Tạo đột phá trong ứng dụng quân sự

Chất bán dẫn có mặt trong hầu hết các ứng dụng quân sự. Việc sử dụng các vật liệu và linh kiện bán dẫn có độ tin cậy cao cũng như các công nghệ điện toán hiệu suất cao, trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ học máy, công nghệ thu nhỏ và tích hợp là những xu hướng quan trọng của việc ứng dụng công nghệ bán dẫn trong lĩnh vực quân sự. 

Những tiến bộ này giúp giảm kích thước và trọng lượng, trong khi lại nâng cao hiệu quả hoạt động của các thiết bị quân sự. Đổi mới chất bán dẫn đã trở thành yếu tố xác định tương lai của công nghệ quốc phòng.

Ngay từ những năm 50 của thế kỷ XX, linh kiện bán dẫn đã được được sử dụng trong lĩnh vực thông tin liên lạc quân sự. Kích thước nhỏ, mức tiêu thụ điện năng thấp và độ tin cậy cao nhưng nó lại giúp truyền dữ liệu nhanh hơn, chất lượng tín hiệu tốt hơn. Nhờ linh kiện bán dẫn, công nghệ mã hóa được hiện đại hóa, bảo đảm liên lạc an toàn và bảo vệ thông tin quân sự nhạy cảm khỏi nguy cơ bị truy cập trái phép. 

Ngày nay, các hệ thống liên lạc do AI điều khiển còn có thể tự động điều chỉnh để thích ứng với điều kiện môi trường và các mối đe dọa liên tục thay đổi, tối ưu hóa các kênh liên lạc và hiệu suất mạng.

Trong các tên lửa, nhờ những cảm biến và bộ xử lý dựa trên công nghệ bán dẫn, hệ thống dẫn đường có thể tính toán chính xác quỹ đạo đường bay để dẫn tên lửa tới mục tiêu đã định. Với các hệ thống radar, chất bán dẫn được sử dụng để tạo ra các bộ khuếch đại tần số cao và các bộ phận xử lý tín hiệu, cho phép phát hiện và bám theo các mục tiêu, nâng cao nhận thức tình huống và hỗ trợ xác định các mối đe dọa.

Các cuộc xung đột vũ trang gần đây như Nga - Ukraina, Azerbaijan - Armenia, Israel - Hamas,... còn cho thấy một xu hướng mới, khi máy bay không người lái (UAV), phương tiện hải quân (UNV) và mặt đất không người lái (UGV) ngày càng trở nên quan trọng trong các hoạt động quân sự, đem lại nhiều lợi thế trên chiến trường. 

Chúng được sử dụng rộng rãi để thu thập thông tin tình báo, khảo sát chiến trường, theo dõi mọi động thái của đối phương, hoặc trực tiếp thực hiện các cuộc tấn công với độ chính xác cao mà không gây nguy hiểm cho người điều khiển. Những ưu thế này được hiện thực hóa nhờ sức mạnh tính toán cảm biến và tốc độ xử lý dữ liệu của các thiết bị điện tử tiên tiến.

Trong tương lai, các chuyên gia quân sự cho rằng công nghệ bán dẫn có thể tạo bước đột phá trong các ứng dụng quân sự, làm thay đổi cả chiến lược quân sự. Chẳng hạn, các chất bán dẫn mạnh hơn sẽ cho phép tích hợp các thuật toán học máy và AI phức tạp hơn vào các hệ thống phòng thủ. 

Các xu hướng mới nổi như chất bán dẫn nano, thiết bị điện tử linh hoạt và điện toán lượng tử được tích hợp vào các hệ thống phòng thủ sẽ tạo sự đột biến trong khả năng tính toán, phân tích dữ liệu, lên mô hình mô phỏng. Điều này rất quan trọng với chỉ huy tham mưu trong chiến tranh hiện đại, khi việc xử lý dữ liệu theo thời gian thực là tối cần thiết.

Một xu hướng khác là sử dụng AI và công nghệ học máy để tạo ra các hệ thống điện tử thông minh có khả năng tự động xác định và ứng phó với các mối đe dọa trên chiến trường. Theo đánh giá của Viện Nghiên cứu quốc phòng Nhật Bản, “vì AI không mệt mỏi, không quên và không bị dao động về cảm xúc, nó có thể giúp người chỉ huy đưa ra quyết định thông qua việc xử lý lượng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác”.

Tâm điểm cạnh tranh giữa các siêu cường

Vai trò của chất bán dẫn cùng sự gia tăng chi tiêu quân sự và các chương trình nâng cấp, hiện đại hóa thiết bị quân sự đã dẫn đến sự bùng nổ của thị trường bán dẫn quân sự toàn cầu. Theo báo cáo của Allied Market Research, thị trường này được định giá 6,32 tỷ USD vào năm 2023 và dự kiến có tỷ lệ tăng trưởng kép hằng năm (CAGR) là 8,7% trong giai đoạn 2024 - 2034.

Không những thế, công nghệ bán dẫn còn trở thành yếu tố xác định quyền lực trong quan hệ quốc tế, trở thành tâm điểm cạnh tranh giữa các siêu cường. Ngày nay, có thể nói tất cả các hệ thống quân sự và nền tảng phòng thủ của các nước đều phải dựa vào chất bán dẫn để đạt hiệu suất tối ưu. 

Không có những con chip nhỏ bé, khả năng quốc phòng của một quốc gia sẽ bị suy giảm. Bảo đảm đi đầu trong công nghệ bán dẫn cùng tính toàn vẹn của chuỗi giá trị thiết kế, sản xuất, đóng gói và phân phối chất bán dẫn đã trở thành mối quan tâm hàng đầu về kinh tế và an ninh quốc gia trong thời đại hiện nay.

Trên thực tế, ngay từ giữa những năm 80 của thế kỷ XX, Tổng thống Mỹ Ronald Reagan đã nêu rõ sự cần thiết phải duy trì vị trí dẫn đầu toàn cầu của Mỹ về sản xuất chip. Mục đích là để thông qua các hệ thống thông minh được điều khiển bởi các linh kiện bán dẫn như vệ tinh, máy bay tàng hình, tên lửa hành trình,... chống lại ưu thế vượt trội về số lượng của Liên Xô. 

Gần đây, một ủy ban độc lập do Quốc hội Mỹ thành lập đã kết luận: “nếu một đối thủ tiềm năng đánh bại Mỹ về chất bán dẫn trong thời gian dài hoặc đột ngột cắt đứt hoàn toàn quyền tiếp cận của Mỹ với các con chip tiên tiến, đối thủ đó có thể chiếm thế thượng phong trong mọi lĩnh vực chiến tranh”.

Chính vì thế, không có gì ngạc nhiên khi chính quyền của Tổng thống Mỹ Joe Biden phát động “cuộc chiến” nhằm vào lĩnh vực bán dẫn của Trung Quốc - đối thủ mà Mỹ đánh giá có tiềm lực kinh tế và công nghệ mạnh hơn so với Liên Xô trước đây. 

Các biện pháp kiểm soát ngặt nghèo việc xuất khẩu chip bán dẫn tiên tiến, cũng như thiết bị sản xuất và công nghệ bán dẫn có thể coi là nỗ lực đáng kể nhất của Mỹ nhằm làm suy yếu quá trình hiện đại hóa quân sự của Trung Quốc và là biện pháp gây thiệt hại nặng nề nhất mà Tổng thống Mỹ Joe Biden đã thực hiện đối với nước này. 

Mục tiêu là nhằm “đóng băng” lĩnh vực bán dẫn của Trung Quốc ở trình độ của năm 2022, không cho nước này có thể đạt đến công nghệ chip 2nm, từ đó kìm hãm sự gia tăng tiềm lực quân sự của Trung Quốc.

Tuy nhiên, các biện pháp kiểm soát của Mỹ không thể đánh bại hoàn toàn Trung Quốc. Vấn đề là bởi việc phát triển một hệ thống vũ khí mới thường kéo dài, thời gian phục vụ của nó cũng lâu hơn so với các thiết bị dân sự nên nhiều bộ xử lý trong các ứng dụng quân sự thường đi sau vài thế hệ so với các bộ xử lý hiện đại nhất. Các hệ thống vũ khí của Trung Quốc đang sử dụng các chip 28nm và 40nm hoàn toàn do nước này sản xuất. 

Vì thế, Trung Quốc có thể không đánh bại được Mỹ trong việc phát triển chip tiên tiến nhất, nhưng nước này vẫn có thể giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung nước ngoài bằng cách nội địa hóa các thế hệ chip cũ hơn đang được sử dụng trong các ứng dụng quân sự hiện có.

Một đặc điểm nữa của thị trường bán dẫn quân sự khiến việc tự cung tự cấp dễ dàng hơn là do thị trường này nhỏ hơn nhiều so với thị trường bán dẫn dân sự. Chi tiêu của quân đội Trung Quốc cho chất bán dẫn chỉ chiếm 2% tổng chi tiêu quân sự và dự kiến sẽ đạt đỉnh 853 triệu USD - một con số rất nhỏ so với hơn 300 tỷ USD chất bán dẫn mà Trung Quốc nhập khẩu hằng năm. 

Trong khi đó, xét về năng lực công nghệ, Trung Quốc có khả sản xuất những con chip tiên tiến. Điều nước này còn thiếu là năng lực thương mại để mở rộng quy mô sản xuất và tiêu thụ. Với lĩnh vực quân sự có tầm quan trọng đặt biệt, Trung Quốc có thể sẵn sàng đầu tư phát triển các con chip tiên tiến cho các hệ thống vũ khí công nghệ cao, chẳng hạn như hệ thống vũ khí điều khiển bằng AI, cho dù với chi phí rất cao. 

Đạt được khả năng tự chủ về bán dẫn quân sự sẽ cho phép Trung Quốc thúc đẩy các lợi ích trong chính sách đối ngoại mà không sợ phải đối mặt với cú sốc nguồn cung từ bên ngoài./.