Tin tức

Nhật Bản – nền kinh tế số 4 thế giới (theo IMF) công bố kế hoạch xây dựng nhà máy bán dẫn kim cương đầu tiên trên thế giới.

Theo The Japan Times, khi công tác tháo dỡ nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1, nơi từng xảy ra sự cố tan chảy lõi lò phản ứng – bước vào giai đoạn then chốt để loại bỏ các mảnh vụn hạt nhân bị nóng chảy, công nghệ bán dẫn kim cương được chú ý vì khả năng chịu đựng bức xạ hạt nhân cực mạnh.

Ookuma Diamond Device, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Sapporo, đã chọn công tác tháo dỡ này làm cơ hội để hiện thực hóa ứng dụng thực tiễn đầu tiên trên thế giới của chip kim cương. Công ty dự kiến sẽ đưa chip này vào ứng dụng thực tế trong năm tài khóa 2026, sau khi bắt đầu xây dựng nhà máy sản xuất tại thị trấn Okuma thuộc tỉnh Fukushima – nơi đặt nhà máy của Tập đoàn Điện lực Tokyo (Tepco) trong tháng 3/2025.

Đây là nhà máy sản xuất chất bán dẫn kim cương đầu tiên trên thế giới. Theo đó, công ty này trở thành đơn vị đầu tiên trên thế giới thiết lập quy trình sản xuất khép kín cho chất bán dẫn kim cương, từ thiết kế đế vật liệu đến lắp ráp mạch khuếch đại thành phẩm.

Nhà máy nằm tại Khu công nghiệp Trung tâm Okuma, có cấu trúc thép 2 tầng với diện tích đất khoảng 5.800 m² và diện tích xây dựng 1.100 m². Dự kiến hoàn thành và đi vào hoạt động từ năm 2026, cơ sở sẽ sản xuất hàng chục nghìn thiết bị bán dẫn mỗi năm.

Nhà máy tập trung phát triển bộ khuếch đại bán dẫn kim cương cho Hệ thống Giám sát Gần tới Giới hạn, dùng để đo liều lượng neutron trong lò phản ứng hạt nhân tại Nhà máy Điện hạt nhân Fukushima Daiichi đang được tháo dỡ. Ngoài ra, bán dẫn kim cương còn nhắm đến các ứng dụng trong vũ trụ, truyền thông 6G.

The Government of Japan cho biết, nhờ những tiến bộ trong vật liệu bán dẫn analog, một công ty Nhật Bản đang tiến gần đến việc đưa chất bán dẫn kim cương, được ca ngợi là “chất bán dẫn tối thượng” vào ứng dụng thực tế lần đầu tiên.

Ngoài các chất bán dẫn phổ biến được dùng trong máy tính cá nhân, điện thoại thông minh và các thiết bị xử lý thông tin để tính toán và lưu trữ dữ liệu, còn có một nhóm chất bán dẫn khác được sử dụng để khuếch đại, chuyển đổi và truyền tín hiệu liên quan đến các hiện tượng vật lý như điện, nhiệt, ánh sáng và truyền thông.

Những chất bán dẫn này được gọi là chất bán dẫn analog vì khả năng xử lý các tín hiệu liên tục biến đổi. Vai trò của chúng ngày càng quan trọng, đặc biệt trong các thiết bị như cảm biến, thiết bị truyền thông và ô tô. Nhu cầu phát triển các chất bán dẫn analog hiệu năng cao đang gia tăng mạnh mẽ, thúc đẩy bởi sự bùng nổ dữ liệu từ trí tuệ nhân tạo sinh và xe tự lái, cũng như các ứng dụng trong truyền thông vệ tinh và những môi trường khắc nghiệt.

Đặc biệt triển vọng trong lĩnh vực này là chất bán dẫn kim cương, được sản xuất từ kim cương nhân tạo tổng hợp từ khí methane – một khí nhà kính có tác động lớn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu, chỉ đứng sau carbon dioxide. So với vật liệu truyền thống như silicon hay gallium nitride, chất bán dẫn kim cương sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội: dẫn nhiệt cao, hiệu suất tần số cao tốt hơn, tiết kiệm năng lượng và đặc biệt là khả năng chịu nhiệt độ cao và bức xạ mạnh.

Từ những năm 1980, giới nghiên cứu đã nỗ lực phát triển chất bán dẫn kim cương, nhưng gặp nhiều rào cản kỹ thuật và thiếu thị trường tiêu thụ, khiến việc thương mại hóa chưa khả thi. Tuy nhiên, bước ngoặt đã xảy ra khi Công ty Ookuma Diamond Device — một startup do Đại học Hokkaido và Viện Khoa học & Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia Nhật Bản (AIST) đồng sáng lập — phát triển thành công thiết bị nguyên mẫu đầu tiên.

Từng được ca ngợi là phương thức bảo mật lý tưởng, Touch ID – công nghệ mở khóa bằng dấu vân tay – đang bộc lộ nhiều hạn chế nghiêm trọng về mặt an toàn thông tin.

Tính năng mở khóa điện thoại bằng vân tay (Touch ID) từ lâu đã trở nên phổ biến nhờ sự tiện lợi và tốc độ xử lý nhanh chóng. Nhiều người tin rằng vì dấu vân tay là đặc điểm sinh trắc học độc nhất của mỗi cá nhân, nên đây là “chìa khóa” bảo mật tuyệt đối. Tuy nhiên, các chuyên gia an ninh mạng cảnh báo rằng niềm tin này có thể là sai lầm. Trang AVG đã chỉ ra hai lý do then chốt khiến người dùng nên cân nhắc lại mức độ an toàn của công nghệ nhận diện vân tay khi sử dụng để bảo vệ thiết bị cá nhân.

Dấu vân tay có thể bị hack

Khác với mật khẩu truyền thống vốn chỉ tồn tại trong trí nhớ người dùng, dấu vân tay – một dạng sinh trắc học – lại hiện diện ở khắp nơi trong đời sống hàng ngày: trên tay nắm cửa, ly uống nước, bàn làm việc, và cả trên màn hình điện thoại cảm ứng. Nói cách khác, “mật khẩu” tưởng như bất khả xâm phạm này thực chất có thể bị thu thập một cách dễ dàng từ môi trường xung quanh.

Việc tái tạo dấu vân tay từ những dấu vết để lại không còn là giả thuyết. Trên thực tế, điều này đã được các chuyên gia bảo mật chứng minh từ nhiều năm trước. Năm 2008, Câu lạc bộ Chaos Computer Club từng gây chấn động khi tái tạo thành công dấu vân tay của một người chỉ từ một bức ảnh chụp. Đến năm 2013, họ tiếp tục chế tạo một ngón tay giả bằng cao su để qua mặt cảm biến và mở khóa thiết bị. Gần đây, các thủ thuật tương tự thậm chí có thể thực hiện với những vật liệu đơn giản như bột nặn hoặc keo dán, cho thấy việc tạo bản sao vân tay vật lý đang ngày càng trở nên dễ dàng.

Không dừng lại ở đó, dấu vân tay còn có thể bị đánh cắp trong môi trường số. Tại hội nghị bảo mật Black Hat năm 2015, các chuyên gia an ninh mạng đã trình diễn hàng loạt phương thức tấn công vào hệ thống xác thực vân tay. Họ tạo ra ứng dụng giả mạo màn hình mở khóa để đánh lừa người dùng, đồng thời tự động phê duyệt các giao dịch tài chính. Họ cũng khai thác các tệp dữ liệu lưu trữ vân tay trên thiết bị để tái tạo ảnh vân tay gốc, hoặc tấn công trực tiếp vào cảm biến để trích xuất dữ liệu mỗi lần người dùng thao tác.

Năm 2020, lỗ hổng bảo mật trên Apple Touch ID đã bị khai thác để tấn công tài khoản iCloud của người dùng. Sau sự cố này, Apple đã phải nhanh chóng phát hành bản vá lỗi bảo mật (Ảnh: Shutterstock)

Người dùng không thể thay đổi dấu vân tay khi đã bị lộ

Khác với mật khẩu có thể thay đổi dễ dàng sau khi bị lộ, dấu vân tay là đặc điểm sinh trắc học cố định và không thể thay thế. Một khi bị đánh cắp, dữ liệu này có thể được kẻ xấu sử dụng bất kỳ lúc nào, ở bất kỳ đâu có hệ thống xác thực bằng vân tay. Nguy hiểm hơn, thông tin vân tay có thể bị rao bán hoặc trao đổi trên thị trường chợ đen, khiến người dùng đối mặt với nguy cơ mất an toàn dữ liệu lâu dài và khó kiểm soát. Mối lo này càng trở nên nghiêm trọng trong bối cảnh ngày càng nhiều tổ chức, từ cơ quan chính phủ đến ngân hàng và ứng dụng thanh toán, sử dụng vân tay làm công cụ xác thực danh tính.

Mặc dù nhiều người coi việc mở khóa điện thoại bằng vân tay là một giải pháp bảo mật tiện lợi và tin rằng tính độc nhất của dấu vân tay sẽ mang lại sự an toàn tuyệt đối, nhưng các chuyên gia an ninh thông tin lại không đồng tình với quan điểm này. Họ cảnh báo rằng, phương thức mở khóa bằng vân tay không phải là bảo mật toàn diện và vẫn tồn tại những lỗ hổng cố hữu.

Dù thông tin vân tay thường được lưu trữ trong một mô-đun bảo mật chuyên biệt trên điện thoại, thiết kế để chỉ chủ sở hữu mới có thể truy cập, nhưng mô-đun này vẫn có thể trở thành mục tiêu của những kẻ tấn công. Trong một tình huống đơn giản hơn, nếu điện thoại của bạn để trên bàn khi bạn đang ngủ hoặc không để ý, kẻ gian vẫn có thể dễ dàng sử dụng ngón tay của bạn (nếu cảm biến vẫn hoạt động) để mở khóa thiết bị mà không cần mật khẩu. Rõ ràng, trong những trường hợp như vậy, việc yêu cầu nhập mật khẩu số hoặc ký tự vẫn an toàn hơn nhiều so với phương pháp bảo mật bằng vân tay.