Theo nhiều nhà khoa học lớn, trong đó có giáo sư Hà Huy Khoái, cựu Viện trưởng Viện toán học Việt Nam, chìa khóa cho đào tạo đại học hiện nay chính là cách tiếp cận “quay về nền tảng cơ bản” kết hợp với “học tập trọn đời”. Thay vì chỉ tập trung đào tạo một nhóm kiến thức và kỹ năng để phù hợp với một công việc cụ thể. Cách tiếp cận mới này tập trung vào hai khía cạnh cốt lõi: thứ nhất là những nguyên lý cơ bản của khoa học, là những nền móng sẽ rất khó thay đổi trong thời gian dài; thứ hai là năng lực áp dụng các nguyên lý khoa học vào việc giải quyết các bài toán thực tế và kỹ năng học tập trọn đời, là thứ sẽ tạo ra khả năng thích nghi đối với mọi biến động về công nghệ hay nhu cầu thị trường lao động.
Một trong những ngành đào tạo hoàn toàn phù hợp với cách tiếp cận này chính là Vật lý kỹ thuật, trong đó các kiến thức nền tảng của vật lý và toán học sẽ được kết hợp với định hướng đào tạo kỹ sư. Nhờ đó các sinh viên khi ra trường không chỉ có các kiến thức và kỹ năng phù hợp với chuyên ngành được đào tạo, mà còn sở hữu kiến thức cơ bản vững vàng để luôn sẵn sàng cho thị trường lao động chất lượng cao, đòi hỏi khả năng sáng tạo và đổi mới liên tục trong thời đại công nghệ tiến bộ nhanh chóng như hiện nay.
Theo giáo sư Nguyễn Ái Việt, nhà vật lý nổi tiếng, nguyên giám đốc Viện CNTT Đại học quốc gia Hà Nội, các xu hướng mới trong CMCN 4.0 yêu cầu rất nhiều nền tảng vật lý. Các kỹ sư với kiến thức vật lý vững chắc sẽ có thể tham gia trực tiếp vào IoT, CPS (Cyber-Physical System), Robotics (với cảm biến, quang điện, và cơ điện), tính toán lượng tử và bảo mật lượng tử (cơ học lượng tử). Ngoài ra, việc phát triển hạ tầng cho CMCN 4.0 như các thiết bị thu nhận và truyền tin (cáp quang, không dây, định vị, cảm biến), thiết bị ngoại vi (màn hình tinh thể lỏng, e-ink, bóng điện tử), công nghệ quang tử, máy in (laser), đĩa cứng, bộ nhớ, các thiết bị cảm biến phục vụ giao tiếp với máy tính thông qua tiếng nói, cử chỉ, sóng não… chủ yếu dựa vào những kiến thức vật lý của người kỹ sư.
Một trong những hướng đi quan trọng của Vật lý kỹ thuật hiện nay là Công nghệ Bán dẫn và Công nghệ Cảm biến – Đo lường. Công nghệ Bán dẫn có thể coi là nền tảng của vô số phát minh và bước tiến quan trọng trong rất nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Công nghệ Bán dẫn bao gồm các lĩnh vực như thiết kế, chế tạo, và ứng dụng các vật liệu và thiết bị bán dẫn, được coi như trái tim của nền công nghiệp điện tử hiện đại. Việc mở chuyên ngành đào tạo Công nghệ Bán dẫn có tầm quan trọng rất lớn và có tiềm năng thành công rất cao do vai trò không thể thay thế của chuyên ngành này trong các tiến bộ công nghệ, do nhu cầu ngày càng lớn đối với lực lượng lao động chuyên môn cao trong ngành, và do sự phù hợp của ngành trong việc giải quyết những thách thức có tính toàn cầu.
Bán dẫn là yếu tố căn bản trong tất cả các thiết bị điện tử hiện đại, là nền tảng của vô số ứng dụng như điện thoại thông minh, máy tính, thiết bị y tế và quốc phòng, phương tiện vận chuyển, vệ tinh và viễn thông, thiết bị nghe nhìn, hệ thống thông tin, năng lượng tái tạo, v.v. Có thể nói, tất cả các lĩnh vực công nghiệp hiện nay đều phụ thuộc sâu sắc vào các thiết bị bán dẫn. Muốn hiểu rõ về hoạt động của các thiết bị, từ đó có thể cải tiến thiết bị và phát triển công nghệ, thì các kiến thức nền tảng về Công nghệ Bán dẫn là không thể thiếu. Mặt khác, kiến thức chuyên ngành Công nghệ Bán dẫn cho phép sinh viên khi ra trường có thể tham gia vào rất nhiều lĩnh vực nghề nghiệp khác nhau, từ điện tử cho đến viễn thông, xe điện và xe tự lái, thiết bị và phương pháp chụp ảnh y tế, v.v. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ hiện nay đang tạo ra một nhu cầu nhân lực ngày càng lớn đối với các kỹ sư được đào tạo bài bản về Công nghệ Bán dẫn. Gần đây, trong bối cảnh các công nghệ ngày càng tích hợp nhiều hơn các ứng dụng liên quan đến trí tuệ nhân tạo, học máy và Internet vạn vật, nhu cầu đối với nhân lực có thể thiết kế và tối ưu các thiết bị bán dẫn ngày càng cấp thiết.
Ngày 21/09/2024, Thủ tướng Chính phủ đã ra quyết định số 1017/QĐ-TTg về việc phê duyệt Chương trình “Phát triển nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn đến năm 2030, định hướng đến năm 2050”, trong đó nhấn mạnh mục tiêu phát triển đội ngũ nhân lực ngành công nghiệp bán dẫn. Cụ thể, đến năm 2030, cần đào tạo được ít nhất 50.000 nhân lực có trình độ từ đại học trở lên phục vụ ngành công nghiệp bán dẫn trong tất cả các công đoạn của ngành, trong đó cần ít nhất 42.000 kỹ sư, cử nhân. Đến năm 2050, Việt Nam có đội ngũ nhân lực mạnh để tham gia vào ngành bán dẫn toàn cầu, và các cơ sở giáo dục đại học của Việt nam có đủ năng lực đào tạo nhân lực chất lượng cao phục vụ phát triển ngành công nghiệp bán dẫn của Việt Nam. Do đó, việc mở chuyên ngành Công nghệ Bán dẫn hoàn toàn phù hợp với nhu cầu thực tế, và phù hợp với chiến lược phát triển quốc gia.
Chuyên ngành thứ hai trong ngành Vật lý kỹ thuật, bên cạnh Công nghệ Bán dẫn, là chuyên ngành Cảm biến và Đo lường. Chuyên ngành này có mối liên hệ rất mật thiết với Công nghệ Bán dẫn. Một trong những ứng dụng quan trọng của Công nghệ Bán dẫn là trong lĩnh vực Cảm biến và Đo lường. Cảm biến (sensor) là những thiết bị phát hiện và đo đạc các tính chất vật lý như nhiệt độ, chuyển động, ánh sáng, áp suất, âm thanh, v.v. và sau đó biến đổi các tín hiệu này thành dữ liệu có thể thu thập, đánh giá, và sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Mục tiêu của chuyên ngành Cảm biến và Đo lường là chế tạo nên các cảm biến, và sau đó kết nối cảm biến với máy tính và kết hợp với lập trình để tạo nên các hệ đo lường. Tiếp theo, dựa trên hệ đo lường đã có, phát triển các phương pháp đo lường để thu thập và phân tích dữ liệu. Công nghệ Cảm biến và Đo lường là một trong các lĩnh vực ghi nhận những tiến bộ vượt bậc trong những năm gần đây. Công nghệ Cảm biến và Đo lường được tích hợp vào ngày càng nhiều lĩnh vực khác nhau, từ tự động hóa trong công nghiệp và các quy trình sản xuất cho đến theo dõi môi trường, sức khỏe, giao thông, y tế, an ninh và quốc phòng, v.v. Do đó, việc mở chuyên ngành đào tạo Cảm biến và Đo lường phù hợp với nhu cầu thực tế về nhân lực cũng như xu hướng phát triển của sản xuất và công nghệ.
Trong giai đoạn công nghiệp hóa đất nước hiện nay, việc sử dụng các công cụ hiện đại dựa trên các thiết bị cảm biến và đo lường để kiểm định các sản phẩm công nghiệp, máy móc, thiết bị, công trình công nghiệp, công trình xây dựng, nhà xưởng, cầu đường… nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn trong khi sản xuất, vận hành, bảo dưỡng đóng một vai trò quan trọng. Có thể kể ra một số ứng dụng nổi bật của kỹ thuật Cảm biến và Đo lường trong công nghiệp như: kỹ thuật kiểm định siêu âm, kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ, phương pháp kiểm định thẩm thấu chất lỏng, kỹ thuật kiểm định sử dụng dòng điện xoáy và bột từ… Hiện nay, các công nghệ đo đạc kiểm tra nói trên đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nên nhu cầu về nguồn nhân lực có trình độ cao, có khả năng xử lý các tình huống phức tạp của các doanh nghiệp rất lớn.
Sinh viên tốt nghiệp ngành Vật lý kỹ thuật, với các chuyên ngành Công nghệ Bán dẫn và Công nghệ Cảm biến – Đo lường, có thể làm việc ở vị trí quản lý kỹ thuật, quản lý chất lượng sản phẩm, ứng dụng chuyển giao công nghệ tại các công ty và tập đoàn đa quốc gia kinh doanh về các lĩnh vực cảm biến và đo lường, linh kiện vi điện tử, vật liệu mới, thiết bị kỹ thuật dùng trong y sinh, môi trường, năng lượng tái tạo. Ngoài ra, sinh viên có thể làm startup về các sản phẩm kỹ thuật và công nghệ; kỹ sư nghiên cứu phát triển sản phẩm công nghệ tại các phòng R&D của những công ty như Samsung, BoViet, Seoul Semiconductor, Viettel, Rạng Đông, Điện Quang, Haesung, Hanel, Bosch…; kỹ sư vận hành thiết bị tại các bệnh viện; kỹ sư phân tích, mô phỏng tính toán trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến y tế. Sinh viên tốt nghiệp cũng có thể trở thành cán bộ nghiên cứu, giảng dạy tại các trường đại học, viện nghiên cứu, hoặc trở thành chuyên gia quản lý dự án, viết chính sách khoa học công nghệ công tác tại các cơ quan nhà nước, sở Khoa học và Công nghệ tại các địa phương trong cả nước.
Tác giả: Trần Chiến Thắng, Lưu Việt Hùng
