4 nhà khoa học Việt chế tạo chip AI thế hệ mới được Mỹ cấp bằng sáng chế

Bốn nhà khoa học Việt Nam vừa được Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Mỹ (USPTO) trao bằng sáng chế cho công nghệ chế tạo memristor trên nền tảng vật liệu oxit crom (CrOₓ).

ĐỘT PHÁ CÔNG NGHỆ CHO THẾ HỆ CHIP TRÍ TUỆ NHÂN TẠO MỚI

Các tác giả của bằng sáng chế gồm PGS.TS Phạm Kim Ngọc và ThS Phạm Phú Quân (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM), GS.TS Phan Bách Thắng (Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Sức khỏe) và PGS.TS Nguyễn Trần Thuật (Viện Bán dẫn và Vật liệu Tiên tiến, Đại học Quốc gia Hà Nội).

Nhóm tác giả được trao bằng sáng chế cho công nghệ chế tạo memristor trên nền tảng vật liệu oxit crom (CrOₓ). Ảnh: ĐHQG-HCM.

Theo thông tin từ Đại học Quốc gia TP HCM, cả bốn nhà khoa học là đồng tác giả của bằng sáng chế mang tên “Memristor Structures with Analog Switching Characteristics and Method for Fabricating the Same”, được USPTO chính thức cấp vào ngày 30/6/2026. Thành quả này là kết quả của nhiều năm nghiên cứu, nhằm phát triển thế hệ linh kiện điện tử mới phục vụ các hệ thống tính toán hiệu năng cao cũng như các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

Trong khi phần lớn nghiên cứu về memristor trên thế giới hiện nay chủ yếu tập trung vào các hệ vật liệu oxit kim loại như TiO₂, HfOₓ hoặc TaOₓ, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn hướng đi khác khi phát triển và đăng ký bảo hộ nền tảng vật liệu dựa trên oxit crom (CrOₓ). Thay vì chỉ giới hạn ở một cấu trúc linh kiện riêng lẻ, sáng chế xây dựng CrOₓ thành một nền tảng vật liệu có thể kết hợp linh hoạt với nhiều lớp oxit và các điện cực kim loại khác nhau để hình thành những thế hệ memristor mới.

Cách tiếp cận này tạo nền tảng cho việc phát triển các linh kiện có khả năng lưu trữ đa trạng thái và vận hành theo đặc tính phi tuyến, vốn là những yếu tố quan trọng để hiện thực hóa các khớp thần kinh điện tử (artificial synapses) trong các hệ thống tính toán lấy cảm hứng từ não bộ.

Một điểm đáng chú ý khác của bằng sáng chế là việc đề xuất kiến trúc các mảng khớp thần kinh điện tử (synapse arrays) tích hợp bộ chọn lọc thụ động. Với thiết kế này, mỗi memristor không chỉ đảm nhiệm vai trò lưu trữ mà còn trực tiếp xử lý thông tin ngay tại vị trí hoạt động của mình, thay vì phải liên tục trao đổi dữ liệu giữa bộ nhớ và bộ xử lý như ở kiến trúc máy tính truyền thống. Giải pháp này mở ra triển vọng phát triển các chip In-Memory Computing và Neuromorphic Computing, góp phần giảm mức tiêu thụ năng lượng, nâng cao tốc độ xử lý và cải thiện hiệu quả tính toán cho các ứng dụng AI trong tương lai.

DẤU ẤN VIỆT TRÊN BẢN ĐỒ KHOA HỌC QUỐC TẾ

Bốn tác giả của bằng sáng chế đều là những nhà khoa học thuộc hệ thống đại học quốc gia, có nhiều đóng góp nổi bật trong lĩnh vực vật liệu, bán dẫn và công nghệ sức khỏe.

Trong đó, PGS.TS Phạm Kim Ngọc hiện là Trưởng Bộ môn Vật liệu Nano và Màng mỏng, Khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, đồng thời phụ trách Phòng thí nghiệm Vật liệu tiên tiến ứng dụng cho Memristor (IMM Lab).

Gần 20 năm gắn bó với lĩnh vực khoa học vật liệu, bà được đánh giá là một trong những nhà khoa học nữ tiên phong tại Việt Nam nghiên cứu linh kiện bán dẫn thế hệ mới và vật liệu cấu trúc nano. Hướng nghiên cứu trọng tâm của bà là phát triển vi mạch trở nhớ (memristor), hướng tới xây dựng các khớp thần kinh nhân tạo phục vụ hệ thống tính toán mô phỏng não bộ và phần cứng AI. Đến nay, bà đã chủ trì nhiều đề tài khoa học cấp quốc gia, đồng thời công bố hơn 50 bài báo trên các tạp chí quốc tế uy tín như Advanced Functional Materials và Applied Surface Science.

Bằng sáng chế vừa được USPTO cấp cho công nghệ màng mỏng oxit crom (CrOₓ) ứng dụng trong phần cứng AI tiếp tục ghi dấu ấn quốc tế của PGS.TS Phạm Kim Ngọc. Trước đó, năm 2025, bà được trao Học bổng L'Oréal - UNESCO "Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học" nhằm ghi nhận những đóng góp nổi bật trong nghiên cứu.

Đồng tác giả của công trình, GS.TS Phan Bách Thắng sinh năm 1979, quê Thái Bình. Ông nhận bằng tiến sĩ ngành Khoa học và Công nghệ vật liệu tiên tiến tại Đại học Sungkyunkwan (Hàn Quốc) năm 2009 và được bổ nhiệm chức danh giáo sư ngành Vật lý vào năm 2022.

Bên cạnh công tác quản lý tại nhiều vị trí từ cấp bộ môn, cấp khoa đến lãnh đạo đơn vị trực thuộc, GS.TS Phan Bách Thắng còn có nhiều thành tựu trong đào tạo và nghiên cứu khoa học. Ông đã chủ trì, tham gia nhiều đề tài về khoa học sức khỏe, đồng thời sở hữu hơn 200 bài báo trên các tạp chí SCIE, trong đó có 10 công bố đăng trên các tạp chí thuộc hệ thống Nature Index. Ông cũng là đồng tác giả hai bằng sáng chế quốc tế được cấp tại Mỹ và Hàn Quốc, đồng thời là chủ biên một sách chuyên khảo.

Việc các nhà khoa học Việt Nam được Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Mỹ (USPTO) cấp bằng sáng chế cho một công nghệ bán dẫn tiên tiến tiếp tục nối dài những dấu ấn của trí tuệ Việt trên bản đồ khoa học và công nghệ quốc tế. Thành quả này phản ánh năng lực nghiên cứu ngày càng tiệm cận trình độ thế giới của đội ngũ khoa học trong nước, đồng thời mở thêm cơ hội để các công nghệ do người Việt phát triển được bảo hộ, chuyển giao và ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ cao, từ đó góp phần nâng cao vị thế khoa học Việt Nam trong kỷ nguyên bán dẫn và trí tuệ nhân tạo.

Theo nhóm nghiên cứu, bằng sáng chế được cấp không chỉ là sự ghi nhận đối với những nỗ lực nghiên cứu mà còn là minh chứng cho hiệu quả của các chương trình đầu tư cho khoa học công nghệ tại Việt Nam. Nhóm tác giả bày tỏ sự trân trọng đối với sự đồng hành của Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VinIF) và Trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG-HCM trong việc hỗ trợ, kết nối các nhà khoa học, tạo môi trường để các ý tưởng nghiên cứu có thể phát triển thành các công nghệ được bảo hộ quốc tế và hướng tới ứng dụng thực tiễn.