पृथ्वीवर असा एकही देश नाही, जो एकट्याने अत्याधुनिक AI चिप तयार करू शकतो.हे खरंच असं आहे?
जगात कुठेही भू-राजकीय म्हणजे Geopolitical संकट निर्माण झालं की तैवानचं नाव का घेतलं जातं?या छोट्याशा बेटाला सेमीकंडक्टर उद्योगाचं हृदय का मानलं जातं? चीनकडे अमाप पैसा आणि प्रचंड उत्पादनक्षमता असूनही तो स्वतःच्या अत्याधुनिक चिप्स का तयार करू शकत नाही? आणि जगाला तैवानवर अवलंबून ठेवण्यासाठी तैवानला नेदरलँड्सचीच गरज का भासते?जर्मनीची नाही, स्वित्झर्लंडची नाही, युरोपमधल्या इतर कुठल्याही देशाची नाही?
तर ही आहे AI च्या व्यवसायाची,चिप्सच्या व्यवसायाची नवी कहाणी.
आणि ही कथा संपेपर्यंत तुम्हाला सेमीकंडक्टर उद्योगाची संपूर्ण रचना समजलेली असेल—प्रत्येक देश, प्रत्येक परस्परावलंबित्व आणि प्रत्येक महत्त्वाचा अडथळा.खरं तर या उद्योगावर नियंत्रण कोणाचं आहे, ते समजून घेण्यासाठी हे जाणून घेणं अत्यावश्यक आहे. कारण या साखळीतील एक जरी महत्त्वाची कडी तुटली, तरी संपूर्ण जगातील इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार कोलमडू शकतो.
चला, सुरुवात करूया.
या संपूर्ण व्यवस्थेच्या आठ अत्यंत महत्त्वाच्या कड्या आहेत आणि प्रत्येक कडी पुढच्या कडीवर अवलंबून आहे.
१) पहिली कडी — EDA म्हणजे Electronic Design Automation Software
सिलिकॉनचा एकही अणू प्रत्यक्ष वापरण्यापूर्वी संपूर्ण चिपची रचना करावी लागते. आणि हे काम पूर्णपणे सॉफ्टवेअरच्या माध्यमातून केलं जातं.अमेरिकेतील दोन कंपन्या—Synopsys आणि Cadence—जागतिक EDA बाजारपेठेतील प्रत्येकी सुमारे ३५ टक्के हिस्सा नियंत्रित करतात.
तिसरी कंपनी Siemens EDA ही अमेरिकेत आधारित असली, तरी तिच्या मालकीची कंपनी जर्मनीची आहे. तिचा बाजारातील हिस्सा सुमारे १५ टक्के आहे.
म्हणजेच जगात तयार होणारी जवळजवळ प्रत्येक चिप—Apple ची A-Series चिप असो, एखादा Custom ASIC असो किंवा Nvidia चा GPU असो—या सॉफ्टवेअरवर डिझाइन केला जातो.
पण जगात हजारो SaaS कंपन्या असताना EDA सॉफ्टवेअरवर नियंत्रण फक्त या तीन कंपन्यांचंच का? कारण EDA हे साधं सॉफ्टवेअर नाही. हे तंत्रज्ञान विकसित होण्यासाठी चाळीस वर्षे लागली आहेत. यातील सर्वात कठीण भाग म्हणजे—अब्जावधी ट्रान्झिस्टर असलेली चिप प्रत्यक्ष तयार करण्यापूर्वीच ती गणिती पद्धतीने योग्य प्रकारे काम करेल, हे सिद्ध करणं.कारण डिझाइनमध्ये एखादी चूक झाली, तर तिची किंमत तब्बल १ कोटी ते ५ कोटी डॉलर इतकी असू शकते.
२) दुसरी कडी — सिलिकॉन
वेफर म्हणजे शुद्ध सिलिकॉनची एक सपाट, गोल चकती. याच्यावर चिपमधील प्रत्येक ट्रान्झिस्टर तयार केला जातो.
अत्याधुनिक चिप्ससाठी वापरला जाणारा ३०० मिलिमीटरचा सिलिकॉन वेफर किमान ९९.९९९९९ टक्के शुद्धतेच्या सिलिकॉनपासून तयार करावा लागतो.
एक गोष्ट लक्षात घ्या— निसर्गात १०० टक्के शुद्धता अस्तित्वातच नाही. म्हणून ही शुद्धता माणूस साध्य करू शकतो त्याच्या जवळपासची कमाल मर्यादा आहे.
या क्रिस्टलच्या रचनेत एखादा दूषित अणू चुकीच्या ठिकाणी गेला, तरी तो दोष वर तयार होणाऱ्या प्रत्येक थरात पसरू शकतो.
इतक्या उच्च शुद्धतेचा सिलिकॉन क्रिस्टल तयार करण्यासाठी तापमान अगदी अचूक असावं लागतं.त्याचप्रमाणे फिरण्याचा वेग, वायूंचं वातावरण—सगळं काही अत्यंत अचूक नियंत्रित करावं लागतं. त्यानंतर या सिलिकॉनचे काप काढून त्यांना पॉलिश केलं जातं.
आणि संपूर्ण पृष्ठभागावरची सपाटतेतील तफावत एक नॅनोमीटरपेक्षाही कमी ठेवावी लागते. कल्पना करा—एका वेफरच्या संपूर्ण पृष्ठभागावरची असमानता एका नॅनोमीटरपेक्षा कमी!आणि हीच गोष्ट या उद्योगातील आणखी एक आश्चर्यकारक वास्तव दाखवते.
जगात मोठ्या प्रमाणावर इतक्या उच्च शुद्धतेचा सिलिकॉन तयार करणाऱ्या कंपन्या मोजक्याच आहेत.
त्यापैकी Shin-Etsu Chemical आणि SUMCO या दोन जपानी कंपन्यांचा जागतिक सिलिकॉन वेफर बाजारातील मिळून सुमारे ७२ टक्के हिस्सा आहे.
दोन्ही कंपन्या जपानच्या. पण त्या जपानच्याच का?कारण अत्यंत अचूक आणि उच्च दर्जाच्या मटेरियल्सच्या उत्पादनाचा जपानचा इतिहास १९७०च्या दशकापासूनचा आहे.
आणि सेमीकंडक्टरच्या जगात हीच जुनी, अत्यंत सूक्ष्म आणि अचूक उत्पादनक्षमता आज जपानला एक अशी ताकद देते, जिच्याशिवाय आधुनिक चिप उद्योग पुढे जाऊ शकत नाही.
(क्रमश:)
