Ngành Thiết kế vi mạch (Integrated Circuit Design – IC Design) đào tạo kỹ sư có khả năng thiết kế, mô phỏng, xác minh, kiểm thử và tối ưu các vi mạch tích hợp (IC) – thành phần cốt lõi của các thiết bị điện tử hiện đại như điện thoại thông minh, máy tính, ô tô, robot, thiết bị IoT và hệ thống trí tuệ nhân tạo.

Chương trình học kết hợp kiến thức về điện – điện tử, kỹ thuật máy tính, khoa học máy tính và công nghệ bán dẫn, giúp sinh viên có đủ năng lực tham gia vào toàn bộ quy trình phát triển chip, từ thiết kế ý tưởng đến kiểm thử trước khi sản xuất.

Thông thường, chương trình đào tạo kéo dài 4 – 4,5 năm (8–9 học kỳ), với khoảng 130–155 tín chỉ, tùy theo quy định của từng trường đại học.

Trong giai đoạn đầu, sinh viên được trang bị nền tảng về toán học, khoa học tự nhiên và kỹ năng học tập.

• Triết học Mác – Lênin
• Kinh tế chính trị
• Pháp luật đại cương
• Toán cao cấp
• Giải tích
• Đại số tuyến tính
• Xác suất thống kê
• Vật lý đại cương
• Tiếng Anh
• Tin học cơ sở
• Kỹ năng mềm
• Phương pháp nghiên cứu khoa học

Nhóm học phần này giúp sinh viên xây dựng nền tảng về điện tử và hệ thống số.

• Mạch điện
• Điện tử tương tự
• Điện tử số
• Logic số
• Vi xử lý
• Vi điều khiển
• Kiến trúc máy tính
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật
• Lập trình C/C++
• Toán rời rạc
• Tín hiệu và hệ thống

Thiết kế vi mạch số (Digital IC Design)

Đây là nhóm học phần quan trọng nhất của ngành.

• Thiết kế mạch số
• Ngôn ngữ mô tả phần cứng (Verilog, SystemVerilog, VHDL)
• Thiết kế RTL
• Thiết kế bộ xử lý
• Thiết kế bộ nhớ
• Thiết kế hệ thống trên chip (SoC)

Thiết kế vi mạch tương tự (Analog IC Design)

• Thiết kế mạch tương tự
• Thiết kế CMOS
• Thiết kế mạch RF cơ bản
• Bộ khuếch đại
• Bộ dao động
• Bộ chuyển đổi ADC/DAC

Xác minh và kiểm thử vi mạch

• Verification
• Functional Verification
• UVM (Universal Verification Methodology)
• Kiểm thử phần cứng
• Mô phỏng vi mạch
• Phân tích lỗi thiết kế

Thiết kế vật lý (Physical Design)

• Place & Route
• Static Timing Analysis (STA)
• Clock Tree Synthesis
• Power Analysis
• Thiết kế Layout
• Tối ưu diện tích và công suất

FPGA và hệ thống nhúng

• Thiết kế FPGA
• Hệ thống nhúng
• Thiết kế phần cứng số
• Tích hợp phần cứng và phần mềm
• Kiểm thử nguyên mẫu

Công nghệ và công cụ

Trong quá trình học, sinh viên được tiếp cận với nhiều công cụ chuyên dụng của ngành bán dẫn.

• Cadence Virtuoso
• Cadence Innovus
• Synopsys Design Compiler
• Synopsys VCS
• Siemens EDA (Mentor Graphics)
• Xilinx Vivado
• Intel Quartus
• ModelSim
• MATLAB
• Python
• C/C++
• Git và GitHub
• Linux

Thực hành và thực tập

Chương trình đào tạo chú trọng thực hành thông qua các phòng thí nghiệm và dự án chuyên ngành.

• Thiết kế mạch số bằng Verilog/VHDL.
• Thiết kế và mô phỏng vi mạch.
• Lập trình FPGA.
• Thiết kế bộ xử lý đơn giản.
• Xác minh và kiểm thử thiết kế.
• Tham gia dự án phát triển chip.
• Thực tập tại doanh nghiệp bán dẫn.
• Khóa luận hoặc đồ án tốt nghiệp.

Năm 1

• Toán cao cấp
• Vật lý đại cương
• Tin học cơ sở
• Lập trình C
• Mạch điện
• Tiếng Anh

Năm 2

• Điện tử số
• Điện tử tương tự
• Vi xử lý
• Kiến trúc máy tính
• Logic số
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật

Năm 3

• Thiết kế RTL
• Verilog
• FPGA
• Thiết kế CMOS
• Verification
• Physical Design

Năm 4

• Thiết kế SoC
• UVM
• IC Testing
• Chuyên đề bán dẫn
• Thực tập doanh nghiệp
• Khóa luận hoặc học phần thay thế

Sau khi hoàn thành chương trình đào tạo, sinh viên có khả năng:

• Thiết kế và mô phỏng vi mạch số, vi mạch tương tự.
• Sử dụng thành thạo các ngôn ngữ mô tả phần cứng như Verilog, SystemVerilog và VHDL.
• Thiết kế, xác minh và tối ưu các hệ thống trên chip (SoC).
• Lập trình và kiểm thử FPGA.
• Sử dụng các bộ công cụ EDA chuyên nghiệp trong thiết kế vi mạch.
• Phân tích, kiểm thử và tối ưu hiệu năng, công suất của chip.
• Làm việc nhóm, nghiên cứu phát triển và giao tiếp bằng tiếng Anh chuyên ngành.

Sau khi tốt nghiệp ngành Thiết kế vi mạch, sinh viên có thể:

• Thiết kế, mô phỏng, xác minh và kiểm thử các loại vi mạch số và vi mạch tương tự.
• Phát triển các hệ thống trên chip (SoC), FPGA và các giải pháp phần cứng cho thiết bị điện tử thông minh.
• Tham gia các dự án nghiên cứu và phát triển (R&D) trong lĩnh vực bán dẫn, AI Hardware, IoT và hệ thống nhúng.
• Làm việc ở các vị trí như Digital IC Design Engineer, Analog IC Design Engineer, Verification Engineer, Physical Design Engineer, FPGA Engineer hoặc Semiconductor Test Engineer.
• Tiếp tục học lên bậc thạc sĩ hoặc tiến sĩ trong các lĩnh vực Thiết kế vi mạch, Điện tử, Kỹ thuật máy tính hoặc Công nghệ bán dẫn.

Lưu ý: Chương trình học có thể khác nhau giữa các trường đại học. Một số trường tập trung vào thiết kế vi mạch số và FPGA, trong khi một số khác tăng cường các học phần về thiết kế vi mạch tương tự, Verification, Physical Design và thiết kế hệ thống trên chip (SoC) nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của ngành công nghiệp bán dẫn.