Công nghiệp điện tử Việt Nam là ngành sản xuất có vị trí then chốt trong nền kinh tế và tác động lan tỏa mạnh mẽ đối với các ngành công nghiệp khác. Ngành công nghiệp điện tử Việt Nam chiếm tỷ trọng 17,8% toàn ngành công nghiệp, chủ yếu sản xuất sản phẩm điện tử, máy vi tính và sản phẩm quang học(1).

Theo số liệu thống kê từ Tổng cục Hải quan, kim ngạch xuất khẩu máy vi tính, sản phẩm điện tử và linh kiện của Việt Nam tăng trưởng liên tục trong giai đoạn năm 2016-2020, với tốc độ tăng trưởng bình quân 23,8%/năm. Nhóm hàng máy vi tính, sản phẩm điện tử và linh kiện đã giúp Việt Nam liên tiếp lập nhiều kỳ tích về xuất khẩu, xuất khẩu không ngừng tăng, trung bình 5,794 tỷ USD/năm, từ vị trí là nước đứng thứ 47 năm 2001 lên vị trí 12 trên thế giới và đứng thứ 3 trong khu vực ASEAN về xuất khẩu điện tử với kim ngạch 44,6 tỷ USD trong năm 2020(2).

Năm 2021, ngành điện tử tiếp tục sẽ tăng trưởng mạnh mẽ do nhu cầu tiêu dùng các mặt hàng phục vụ thông tin liên lạc cũng như phương tiện làm việc trong điều kiện giãn cách xã hội vì ảnh hưởng của dịch Covid-19. Ngoài ra, dịch bệnh cũng khiến các công ty sản xuất máy tính, điện tử trên thế giới phải đóng cửa. Tuy nhiên xuất khẩu máy vi tính, linh kiện và sản phẩm điện tử cả năm 2021 đạt khoảng 50 tỷ USD, tăng 13,5% so với năm 2020.

Mặc dù được đánh giá là ngành công nghiệp mũi nhọn và đạt được một số thành tựu trong thu hút đầu tư trực tiếp nước ngoài, đóng vai trò lớn trong xuất khẩu, nhưng thực tế, ngành công nghiệp điện tử Việt Nam vẫn đang dừng ở giai đoạn đầu trong chuỗi sản xuất sản phẩm điện tử và phụ thuộc phần lớn vào các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI). Các doanh nghiệp trong nước cần tham gia nhiều hơn nữa trong chuỗi giá trị toàn cầu. Muốn làm được như vậy, bản thân doanh nghiệp Việt Nam phải mạnh hơn, thiết lập được hệ sinh thái công nghiệp hỗ trợ và đủ sức bắt tay với tập đoàn công nghệ quốc tế lớn.

Sản phẩm chính của công nghiệp điện tử của Việt Nam chủ yếu là linh kiện điện tử, điện thoại nguyên chiếc, linh kiện điện thoại, ti vi lắp ráp, máy tính bảng, máy vi tính và linh kiện cùng với các thiết bị máy văn phòng… Sản xuất sản phẩm máy tính, linh kiện điện tử ở Việt Nam chủ yếu do các công ty nước ngoài, đặc biệt là các công ty đa quốc gia chi phối. Mặc dù số lượng doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài (FDI) chỉ bằng 1/3 tổng số doanh nghiệp công nghiệp điện tử tại Việt Nam nhưng từ năm 2016 đến năm 2020, tỷ trọng xuất khẩu của các doanh nghiệp này đã chiếm hơn 90% tổng kim ngạch xuất khẩu và bao phủ 80% nhu cầu thị trường trong nước. Các doanh nghiệp trong nước chủ yếu tham gia vào khâu có giá trị gia tăng chưa cao như lắp ráp phần cứng, gia công phần mềm, chưa có nhiều các sản phẩm mang thương hiệu Việt.

Khái quát về trình độ công nghệ và hoạt động đổi mới công nghệ trong các doanh nghiệp điện tử

(1) https://www.gso.gov.vn/du-lieu-va-so-lieu-thong-ke/2021/04/cong-nghiep-dien-tu-viet-nam-diem-sang-trong-san-xuat-cong-nghiep/

(2) https://moit.gov.vn/tin-tuc/phat-trien-cong-nghiep/nganh-dien-tu-viet-nam-trong-cuoc-cach-mang-4.0.html

(3) https://www.smithers.com/services/market-reports/printing/the-future-of-3d-printing-to-2027

Ngành công nghiệp điện tử là ngành công nghiệp có ảnh hưởng quan trọng trong nền kinh tế của một quốc gia. Đây là ngành công nghiệp đón đầu cuộc cách mạng công nghiệp với việc ứng dụng các công nghệ mới, tiên tiến. Do ảnh hưởng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 dẫn đến sự cạnh tranh trong ngành tăng lên theo cấp số nhân, dẫn đến sự đầu tư và đổi mới liên tục công nghệ thúc đẩy chuyển đối nền kinh tế số của thế giới.

Theo xu hướng phát triển, nền kinh tế số sẽ hỗ trợ sự phát triển của nhiều thiết bị điện tử như: điện thoại thông minh, đồng hồ, hệ thống an ninh… Các sản phẩm điện tử ngoài việc hướng tới các chức năng tiện ích thì đều hướng tới việc nghiên cứu nhằm tăng tính hiệu quả thông qua thực hiện đối mới trong công nghệ sản xuất. Xu hướng sản xuất chính trong ngành công nghiệp điện tử trên thế giới bao gồm:

- IoT: Đây là công nghệ kết nối các thiết bị hàng ngày thông qua internet cho phép dễ dàng chia sẻ và nhận thông tin thông qua các thiết bị điện tử. IoT ngày càng được chấp nhận rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất điện tử tại nhiều công ty do tận dụng được những lợi ích từ IoT để tăng hiệu quả sử dụng thiết bị, cải thiện an toàn của người tiêu dùng và cắt giảm chi phí.

- Sử dụng thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR): Bằng cách sử dụng thực tế ảo và thực tế tăng cường, các nhà sản xuất có thể thiết kế các sản phẩm thân thiện với người tiêu dùng. Các thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính đã giúp các nhà thiết kế và nhà sản xuất có những thay đổi chính xác và kịp thời đối với sản phẩm. Ngoài ra, việc sử dụng VR và AR giúp thiết kế và loại bỏ lỗi và giảm thời gian kiểm tra vì công nhân có khả năng xác định lỗi tốt hơn.

- Sử dụng công nghệ in 3D: Đây là ngành công nghiệp có hướng phát triển liên tục trong những năm gần đây. Theo báo cáo của Smithers thì dự báo các sản phẩm sử dụng công nghệ in 3D sẽ phát triển 23% trong thập kỷ tiếp theo và đạt khoảng 55,7 tỷ USD vào năm 2027(3). Nội dung nghiên cứu, phát triển công nghệ in 3D không chỉ tập trung vào các khía cạnh vật lý mà còn đang nghiên cứu về thiết kế, ứng dụng và sự hài lòng tổng thể của người dùng cuối.

- Cơ sở dữ liệu lớn (Big Data): Dữ liệu ngày nay là tài sản của các doanh nghiệp và cá nhân. Với các tiến bộ về công nghệ IoT và các công nghệ khác trong việc khai thác, ứng dụng đã làm cho dữ liệu lớn ngày càng có giá trị hơn. Các nhà sản xuất thiết bị điện tử đang sử dụng, khai thác thông tin nhận được từ dữ liệu lớn theo nhiều cách khác nhau như: giảm thiểu chi phí sản xuất và vẫn nâng cao hiệu quả lợi nhuận và thị phần hay dự đoán các vấn đề phát sinh trong tương lai. Các nền tảng dữ liệu lớn thường được kết hợp với các công nghệ trong nghiệp 4.0 như:  IoT, AI, Robotics, Machine vision, Deep learning… giúp giải quyết được nhiều bài toán thực tế.

- Sử dụng robot công nghiệp: Trong những năm gần đây, việc sử dụng người máy công nghiệp (robot công nghiệp) đã được sử dụng nhiều trong sản xuất điện tử để thực hiện một số nhiệm vụ đòi hỏi độ chính xác, khả năng tiếp cận, khả năng làm việc ổn định. Sử dụng robot công nghiệp trong sản xuất điện tử là công cụ thiết yếu trong quá trình cải tiến, thiết kế giúp các doanh nghiệp tăng tính hiệu quả trong sản xuất. Việc sử dụng robot công nghiệp sẽ làm giảm quy mô và tái sắp xếp lại sản xuất được hiệu quả.

Những thành tựu nổi bật

Hoạt động khoa học và công nghệ trong lĩnh vực điện tử chủ yếu đi theo 02 hướng chính là các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Hoạt động nghiên cứu khoa học và công nghệ ở Bộ Công Thương chủ yếu triển khai các nghiên cứu theo hướng ứng dụng. Ngoài ra, nhằm phục vụ công tác quản lý nhà nước về hoạt động thương mại điện tử, hàng năm nhóm các nhiệm vụ liên quan đến xây dựng chiến lược chính sách vẫn được Bộ Công Thương giao cho Cục Thương mại điện tử và Kinh tế số thực hiện. Các nhiệm vụ khoa học và công nghệ lĩnh vực điện tử, tự động hóa thực hiện các nghiên cứu ứng dụng theo hướng bám sát với xu thế công nghệ của thế giới như: các công nghệ liên quan đến cách mạng công nghiệp 4.0 (IoT, Big Data, AI,…), các công nghệ về thị giác máy tính, tích hợp hệ thống điều khiển…

Trong giai đoạn từ 2016÷2020, số lượng các đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ Công Thương lĩnh vực điện tử - tự động hóa có 53 nhiệm vụ bao gồm các lĩnh vực như: chiến lược chính sách, ứng dụng IoT trong công nghiệp, chế tạo robot, xây dựng các phép đo lường, điều khiển, tích hợp hệ thống… Các đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ Công Thương đã phần nào bám sát các xu hướng nghiên cứu chung về ngành điện tử trên thế giới. Các nhiệm vụ khoa học và công nghệ đã từng bước thực hiện theo chuỗi các nhiệm vụ nhằm giải quyết được các bài toán lớn, đòi hỏi phải thực hiện trong các năm. Kết quả của nhiệm vụ đa số có thể ứng dụng ngay, tạo ra các sản phẩm khoa học và công nghệ có đóng góp tích cực cho xã hội. Thông qua các nhiệm vụ khoa học và công nghệ đã từng bước hỗ trợ cho các đơn vị trong Bộ Công Thương định hướng, xây dựng và tạo các sản phẩm chủ lực cho đơn vị.

Một số nhiệm vụ mang tính ứng dụng trong công nghiệp, dưới sự hỗ trợ từ hoạt động nghiên cứu khoa học và công nghệ đã giúp tạo nên các dòng sản phẩm mới cho các đơn vị, tạo nguồn thu ổn định như:

- Dự án sản xuất thử nghiệm “Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo hệ thống thông tin phục vụ công tác cứu hộ, cứu nạn và ứng cứu sự cố trong hầm lò” của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa thực hiện năm 2017. Đây là một nhiệm vụ trong số chùm các nhiệm vụ liên quan đến “Hệ thống điều khiển tích hợp dùng trong khai thác than hầm lò”.

Hệ thống điều khiển tích hợp này được Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa nghiên cứu tổ chức thiết kế, xây dựng giải pháp tổng thể phục vụ cho công tác quản lý, giám sát điều hành sản xuất tập trung tại phòng điều khiển trung tâm của mỏ than. Hệ thống điều khiển tích hợp bao gồm các hệ thống thành phần như: Hệ thống giám sát khí; Hệ thống điều khiển, giám sát trạm quạt gió chính; Hệ thống thông tin liên lạc vô tuyến, thông tin cứu hộ cứu nạn, ứng cứu khắc phục sự cố; Hệ thống video, định vị, nhân sự; Hệ thống mạng vòng Ethernet cáp quang công nghiệp tốc độ cao trong lò… Việc ứng dụng Hệ thống điều khiển tích hợp đã giúp cho các đơn vị nâng cao được chất lượng trong công tác quản lý và điều hành chung của toàn mỏ, giảm được đáng kể số lượng công nhân lao động trực tiếp, giảm được một số khâu trung gian trước đây phải làm thủ công bằng tay, thông tin được liên tuc cập nhật kịp thời và nhanh chóng và hơn hết đó là công tác an toàn được cải thiện đáng kể. Đây là một trong những sản phẩm chủ lực của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa chủ động nghiên cứu, phát triển dưới sự hỗ trợ của Bộ Công Thương. Hiện nay sản phẩm đang được ứng dụng tại một số đơn vị khai thác than hầm lò như: Công ty Than Khe Chàm, Hạ Long, Hòn Gai, Uông Bí, Nam Mẫu, Trung tâm Cấp cứu mỏ (TKV); Công ty than Thăng Long, Công ty 91 (Tổng công ty Đông Bắc)....

- Dự án “Ứng dụng công nghệ tự động hóa trong quá trình sản xuất nguyên liệu và quá trình sản xuất, chế biến chè xanh sao lăn chất lượng cao tại công ty cổ phần trà Than Uyên”. Dự án được Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động thực hiện toàn bộ từ khâu thiết kế, xây dựng hệ thống, trang thiết bị với mức độ tự động hóa cao. Hệ thống đã được ứng dụng vào thực tế tại Công ty cổ phần trà Than Uyên từ tháng 6 năm 2020 đem lại hiệu quả thực sự cho doanh nghiệp. Hệ thống có thể nhân rộng cho nhiều doanh nghiệp chế biến chè trong nước cũng như có thể cải tiến để áp dụng cho các ngành chế biến khác.

- Chùm nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp Bộ liên quan đến nghiên cứu, tích hợp hệ thống đã được Công ty Cổ phần Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp triển khai thực hiện “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy đóng gói tự động trà dược thảo túi lọc phục vụ xuất khẩu đáp ứng các tiêu chuẩn EU” và “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nghiền cao dược khô, công suất đến 400 kg/h, dùng để bào chế thuốc đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế trong ngành dược” là hai trong nhóm các nhiệm vụ thực hiện các nhiệm vụ thuộc Chương trình KH&CN Tây Bắc của Công ty Cổ phần Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp. Dự án SXTN: “Thử nghiệm sản xuất trà và bột dinh dưỡng từ Táo mèo và Chùm ngây với việc ứng dụng công nghệ sấy bằng hồng ngoại đạt tiêu chuẩn chất lượng xuất khẩu, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho vùng Tây Bắc”, mã số KHCN-TB.DA02/13-18.

Sản phẩm của dự án đã ứng dụng trực tiếp vào sản xuất phục vụ chế biến, bảo quản nông sản tiêu thụ trong nước và xuất khẩu, tạo việc làm cho người dân địa phương, trình độ của dây chuyền đều ở dạng tự động và bán tự động tạo ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn châu Âu. Kết quả của dự án góp phần tạo ra sản phẩm trà dược liệu táo mèo mới và bột dinh dưỡng chùm ngây chất lượng cao để tiêu thụ trong nước và xuất khẩu đem lại hiệu quả kinh tế cao, ngoài ra còn có tác dụng rất lớn trong việc quảng bá các sản phẩm chất lượng của Việt Nam nói chung mang thương hiệu của vùng Tây Bắc nói đến với thế giới.

- Với sự phát triển của các ngành công nghiệp, trong dây chuyền sản xuất việc kiểm tra đánh giá ngoại quan tự động là cần thiết và đóng vai trò quan trọng từ đó công nghệ thị giác máy ra đời và không ngừng phát triển để ngày càng hoàn thiện hơn. Ứng dụng hệ thống AI nhằm nhận dạng, đánh giá các lỗi trong dây chuyền sản xuất công nghiệp là xu thế trong công nghiệp điện tử. Năm 2020, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa triển khai thực hiện nhiệm vụ “Thiết kế chế tạo máy đo kích thước không tiếp xúc tự động sử dụng công nghệ thị giác máy”.

Kết quả của việc nghiên cứu, thiết kế này là đã xây dựng được “Hệ thống AI kiểm tra sản phầm bằng hình ảnh”. Công trình đang được sử dụng thực tế trong quá trình phát triển các sản phẩm kiểm tra, đo lường, nhận dạng ứng dụng công nghệ thị giác máy (Machine Vision) kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI): kiểm tra sản phẩm, phân loại sản phẩm, đo lường kích thước sản phẩm trong công nghiệp với độ chính xác cao đạt trên 98%.

Công trình đã được chạy thử trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực tế có kết quả tốt theo đánh giá của đơn vị phối hợp thực hiện - Công ty TNHH KENA - Vendor nội địa của Công ty FUJI XEROX Việt Nam.

Nhận xét chung:

- Các nghiên cứu khoa học và công nghệ nhóm ngành điện tử, tự động hóa trong giai đoạn 2016-2020 có nhiều nội dung gắn với thực tiễn sản xuất. Các sản phẩm nghiên cứu đều được ứng dụng và được đánh giá tốt.

- Nội dung nghiên cứu đã cố gắng bám sát xu hướng chung của công nghiệp điện tử thế giới về ứng dụng tích hợp hệ thống (hệ thống tự động hóa sản xuất chè; Hệ thống sản xuất trà, bột dinh dưỡng từ táo mèo), thiết kế hệ thống đo lường tiên tiến (đo quang học) kết hợp với công nghệ AI, sản xuất robot phục vụ quảng cáo...

- Tuy nhiên còn nhiều nội dung do nhân lực, kinh phí hạn hẹp chúng ta chưa tiếp cận hoặc sản phẩm chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế của thị trường như thực tế ảo, in 3D... Nhằm đưa các nghiên cứu khoa học và công nghệ ngành công nghiệp điện tử tiệm cận với sự phát triển và xu hướng nghiên cứu ứng dụng của công nghiệp điện tử thế giới, trong thời gian tới chúng ta cần đưa các nội dung về công nghệ ưu tiên nghiên cứu phát triển.

Một số định hướng hoạt động KH&CN của ngành điện - điện tử

Trong giai đoạn tới, hoạt động nghiên cứu khoa học công nghệ của Bộ Công Thương cần bám sát vào các chủ trương, chính sách chung của Đảng và Nhà nước. Ngoài ra, hoạt động nghiên cứu cần phải gắn với sự phát triển chung của ngành công nghiệp điện tử của thế giới.

Trong giai đoạn tiếp theo, định hướng hoạt động khoa học và công nghệ của ngành điện tử, tự động hóa theo hướng ưu triên các công nghệ nền, công nghệ cơ sở của cuộc cách mạng 4.0, các công nghệ đo lường thông minh, nhà máy điện tử thông minh… Đối với các ứng dụng theo ngành sẽ theo từng lĩnh vực tương ứng với lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp công nghệ cao, lĩnh vực công nghệ thông tin,…

a. Công nghệ ưu tiên nghiên cứu phát triển:

+ Các công nghệ nền, công nghệ cơ sở của cách mạng công nghiệp 4.0: IoT, AI, Big data, Robotics, Machine vision; Deep learning, ….;

+ Các công nghệ đo lường hiện đại: Đo bằng quang học, Laser, Hồng ngoại, Radar, Siêu âm; Phương pháp đo tiếp xúc, đo không phá hủy;

+ Các công nghệ xây dựng hệ thống đo lường, điều khiển thông minh;

+ Các công nghệ truyền thông tiên tiến;

+ Công nghệ điện tử công suất và hệ thống nhúng;

+ Nhà máy điện tử thông minh.

b. Định hướng ứng dụng các ngành

+ Lĩnh vực công nghiệp: Khai khoáng; Năng lượng; Hóa chất; Môi trường;

+ Lĩnh vực Nông nghiệp công nghệ cao: Nuôi gia súc, gia cầm bằng ứng dụng IoT và thị giác máy, AI;

+ Lĩnh vực Robot Vision: Kiểm tra chất lượng sản phẩm; Tự động hóa trong sản xuất; Các thiết bị/hệ điều khiển tự hành thông minh;

+ Lĩnh vực CNTT: Kinh tế số; Chính phủ điện tử; Xây dựng các phần mềm nền tảng IoT, Cloud, … cho các ứng dụng trong công nghiệp;

+ Lĩnh vực trang thiết bị y tế: các thiết bị phục vụ trong ngành y tế.

c. Các sản phẩm được phân chia theo các lĩnh vực ứng dụng như sau

- Lĩnh vực Công nghiệp:

+ Thiết bị phục vụ khai thác mỏ (Bộ liên lạc hữu tuyến hầm lò; Hệ thống quan trắc trực tuyến để cảnh báo và ngăn ngừa sớm hiện tượng cháy nội sinh trong khai thác than hầm lò; Hệ thống quan trắc trực tuyến và cảnh báo lún, nén mỏ hầm lò);

+ Lĩnh vực năng lượng (Hệ thống phục vụ giám sát trạm biến áp (TBA) cho ngành điện: Hệ thống giám sát dòng rò online cho chống sét van trong các TBA; Thiết bị phát hiện đánh lửa trong các TBA; Thiết bị đo sắc ký di động để chẩn đoán tình trạng MBA; Mô hình smart grid phục vụ nghiên cứu và đào tạo).

+ Hệ thống giám sát môi trưởng: Hệ thống quan trắc khí thải tự động ứng dụng trong ngành công nghiệp Hóa chất; Hệ thống quan trắc khí thải trên ống khói trong các ngành sản xuất công nghiệp khác; Hệ thống quan trắc môi trường nước, môi trường đất,

- Lĩnh vực Robot và robot vision:

Chế tạo các sản phẩm robot hoặc ứng dụng công nghệ robot vision, machine vision, ... như: máy đo 3D không tiếp xúc sử dụng công nghệ quét chùm sáng cấu trúc và công nghệ thị giác máy; Xe vận chuyển hàng hoá tự hành (AGV); Máy phay CNC 5 trục tạo mẫu hàm răng và cắt biên khay niềng răng; Máy in 3D khổ lớn tích hợp scanner 3D; Robot di chuyển trên đường dây truyền tải điện cao thế 220 (kV) nhằm phục vụ công tác kiểm tra, sửa chữa.

- Lĩnh vực Nông nghiệp Công nghệ cao:

Hệ thống điều khiển nhà nuôi gà thông minh ứng dụng IoT và thị giác máy, AI; Hệ thống quản lý và hỗ trợ cung cấp thức ăn tự động cho trang trại bò sữa sử dụng công nghệ IoT; Hệ thống quan trắc trực tuyến các thông số thổ nhưỡng ứng dụng công nghệ IoT trong nông nghiệp công nghệ cao.

- Lĩnh vực CNTT:

Thiết bị Cloud IoT Gateway; Phần mềm nền tảng cho các ứng dụng thu thập, giám sát dữ liệu từ xa sử dụng công nghệ điện toán đám mây; Thư viện các đối tượng phần mềm phục vụ phát triển ứng dụng giám sát, điều khiển từ xa trên nền web; Nền tảng Blockchain cung cấp các dịch vụ đa dạng gồm quản lý giao dịch, quản lý giám sát chuỗi cung ứng, truy xuất nguồn gốc sản phẩm cho các doanh nghiệp

- Lĩnh vực trang thiết bị y tế:

Thiết bị tích hợp rửa siêu âm kết hợp dòng xoáy và sấy khô có khả năng tự kiểm tra ứng dụng trong các cơ sở y tế; Tủ ấm nuôi cấy vi sinh sử dụng trong các phòng Lab, các nhà máy sản xuất vacxinv