là vi mạch chuyên dụng thế hệ vi mạch đang được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay và có độ phức tạp rất cao, tích hợp trên hai triệu cổng lô-gic (tương đương 8 triệu transistors). Ngoài việc tiếp cận, nắm vững công nghệ thiết kế đáp ứng chức năng mã hóa theo chuẩn của vi mạch, nhóm nghiên cứu còn có một số phát triển giải pháp tối ưu riêng, như kỹ thuật xử lý đường ống 4 tầng, phương pháp tái sử dụng dữ liệu, kỹ thuật tính toán trong quá trình truyền dữ liệu giữa các khối cơ bản, kỹ thuật thiết kế công suất thấp. 

Vi mạch mã hóa video VNU-UET VENGME H.264/AVC @2014 do nhóm nghiên cứu của PGS Trần Xuân Tú thiết kế và chế tạo. Ảnh: Bùi Tuấn.

Vi mạch có một số tính năng vượt trội so với các sản phẩm công nghệ cùng lĩnh vực ứng dụng đang được nghiên cứu và triển khai trên thế giới về hiệu năng, năng lượng tiêu thụ và giá thành thiết kế. Nó có thể xử lý thời gian thực các video có độ phân giải lên tới HD 720p ở tần số 100MHz, với công suất tiêu thụ khá nhỏ (53 mW). Các nội dung sáng tạo này là cơ sở để nhóm tác giả công bố 10 bài báo trong hệ thống ISI/Scopus và được cộng đồng khoa học quốc tế quan tâm, trích dẫn đến 26 lần.

Qua nghiên cứu, trường Đại học Công nghệ đã xây dựng một đội ngũ cán bộ khoa học tương đối mạnh, làm chủ công nghệ thiết kế mạch tích hợp và có khả năng giải quyết các vấn đề công nghệ hiện đại, cho phép triển khai thiết kế các vi mạch quan trọng phục vụ cho lĩnh vực quốc phòng và an ninh quốc gia bằng nội lực.

Vi mạch mã hoá tín hiệu video VENGME H.264/AVC được thiết kế nhằm hướng tới các ứng dụng như camera an ninh, camera giao thông, camera giám sát hiện trường hay đơn giản là camera giám sát toà nhà, trường học, địa điểm công cộng… và các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy quay video. Tại lễ công bố, trường Đại học Công nghệ và Công ty TNHH Giải pháp Thông minh Sài Gòn đã ký thoả thuận chuyển giao công nghệ và hợp tác phát triển thiết bị ứng dụng đối với VENGME H.264/AVC.

Sản phẩm công nghệ của đề tài cũng đã được chia sẻ một phần với Viện Điện tử và Tin học thuộc Uỷ ban năng lượng nguyên tử (CEA-LETI) của Cộng hoà Pháp để tiếp tục phát triển theo hướng giảm sâu công suất tiêu thụ - một trong những yêu cầu ngày càng gắt gao của các thiết bị di động hướng công nghệ xanh.

Ông Nguyễn Thanh Bình, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ (Ban Cơ yếu Chính phủ) cho biết Ban Cơ yếu cũng đặt mục tiêu sớm thiết kế một vi mạch để sử dụng trong ngành. "Chúng tôi có những buổi làm việc với PGS Tú và thấy khả năng hợp tác sau buổi công bố rất khả quan. Dù chặng đường đi đến sản phẩm còn dài, nhưng đây là bước khởi đầu của định hướng phát triển công nghệ, công nghệ chất lượng cao dần dần thay thế lao động gia công", ông Bình nói.

"Chương trình phát triển sản phẩm quốc gia định hướng phát triển vi mạch, Quỹ đổi mới công nghệ cũng đặt mục tiêu phát triển vi mạch điện tử là 1 trong những hướng chủ đạo. Bộ Khoa học công nghệ vì thế sẽ tạo điều kiện để các đơn vị nghiên cứu và đào tạo có thể tham gia đồng hành vào các chương trình của Bộ Khoa học công nghệ", ông Nguyễn Văn Tăng, đại diện Văn phòng chương trình phát triển sản phẩm quốc gia (Bộ Khoa học Công nghệ), khẳng định.

Vi mạch là phần cơ bản, mấu chốt trong tất cả các sản phẩm công nghiệp, nhất là công nghiệp điện tử, và có thể được ví như "gạo công nghiệp". Việc chủ động sản xuất được các dòng vi mạch điện tử có chức năng đa dạng và cập nhật công nghệ hiện đại nhất của thế giới sẽ nâng cao giá trị sản phẩm điện tử sản xuất tại Việt Nam với mức lợi nhuận đến 30%. Nghiên cứu và chế tạo thành công vi mạch còn đóng góp vào công tác đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho nền kinh tế tri thức, giảm nhập siêu linh kiện điện tử và giải pháp công nghệ, tạo ra các sản phẩm có ảnh hưởng và tác động lớn đến sự phát triển của nền kinh tế đất nước.

Với sản phẩm này, Việt Nam còn có thể làm chủ công nghệ điện tử phục vụ an ninh quốc phòng, thiết kế và chế tạo vi mạch điện tử quan trọng trong hệ thống vũ khí, khí tài quân sự, hệ thống định vị mục tiêu; bảo mật thông tin. Đây là những vấn đề không thể đặt hàng hoặc thuê nước ngoài thiết kế và chế tạo.

Ông Nguyễn Hữu Đức, phó Giám đốc ĐH Quốc gia Hà Nội, đánh giá nhóm nghiên cứu của PGS Trần Xuân Tú đã kết hợp tốt các quan điểm về nghiên cứu gắn thực tiễn và hội nhập quốc tế (xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của đất nước, nhưng cần được triển khai theo cách tiếp cận chuẩn mực quốc tế); nghiên cứu cơ bản và phát triển công nghệ với trình độ cao (đảm bảo phát hiện tri thức mới, giải pháp mới có giá trị công bố được được trên các tạp chí quốc tế, hoặc đăng ký phát minh, sáng chế) và quan điểm nghiên cứu ứng dụng có hàm lượng khoa học cao.

"Cùng với chương trình phát triển công nghiệp vi mạch Thành phố Hồ Chí Minh, sản phẩm vi mạch mã hoá video VENGME H.264/AVC của Đại học Quốc gia Hà Nội góp phần nâng cao vị thế của Việt Nam trên bản đồ sản xuất chip của thế giới, củng cố vị trí thứ 3 trong khu vực ASEAN. Đại học Quốc gia Hà Nội sẽ tiếp tục hỗ trợ, đầu tư để nhóm nghiên cứu phát triển ứng dụng của vi mạch đã chế tạo được và phát triển các thế hệ vi mạch mới có thể cạnh tranh toàn cầu", GS Nguyễn Hữu Đức nói.