Nhà khoa học tạo ra công nghệ vận hành 99% chip trên toàn thế giới qua đời ở tuổi 92

Tro cốt của huyền thoại ngành bán dẫn Chih-Tang Sah - người đặt nền móng cho gần như toàn bộ chip bán dẫn hiện đại - đã được đưa từ Mỹ về tỉnh Phúc Kiến (quê hương của ông ở Đông Nam Trung Quốc) để an táng.

Đề xuất về kiến trúc công nghệ bán dẫn bổ sung (CMOS) của Sah và cộng sự Frank Wanlass đã đặt nền móng cho sự phát triển của các mạch tích hợp tiêu thụ điện năng thấp và toàn bộ ngành công nghiệp bán dẫn sau này.

Theo cuốn “High-Frequency Integrated Circuits” của giáo sư Sorin Voinigescu (Đại học Toronto), tính đến năm 2011, khoảng 99% chip bán dẫn trên thế giới được sản xuất dựa trên công nghệ CMOS.

Di sản của Sah hiện diện trong mọi lĩnh vực, từ mạch logic số, chip nhớ, điện thoại, máy tính đến thiết bị hàng không vũ trụ và chip AI - bao gồm cả những dòng chip tiên tiến như Nvidia H200.

Ông Chih-Tang Sah (Sa Zhitang). Ảnh: SCMP 

Đại học Hạ Môn (Xiamen University), nơi ông là giáo sư danh dự, cho biết Sah - sinh ra ở Bắc Kinh - qua đời “thanh thản” tại Mỹ vào ngày 5/7. Ông hưởng thọ 92 tuổi. 

Tro cốt của ông và người vợ quá cố Linda Su-Nan Chang Sah được an táng ngày 27/11 tại công viên Tưởng niệm Văn hóa Tam Sơn ở Phúc Châu, phù hợp với di nguyện của hai người.

Cha đẻ công nghệ CMOS

Sah xuất thân từ một dòng họ lớn ở Phúc Kiến, nơi từng sản sinh nhiều danh nhân trong lĩnh vực nghệ thuật, quân sự và học thuật. 

Năm 1937, cha ông - Sah Pen-Tung - trở thành hiệu trưởng đầu tiên của Đại học Hạ Môn sau khi trường được quốc hữu hóa, đưa gia đình trở về quê gốc. Mẹ ông, bà Huang Shu-Shen Sah, là vận động viên điền kinh Olympic từng lập nhiều kỷ lục của Trung Quốc.

Năm 1947, bóng bán dẫn - thiết bị bán dẫn có khả năng khuếch đại và chuyển mạch tín hiệu, đồng thời là nền tảng của mọi mạch tích hợp - được phát minh bởi 3 nhà vật lý Mỹ William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain.

Năm 1949, Sah cùng em trai là nhà toán học Chih-Han Sah sang Mỹ du học tại Đại học Illinois Urbana-Champaign (UIUC), nơi ông lấy 2 bằng cử nhân kỹ thuật điện và vật lý kỹ thuật vào năm 1953.

Ông nhận bằng tiến sĩ tại Đại học Stanford năm 1956, sau đó được Shockley mời về làm việc tại phòng thí nghiệm bán dẫn của mình trong 3 năm, theo Hiệp hội Thiết bị Điện tử thuộc Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE).

Trong bài viết đăng năm 1988 trên tạp chí “Proceedings of the IEEE”, Sah ghi nhận Shockley và Bardeen là những người đã dạy ông nền tảng vật lý bóng bán dẫn.

Nơi an nghỉ cuối cùng của ông Chih-Tang Sah tại Công viên Tưởng niệm Văn hóa Tam Sơn ở Phúc Châu. Ảnh: handout 

Từ năm 1959 đến năm 1964, ông gia nhập phòng nghiên cứu và phát triển của Fairchild Semiconductor (California), phụ trách tuyển dụng và dẫn dắt nhóm 64 nhà khoa học nghiên cứu vật lý và công nghệ bóng bán dẫn. 

Nhóm này tập trung phát triển công nghệ chế tạo cho thế hệ mạch tích hợp silicon đầu tiên. Một trong những người Sah tuyển dụng – kỹ sư Frank Wanlass – đã nảy ra ý tưởng về bóng bán dẫn CMOS chỉ vài tháng sau khi gia nhập công ty.

Năm 1963, Wanlass và Sah giới thiệu công nghệ CMOS tại Hội nghị Mạch tích hợp thể rắn Quốc tế (ISSCC). CMOS được xây dựng dựa trên MOSFET – công nghệ mở đường cho thu nhỏ và sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn. 

CMOS là sự kết hợp của 2 loại bóng bán dẫn – một loại “thừa” electron và một loại “thừa” điện tích dương – để chúng hoạt động bổ trợ lẫn nhau khi xử lý tín hiệu. Nhờ cách vận hành này, các mạch dùng CMOS tiêu thụ ít điện hơn, chạy nhanh hơn và rẻ hơn so với công nghệ đời trước.

Năm 1965, Gordon Moore – nhà đồng sáng lập Intel, khi đó làm việc tại Fairchild – đã đưa ra “Định luật Moore”, dự báo số bóng bán dẫn trên mỗi chip sẽ tăng gấp đôi sau khoảng 2 năm. Chính sự ra đời của CMOS đã chứng minh quy luật này tiếp tục đúng, kể cả khi ngành bán dẫn tiến sát giới hạn vật lý.

Sah là người đặt nền tảng cho công nghệ CMOS trong điện thoại, máy tính, chip AI và nhiều hệ thống hiện đại. Ảnh: SCMP 

Đóng góp cho giới khoa học

Từ năm 1962, Sah trở thành giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại UIUC, nơi ông giảng dạy hơn 27 năm. Năm 1988, ông chuyển sang Đại học Florida với vai trò giáo sư nghiên cứu sau đại học và nhà khoa học trưởng đến năm 2007.

Xuyên suốt nửa thế kỷ giảng dạy, ông từng cố vấn cho nhiều cơ quan và doanh nghiệp Mỹ, gồm Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, Quỹ Khoa học Quốc gia, NASA và Bộ Năng lượng.

Ông được bổ nhiệm làm giáo sư danh dự tại Đại học Bắc Kinh năm 2000, Đại học Thanh Hoa năm 2002 và Đại học Hạ Môn năm 2004. Năm 2010, ông nhận bằng tiến sĩ danh dự và trở thành giáo sư khoa vật lý thuộc Đại học Hạ Môn.

Ngoài ra, Sah còn là thành viên Viện Hàn lâm Kỹ thuật Quốc gia Mỹ, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Viện Hàn lâm Khoa học Đài Loan; đồng thời là hội viên IEEE và Hiệp hội Vật lý Mỹ.

Nhà khoa học nổi tiếng này đã nhận được nhiều giải thưởng cho công trình nghiên cứu của mình. Ông công bố khoảng 300 bài báo khoa học, viết nhiều giáo trình về điện tử thể rắn và hướng dẫn hàng chục nghiên cứu sinh, sau tiến sĩ.

Theo SCMP