मूर का नियम मरने वाला कहा जाता है। क्या यह चिप निर्माताओं के लिए अंत है?

मूर का नियम – एक 50 साल से अधिक पुराना सिद्धांत जो दशकों तक सही रहा – का तात्पर्य है कि कंप्यूटिंग शक्ति पर भरोसा करने वाले गैजेट समय के साथ छोटे, तेज और सस्ते हो जाएंगे। इसने आश्चर्यजनक सटीकता के साथ सुझाव दिया कि एकीकृत परिपथों (ICs) पर ट्रांजिस्टर प्रत्येक बीतते वर्ष के साथ और अधिक कुशल होते जाएंगे। अब, कई विशेषज्ञ और चिप निर्माता हैं जिन्होंने सशक्त रूप से कहा है कि मूर का नियम समाप्त हो रहा है। इसका मतलब यह है कि पुराने मॉडलों की तुलना में नई चिप-चालित तकनीक न तो सस्ती है और न ही बेहतर। अगर यह वास्तव में सच है, तो क्या इसका मतलब यह है कि चिप निर्माता जल्द ही नौकरी से बाहर हो सकते हैं? या क्या यहां कार्रवाई करने के लिए कोई गहरी कॉल है? चलो पता करते हैं।

वर्षों से मूर का नियम कितना सही रहा?

पहले चीज़ें पहले, आइए समझें कि मूर का नियम वास्तव में क्या है।

1965 में, इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन ई. मूर ने देखा कि घने आईसी में ट्रांजिस्टर की संख्या हर दो साल में दोगुनी हो जाएगी। मूर ने भविष्यवाणी की थी कि यह प्रवृत्ति कम से कम एक दशक तक, यानी 1975 तक जारी रहेगी। 2022 तक तेजी से आगे बढ़ें, जब पूरे कंप्यूटर हमारे हाथों की हथेली (स्मार्टफोन, टैबलेट) या यहां तक ​​कि हमारे शरीर के अन्य हिस्सों (एआर/ आंखों के लिए वीआर गॉगल्स, मस्तिष्क के लिए न्यूरल लिंक चिप्स, और इसी तरह)। यह देखना आसान है कि क्यों चिप निर्माता मूर के नियम को उत्पाद नवप्रवर्तन के लिए सुनहरा कारक मानते हैं।

अनजान लोगों के लिए, एक ट्रांजिस्टर आधुनिक तकनीक के बुनियादी बिल्डिंग ब्लॉक्स में से एक है। यह एक अर्धचालक है जो आवश्यकतानुसार विद्युत संकेतों और शक्तियों को बदलने या बढ़ाने में मदद करता है। दूसरी ओर, एक आईसी एक चिप है जिस पर लाखों लघु ट्रांजिस्टर, कैपेसिटर, डायोड और प्रतिरोधों का निर्माण किया जाता है। चीजों को बहुत सरलता से रखने के लिए, एक आईसी पर अधिक ट्रांजिस्टर का मतलब है कि चिप आसानी से अधिक कार्य करने में सक्षम है, जिससे समग्र रूप से प्रौद्योगिकी की उन्नति होती है।

जबकि एक संपूर्ण कानून की तुलना में एक अनुभवजन्य उत्पादन मॉडल अधिक था, मूर का कानून आज तक मजबूत बना हुआ है। 1971 में मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFET) स्केलिंग मॉडल में चिप्स को 10 माइक्रोमीटर (माइक्रोमीटर) मॉडल पर निर्मित किया जा रहा था। 1974 में, स्केलिंग घटकर 6 µm और फिर 1977 में 3 µm हो गई।

चिप निर्माता अंततः एनएम (नैनोमीटर) आर्किटेक्चर प्रक्रिया विकसित करेंगे, जिसकी शुरुआत 1987 में 800 एनएम, 1990 में 600 एनएम, और इसी तरह से होगी।

2020 में 5 एनएम प्रक्रिया अस्तित्व में आई। 2022 में, अगले मील के पत्थर के रूप में 3 एनएम का स्वागत किया गया। भविष्य को देखते हुए, 2024 तक 2 एनएम आर्किटेक्चर के एक वास्तविकता बनने की उम्मीद है।

चिप निर्माता आईसी को अधिक सक्षम और निश्चित रूप से बहुत छोटा बनाने के लिए लगातार अधिक से अधिक आरएंडडी रत्न ला रहे हैं। इन्हें संभव बनाने के लिए विभिन्न डिजाइन प्रौद्योगिकी और वास्तुकला को नियोजित किया जा रहा है।

उदाहरण के लिए, सैमसंग अपने 3 एनएम चिप्स को डिजाइन करने के लिए गेट-ऑल-अराउंड फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (GAAFET) तकनीक का उपयोग करता है। यह और भी बेहतर आउटपुट के लिए अपने डिजाइनों में मल्टी-ब्रिज चैनल फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (एमबीसीएफईटी) का उपयोग करने की भी योजना बना रहा है।

दूसरी ओर अग्रणी चिप निर्माता TSMC और Intel, अपने चिप्स को डिजाइन करने के लिए परिष्कृत फिन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (FinFET) तकनीक का उपयोग करते हैं।

और डिजाइन और उत्पादन में इन सभी नवाचारों को मूर के कानून द्वारा ही संभव बनाया गया था, क्योंकि कंपनियों ने अपनी रचनाओं के माध्यम से कानून को जीवित और अच्छी तरह से बनाए रखने का प्रयास किया था।

“मूर का नियम है और हमेशा नवाचार द्वारा संचालित किया गया है,” इंटेल में प्रौद्योगिकी विकास महाप्रबंधक डॉ एन बी केलेहर ने कहा, जो कंपनी की 7 एनएम और 5 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के प्रभारी हैं। “दुनिया के डिजिटलीकरण की दर पिछले दो वर्षों में बढ़ी है, जो इससे शुरू हुई है COVID-19 महामारी, और यह बढ़ा हुआ संक्रमण सेमीकंडक्टर उद्योग और इसके नवाचार द्वारा सक्षम किया गया था, ”केलेहर ने एक ब्लॉग पोस्ट में लिखा है।

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‘मूर का कानून तभी रुकता है जब नवाचार बंद हो जाता है’

यदि हम नवाचार पर केल्हेर की बात पर विचार करते हैं, तो मूर के नियम की मृत्यु को स्वीकार करने का अर्थ केवल “नवाचार” का अंत होगा जैसा कि हम जानते हैं।

“मूर का नियम तभी रुकता है जब नवाचार बंद हो जाता है,” केल्हेर ने कहा। “जब हम सभी विभिन्न प्रक्रियाओं और उन्नत पैकेजिंग नवाचारों पर विचार करते हैं, तो हमारे ग्राहकों द्वारा मांग की गई ताल पर प्रति डिवाइस ट्रांजिस्टर की संख्या को दोगुना करने के लिए कई विकल्प उपलब्ध हैं।”

इंटेल वर्तमान में 2030 तक एक डिवाइस में लगभग 1 ट्रिलियन ट्रांजिस्टर देने पर ध्यान केंद्रित कर रहा है। उस संख्या को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 3 बिलियन ट्रांजिस्टर पहले से ही 2012 में एक चिप में रखे गए थे। इसे ध्यान में रखते हुए, डबल जोड़ने का मूर का नियम हर दो साल में एक चिप पर ट्रांजिस्टर अभी भी एक वास्तविकता है, हालांकि, यह काफी धीमा हो गया है। कई मैक्रोइकोनॉमिक मुद्दे हैं जिन्होंने विकास को प्रभावित किया है, जिनमें से कुछ का उल्लेख करने के लिए COVID- प्रेरित महामारी से लेकर चल रहे रूस-यूक्रेन युद्ध तक शामिल हैं।

हालांकि, आने वाले वर्षों में स्थिर होने वाले तकनीकी नवाचार पर बहुत अधिक भरोसा करते हुए, केल्हेर को नुकसान नहीं हुआ है। “जैसा कि हम उच्च एनए, रिबनएफईटी, पावरविया, फेवरोस ओमनी और डायरेक्ट, और अन्य जैसी नवीन तकनीकों के लिए तत्पर हैं, हम नवाचार का कोई अंत नहीं देखते हैं और इसलिए मूर के कानून का कोई अंत नहीं है,” केल्हेर ने कहा।

हालाँकि, केल्हर का आशावाद सिक्के का सिर्फ एक पहलू प्रतीत होता है।

सस्ते चिप्स ‘अतीत की कहानी’

सितंबर 2022 में डेवलपर्स के लिए कंपनी के GTC AI सम्मेलन में गेमिंग कार्ड की बढ़ती कीमत के बारे में बताते हुए NVIDIA के अध्यक्ष और सीईओ जेन्सेन हुआंग ने कहा, “कंप्यूटिंग एक चिप समस्या नहीं है, यह एक सॉफ्टवेयर और चिप समस्या है।”

“मूर का कानून मर चुका है,” हुआंग ने कहा। “और मूर के कानून के लिए एक ही कीमत पर दो बार प्रदर्शन देने की क्षमता, या एक ही प्रदर्शन पर, आधी लागत, हर साल और डेढ़, खत्म हो गई है। यह पूरी तरह से खत्म हो गया है, और इसलिए यह विचार कि समय के साथ एक चिप की कीमत कम होती जा रही है, दुर्भाग्य से, अतीत की कहानी है।

दूसरी ओर, इंटेल के सीईओ पैट जेलसिंगर आशान्वित बने हुए हैं। “मूर का कानून मरा नहीं है। हम मूर के नियम के प्रबंधक बने रहेंगे,” जेलसिंगर ने सितंबर में 2022 इंटेल इनोवेशन इवेंट में कहा, जब उन्होंने एक नए जीपीयू, आर्क ए770 की घोषणा की, जिसकी कीमत $329 थी। अग्रणी जीपीयू निर्माता एएमडी और एनवीआईडीआईए दोनों प्रदर्शन-श्रेणी के जीपीयू की पेशकश जारी रखते हैं जिनकी कीमत $300 और $400 के बीच है।

2012 में, NVIDIA के GPU प्रसाद, जैसे कि तत्कालीन टॉप-ऑफ़-द-लाइन GTX 650 Ti, की कीमत $200 से कम थी। 2022 में, RTX 2060 की कीमत $400 से ठीक कम है, जो एक दशक के भीतर लगभग 100 प्रतिशत मूल्य प्रशंसा को चिह्नित करता है।

इसलिए, इंटेल प्रमुख के आशावादी दृष्टिकोण के बावजूद, ऐसा प्रतीत होता है कि चिप प्रौद्योगिकी का विकास जारी है, यह ग्राहक हैं जिन्हें अंत में अधिक रुपये देने होंगे।

अभी के लिए, चिप निर्माता सस्ती कीमतों पर तकनीकी नवाचार जारी रखने के लिए सस्ते रास्ते तलाश रहे हैं।

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क्या मेक-इन-इंडिया इसे संभव बना सकता है?

अगर विशेषज्ञों और उद्योग जगत के नेताओं की माने तो घरेलू निर्मित तकनीकी उत्पादों के लिए भारत का जोर वास्तव में लागत कम करने में मदद कर सकता है।

वेदांता के चेयरमैन अनिल अग्रवाल ने पिछले साल सितंबर में कहा था, ‘आज एक लैपटॉप की कीमत एक लाख रुपये है और एक बार ग्लास और सेमीकंडक्टर चिप उपलब्ध होने के बाद इसकी कीमत 40,000 रुपये या उससे कम हो सकती है।’ भारत के अर्धचालक तैयार उत्पादों की कीमतों में भारी कमी ला सकते हैं।

अग्रवाल ने कहा, “ताइवान और कोरिया में वर्तमान में उत्पादित कांच बहुत जल्द भारत में भी निर्मित होगा।”

आईटी मंत्री अश्विनी वैष्णव के अनुसार, भारत में लगभग 24,000 डिज़ाइन इंजीनियर काम कर रहे हैं। जबकि यह एक ठोस, भरोसेमंद कार्यबल है, भारत में अभी भी एंड-टू-एंड मैन्युफैक्चरिंग बेस की कमी है, जो देश को अपनी सेमीकंडक्टर मांगों को पूरा करने के लिए अमेरिका, ताइवान और जापान पर बहुत अधिक निर्भर करता है।

पहली बार, भारत ने दिसंबर 2021 में देश के भीतर सेमीकंडक्टर और डिस्प्ले मैन्युफैक्चरिंग को बढ़ावा देने में मदद करने के लिए 76,000 करोड़ रुपये की प्रोडक्शन-लिंक्ड इंसेंटिव (PLI) योजना को मंजूरी दी।

इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय (MeitY) कथित तौर पर 12,000 करोड़ रुपये तक के संभावित वित्तीय परिव्यय के साथ फोन, पीसी और सर्वर के लिए उच्च अंत घटकों के निर्माण को बढ़ावा देने के लिए एक प्रोत्साहन योजना पर काम कर रहा है।

$3 बिलियन का चिप बनाने का संयंत्र, भारत का अपनी तरह का पहला, कर्नाटक में अंतर्राष्ट्रीय सेमीकंडक्टर कंसोर्टियम ISMC द्वारा विकसित किया जा रहा है। वेदांता और ताइवान की फॉक्सकॉन भी गुजरात में अपना फैब्रिकेशन प्लांट खोलने पर विचार कर रही हैं। सिंगापुर स्थित आईजीएसएस वेंचर्स ने भी तमिलनाडु में 3.2 अरब डॉलर का सेमीकंडक्टर पार्क प्रस्तावित किया है।

आने वाले केंद्रीय बजट के क्षितिज पर आने के साथ, भारत के इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग ने केंद्र को लिखा है, अर्धचालकों और इलेक्ट्रॉनिक घटकों (चश्मा) के लिए विनिर्माण योजना का विस्तार करने के लिए कहा है। उद्योग ने परिव्यय को 3,000 करोड़ रुपये से बढ़ाकर 10,000 करोड़ रुपये करने का भी अनुरोध किया है।

देखना होगा कि केंद्र क्या फैसला लेता है।