Chàng trai sáng tạo chip ứng dụng trong lĩnh vực IoT

Phạm Thế Hùng, sinh viên Trường ĐH Khoa học tự nhiên TP.HCM, đoạt giải nhất cuộc thi “Thiết kế vi mạch cho đô thị thông minh” lần thứ nhất với dự án “Thiết kế chip Analog Front-end nhiễu thấp tái cấu hình ứng dụng thu nhận tín hiệu từ cảm biến trên công nghệ CMOS 180 nm”, ứng dụng trong lĩnh vực IoT (internet vạn vật).

Đây là dạng mạch điện xử lý tín hiệu analog, thực hiện việc lọc nhiễu và khuếch đại tín hiệu liên tục từ cảm biến, khi hoàn thiện có thể thu nhận cảm biến từ điện môi trường, hệ thống điện sinh học, tín hiệu trên cơ thể con người, hệ thống xe tự hành.

PHÚC KHA

Những môn học trên trường như phân giải mạch điện, kỹ thuật mạch điện, mạch tích hợp và công nghệ, thiết kế vi mạch tương tự, thiết kế vi mạch số… đã trang bị cho Hùng kiến thức nền tảng cũng như chuyên sâu để lựa chọn theo đuổi mảng thiết kế vi mạch. Ngoài ra, Hùng còn tham gia phòng thí nghiệm DESLAB của trường nhằm thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên về thiết kế vi mạch.

Hùng tìm hiểu và thiết kế những mạch cơ bản đã được học như: INV, AND, OR Xor… dưới cấu trúc CMOS để hiểu được về các đặc tuyến, sự thay đổi về dòng điện, điện thế, hiệu ứng và ảnh hưởng trên mạch. Qua đó, Hùng thành thạo cách sử dụng công cụ trong thiết kế vi mạch, hiểu đặc tính của linh kiện trên bộ thư viện mà bộ môn và khoa hỗ trợ.

“Từ những mạch cơ bản này, mình dần dần hình thành lên ý tưởng và phát triển thành các mạch lớn hơn với nhiều yêu cầu cao, như: mạch khuếch đại nhiễu thấp, mạch khuếch đại tái cấu hình, mạch lọc, mạch tạo dao động vòng, mạch tạo điện áp DC ổn định, mạch SRAM… Ngoài ra, mạch mà mình thực hiện được cải thiện đáng kể thông qua việc kết hợp các cấu trúc khác nhau từ sự hướng dẫn của thầy cô trong khoa”, Hùng chia sẻ.

PHÚC KHA

Kể về những khó khăn trong quá trình nghiên cứu, Hùng nói: “Mình đặt mục tiêu cần hệ số khuếch đại lớn, quá trình tính toán lý thuyết và chạy mô phỏng công cụ trên phần mềm có sự khác biệt. Mình thực hiện mô phỏng chưa đúng dẫn đến lỗi sai và rủi ro không mong muốn. Mình phải quay lại mặt lý thuyết để kiểm tra xem tính toán lý thuyết mô phỏng đúng hay không. Sau nhiều lần thử đi, thử lại, mình đạt được kết quả tốt”.

Quá trình nghiên cứu với đề tài sinh viên nghiên cứu khoa học tại phòng thí nghiệm DESLAB liên quan thiết kế vi mạch, Hùng đạt được 10 điểm khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Chip AFE đa kênh để thu nhận tín hiệu điện não EEG”. Hơn nữa, Hùng còn đoạt giải sinh viên nghiên cứu khoa học xuất sắc tiêu biểu của trường với một số bài báo viết về chip AFE tái cấu hình được đăng trên tạp chí, hội nghị uy tín cấp quốc gia và quốc tế năm 2023.

Chia sẻ về dự án của Hùng, thạc sĩ Trương Hữu Lý, Phó giám đốc Trung tâm nghiên cứu triển khai, Khu công nghệ cao TP.HCM, cho biết: “Dự án này được hội đồng chuyên môn của cuộc thi “Thiết kế vi mạch cho đô thị thông minh” đánh giá rất cao vì có khả năng ứng dụng trong lĩnh vực IoT. Dự án cơ bản hoàn thiện về mặt thiết kế nhưng để đi đến sản xuất thương mại thì cần tối ưu hóa tính năng và đầu tư kinh phí của nhà nước, doanh nghiệp”.