ఈ చిప్‌ గురించి చెప్పాలంటే చిదంబర రహస్యమే!

చూడడానికి చాలా చిన్నగా ఉంటుంది. కానీ.. అందులో కోట్ల ట్రాన్సిస్టర్లను దాచుకుంటుంది. ఒక్క మాటలో ఈ చిప్‌ గురించి చెప్పాలంటే చిదంబర రహస్యమే! నిజానికి మనలో చాలామందికి చిప్‌ ఏం చేస్తుందో తెలియదు. మనకు తెలియకుండానే ప్రతిఒక్కరం దానిపైనే ఆధారపడుతున్నాం. దాదాపు మనం వాడే ప్రతి గాడ్జెట్‌లో చిప్‌ ఉంటుంది. అది మనకు తెలియకుండానే ఎన్నో పనుల్ని గప్‌చుప్‌గా చేసేస్తుంటుంది. ఎన్నో కష్టమైన పనుల్ని ఎంతో ఈజీగా చేసే ఆ చిప్‌ కహానీ ఇది. ఇంట్లో వాడే చిన్న చిన్న హోమ్‌‌ అప్లయెన్సెస్‌‌ నుంచి అంతరిక్షంలో వాడే పెద్ద పెద్ద డివైజ్‌‌ల వరకు.. ప్రతిదాంట్లో ఎలక్ట్రానిక్‌‌ చిప్స్ అవసరం. అంతెందుకు వంద రూపాయలు పెట్టి కొన్న డిజిటల్ వాచీ నుంచి... లక్షకు పైగా పోసి కొన్న ఫోన్​ పనిచేయాలన్నా చిప్స్‌‌ కావాల్సిందే. అంతెందుకు లక్షల నుంచి కోట్ల రూపాయలు ఖర్చు చేసి కొన్న కార్లలో ఫీచర్స్‌ పనిచేయాలన్నా చిప్స్‌ ఉండాల్సిందే. మనిషికి మెదడు ఎంత అవసరమో.. ఎలక్ట్రానిక్‌‌ వస్తువులకు చిప్స్ అంత అవసరం. అందుకే వీటికి అంత డిమాండ్. కానీ.. డిమాండ్‌‌కు తగ్గ సప్లై కావడం లేదు. దానిదేముంది సప్లై పెంచొచ్చు కదా?అనొచ్చు. కానీ.. చిప్స్‌‌ సప్లై పెంచడం అంత ఈజీ కాదు. కరోనా ప్యాండెమిక్ కొన్ని కోట్ల మంది జీవితాలను తారుమారు చేసింది. అనేక రంగాలపై ఎఫెక్ట్‌‌ చూపించింది. వాటిలో ఈ ఎలక్ట్రానిక్‌‌ చిప్స్ రంగం కూడా ఒకటి. కరోనాకు ముందు నుంచే చిప్స్‌‌ కొరత ఉన్నప్పటికీ అది కరోనా టైం నుంచి మరింత పెరిగింది. 2021లో ఆ కొరత అనేక రంగాలపై ఎఫెక్ట్‌‌ చూపించింది. సెమీకండక్టర్‌‌‌‌ చిప్స్‌‌ సప్లై తగ్గడంతో కొన్ని కార్ల కంపెనీలు ప్రొడక్షన్‌‌ని తగ్గించాల్సిన పరిస్థితి ఏర్పడింది. దీంతో పాటు సెమీకండక్టర్లపై ఆధారపడే ల్యాప్‌‌టాప్‌‌లు, ట్యాబ్‌‌లు, స్మార్ట్‌‌ఫోన్ల ప్రొడక్టివిటీ, ధరలపై కూడా చాలా ఎఫెక్ట్ పడింది. మరి చిప్స్‌‌ అవసరం అంతగా ఉంటే.. వాటిని తయారు చేసే కంపెనీలు పెట్టేందుకు ఎవరూ ఎందుకు ముందుకు రావడం లేదు?ఎందుకంటే.. అది అంత సులభం కాదు. చిప్‌‌.. చూడడానికి చిన్నగానే ఉన్నా దాన్ని తయారు చేయడం చాలా కష్టంతో కూడుకున్న పని. చిప్‌‌ కంపెనీలు పెట్టాలంటే చాలా డబ్బు కావాలి. 24 గంటలు కరెంట్‌‌ సప్లై ఉండాలి. అంతేకాకుండా అందుకు చాలా టెక్నాలజీ అవసరం ఉంటుంది. ప్రస్తుతం తైవాన్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫాక్చరింగ్ కంపెనీ (టీఎస్‌‌ఎంసీ), దక్షిణ కొరియాకు చెందిన శామ్‌‌సంగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌తోపాటు  మరికొన్ని కంపెనీలు మాత్రమే చిప్స్‌‌ తయారుచేస్తున్నాయి. వీటిపైనే ప్రపంచ దేశాలన్నీ ఆధారపడ్డాయి. అయితే.. ఇప్పుడు ఈ కొరత వల్ల ముఖ్యంగా కంప్యూటర్లు, మొబైల్స్‌‌, గేమింగ్ కన్సోల్స్‌‌, వెహికల్స్‌‌, నెట్‌‌వర్కింగ్ డివైజ్‌‌లు, ఇండస్ట్రియల్ మెషిన్లను ప్రొడ్యూస్‌‌ చేసే కంపెనీలపై బాగా ఎఫెక్ట్ పడింది. చిప్‌‌ల కొరత మరో రెండేళ్ల వరకు ఉండొచ్చు. వాస్తవానికి ఈ చిప్స్‌‌కు ఇంతలా డిమాండ్ పెరగడానికి కరోనాతోపాటు మరికొన్ని కారణాలు కూడా ఉన్నాయి. అవేంటంటే.. 
 

కరోనా ఎఫెక్ట్‌‌
కరోనా టైంలో ప్రపంచం అంతా ఉక్కిరిబిక్కిరైంది. అనేక దేశాల్లో కంపెనీలు వర్క్ ఫ్రం హోం పద్ధతిలో పని చేయించుకున్నాయి. దాంతో చాలామందికి కొత్త గాడ్జెట్స్‌‌ అవసరమయ్యాయి. అందులోనూ పీసీలు, ల్యాప్‌‌టాప్‌‌లకు డిమాండ్ బాగా పెరిగింది. రిమోట్ వర్క్, ఆన్‌‌లైన్ లెర్నింగ్ కూడా ఇందుకు ఒక కారణమే. స్కూల్‌‌ పిల్లల నుంచి యూనివర్సిటీ స్టూడెంట్స్‌‌ వరకు అందరికీ ఆన్‌‌లైన్‌‌లోనే క్లాసులు జరగడంతో అందరూ ఎలక్ట్రానిక్‌‌ గాడ్జెట్స్‌‌ కొనాల్సిన పరిస్థితి ఏర్పడింది.  అంటే.. కరోనా ఆంక్షల వల్ల వాటి ప్రొడక్షన్‌‌ ఆగిపోయినా.. కొనుగోళ్లు మాత్రం ఆగలేదు. పైగా గతంలో కంటే పెరిగాయి. దాంతో స్టోర్లలో స్టాక్‌‌ లేక చాలా డిమాండ్ ఏర్పడింది. పరిస్థితులు కాస్త చక్కబడిన తర్వాత కంపెనీలు తెరిచేలోపు ఆ డిమాండ్ మరింత పెరిగింది. చిప్‌‌ మేకర్లు ఆ డిమాండ్‌‌కు సరిపడా సప్లైని పెంచాలని ప్రయత్నించినా మార్కెట్‌‌ ఆకలిని తీర్చలేకపోయాయి.
 

పెరిగిన టెక్నాలజీ 
కొన్నేండ్ల నుంచి టెక్నాలజీ బాగా పెరుగుతోంది. కరోనా టైంలో కూడా కొత్త ఇన్నొవేషన్స్‌‌ వచ్చాయి. అయితే.. ఇప్పుడు వస్తున్న ఏ గాడ్జెట్‌‌ అయినా చిప్స్‌‌ ఉంటేనే పనిచేస్తుంది. అందువల్ల చాలా కంపెనీలు గతంలో కంటే ఎక్కువ చిప్స్‌‌ కావాలని కంపెనీలకు ముందస్తు ఆర్డర్లు ఇచ్చాయి. దాంతో చిప్స్‌‌కు గ్లోబల్‌‌ మార్కెట్‌‌లో డిమాండ్ విపరీతంగా పెరిగింది. దాంతో పాటు చాలా దేశాల్లో 5జీ నెట్‌‌వర్క్‌‌ డెవలప్‌‌ చేస్తున్నారు. ఇండియాలో కూడా వచ్చే ఏడాదిలో 5జీ అందుబాటులోకి వచ్చే ఛాన్స్ ఉంది. అందువల్ల కొన్నేండ్ల నుంచి 5జీ నెట్‌‌వర్క్‌‌కి సపోర్ట్ చేసే గాడ్జెట్లు, స్మార్ట్‌‌ ఫోన్లకు డిమాండ్ పెరుగుతూ వస్తోంది. దాంతో 5జీ నెట్‌‌వర్క్ సపోర్ట్‌‌ చేసే చిప్‌‌ల తయారీ బాగా పెరిగింది. 4జీ, 3జీ నెట్‌‌వర్క్‌‌లు సపోర్ట్‌‌ చేసే చిప్స్‌‌తో పోలిస్తే ఈ చిప్స్‌‌ తయారీకి ఎక్కువ టైం పడుతుంది. ఖర్చు కూడా ఎక్కువ అవుతుంది. ఏఐ టెక్నాలజీ కూడా బాగా పెరిగింది. అయితే... ఏఐతో పనిచేసే గాడ్జెట్లకు ముఖ్యంగా కావాల్సినవి చిప్స్‌‌. వాటికోసం అదనంగా చిప్స్ తయారు చేయాల్సి వస్తోంది. ఈ కారణాల వల్ల సప్లై, డిమాండ్‌‌కు మధ్య తేడా చాలా స్పీడ్‌‌గా పెరిగింది. అందువల్ల డిమాండ్‌‌ను అందుకోవడం సాధ్యం కావడం లేదు. 
 

ఇంటెల్‌‌ చేసిన తప్పు 
ప్రపంచంలో ఇంటెల్‌‌ కంపెనీ గురించి తెలియని వాళ్లు ఉండరు. ఎందుకంటే ప్రపంచంలోని సగం కంటే ఎక్కువ కంప్యూటర్లలో ఇంటెల్‌‌ ప్రాసెసర్లే వాడుతున్నారు. అయితే.. ఇంటెల్‌‌ కొన్నేళ్ల క్రితం పవర్‌‌‌‌ఫుల్‌‌ ప్రాసెసర్లను తయారు చేయాలనే ఉద్దేశంతో కొత్త రకం 10ఎన్‌‌ఎం(నానోమీటర్‌‌‌‌) చిప్‌‌లను తయారు చేయాలని నిర్ణయం తీసుకుంది. అందువల్ల అప్పటివరకు ప్రొడ్యూస్ చేస్తున్న 14 ఎన్‌‌ఎం చిప్‌‌ల ప్రొడక్షన్‌‌ తగ్గింది. ఆ తర్వాత 7ఎన్‌‌ఎం చిప్‌‌లు లాంచ్‌‌ చేయాలని ప్లాన్ చేసింది. ఆ పనిలో పడి అప్పుడు మార్కెట్‌‌లో ఉన్న డిమాండ్‌‌కు తగ్గ సప్లై చేయలేకపోయింది. దాంతో కంప్యూటర్‌‌‌‌, ల్యాప్‌‌టాప్‌‌లు తయారు చేసే కంపెనీలు ఇంటెల్‌‌కు ఆల్టర్నేట్‌‌ కంపెనీ అయిన ఏఎండీ(అడ్వాన్స్‌‌డ్‌‌ మైక్రో డివైజెస్‌‌) ప్రాసెసర్లను కొనడం మొదలుపెట్టాయి. దాంతో ఏఎండీకి డిమాండ్‌‌ పెరిగింది. ఇంటెల్‌‌ సొంతంగా చిప్స్‌‌ తయారు చేసుకుంటుంది. కానీ. ఏఎండీ మాత్రం తైవాన్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫాక్చరింగ్ కంపెనీలో చిప్‌‌లను తయారు చేయిస్తుంటుంది. దాంతో ఏఎండీ పెద్ద మొత్తంలో టీఎస్‌‌ఎంకు  ఆర్డర్లు ఇచ్చింది. దాంతో కంపెనీ మీద ఒత్తిడి పెరిగింది. ఇది కూడా మార్కెట్‌‌లో చిప్స్ కొరత ఏర్పడడానికి కారణమైంది. 
 

ఎన్ని రోజులు? 
ఇతర కంపెనీల్లా చిప్‌‌ తయారీ కంపెనీలను కొన్ని నెలల్లో ఏర్పాటు చేయడం సాధ్యం కాదు. దానికి చాలా టైం పడుతుంది. డిమాండ్‌‌  పెరిగిన వెంటనే సప్లై పెంచడం కుదరదు. ఇప్పటికే పెద్ద చిప్‌‌ కంపెనీలైన ఇంటెల్, శాంసంగ్, టీఎస్‌‌ఎంసీలు కొన్ని నెలలుగా కొత్త చిప్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్లాంట్లను ఏర్పాటు చేసేందుకు ప్రయత్నాలు చేస్తున్నాయి. కానీ.. ఆ ఫ్యాబ్‌‌లు పూర్తయ్యేందుకు కొన్నేండ్లు పడుతుంది. కొత్త కంపెనీలు ఏర్పాటు చేయడమూ కష్టమే. ఇండియాలో గతంలో కొత్త చిప్ తయారీ యూనిట్లను ఏర్పాటు చేయడానికి చాలా ప్రయత్నాలు జరిగాయి. కానీ.. సాధ్యం కాలేదు. కాబట్టి కొరత తగ్గాలంటే డిమాండ్‌‌ అయినా తగ్గాలి.. లేదా సప్లై పెరిగే వరకు ఎదురు చూడాలి. ఈ రెండూ కష్టమే. కాబట్టి మరో రెండేండ్లు ఈ తిప్పలు తప్పవు. 
డిమాండ్.. నిల్‌‌ టూ ఫుల్‌‌
సెమీ కండక్టర్ చిప్‌‌లకు ఒకప్పుడు పెద్దగా డిమాండ్ ఉండేది కాదు. దాంతో కంపెనీలకు కూడా చాలా తక్కువ లాభాలు వచ్చేవి. కొత్త పెట్టుబడి తక్కువ లాభాలు వస్తుండడం కూడా ఎక్కువ కంపెనీలు పెట్టకపోవడానికి ఒక కారణం. 2000 సంవత్సరం ప్రాంతంలో అయితే.. ఈ కంపెనీల్లో లాభాల మార్జిన్లు మరీ తక్కువగా ఉన్నాయి. కొన్ని సార్లు పెట్టిన ఖర్చు కంటే తక్కువ రాబడి వచ్చేది. గత దశాబ్దంలో మాత్రం పరిస్థితి పూర్తిగా మారిపోయింది. చాలా తక్కువ టైంలోనే ఊహించని లాభాలు వచ్చాయి. ముఖ్యంగా మైక్రోచిప్‌‌లకు డిమాండ్‌‌ పెరగడమే ఈ లాభాలకు కారణమంటున్నారు ఎక్స్‌‌పర్ట్స్‌‌. అంతేకాకుండా పోయిన దశకంలో టెక్నాలజీ రంగం వేగంగా డెవలప్‌‌ అయింది. అందువల్ల ఇతర పరిశ్రమలతో పోలిస్తే సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ ఊహించని స్థాయిలో పుంజుకుంది. ఇది మరి కొన్నేండ్ల వరకు ఇలాగే ఉంటుందని ఎక్స్‌‌పర్ట్స్ అంటున్నారు. అందుకే సెమీకండక్టర్ చిప్‌‌లు అవసరమయ్యే అనేక కంపెనీలు... భవిష్యత్తు అవసరాల కోసం కూడా ఇప్పుడే ఆర్డర్లు ఇస్తున్నాయి. 
 

కంపెనీల డెవలప్‌‌మెంట్‌‌ 
చిప్‌‌లు తయారు చేసే అన్ని పెద్ద కంపెనీలు 2015 -25శాతం యాన్యువల్ రిటర్న్స్‌‌ ఇచ్చాయి. ఆ తర్వాత పోయిన ఏడాది దాదాపు 50 శాతం కంటే ఎక్కువ రిటర్న్స్‌‌ ఇచ్చాయి. ఇకముందు కూడా ఇదేవిధంగా లాభాలు ఉంటాయనేది ఎక్స్‌‌పర్ట్స్ చెప్తున్నమాట. అందుకే కంపెనీలు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచడంతోపాటు, డిమాండ్‌‌ను తీర్చడానికి అనేక రకాల చర్యలు తీసుకుంటున్నాయి. ముఖ్యంగా కార్లు, ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్, ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్.. లాంటి టెక్నాలజీలపై ఈ కంపెనీల భవిష్యత్తు ఆధారపడి ఉంది. 
*   *   *
చిప్ కథేంటి?
ప్రస్తుతం చిప్‌‌ల కొరత ఉందనేది చాలామందికి తెలుసు. కానీ.. అవి ఏం పని చేస్తాయి? అసలు కార్లు, డివైజ్‌‌ల్లో వీటిని ఎందుకు వాడతారు? అనేది చాలామందికి తెలియదు. ఒక ఎలక్ట్రానిక్ వస్తువును స్మార్ట్‌‌ డివైజ్‌‌గా మార్చేదే చిప్. ఎవరైనా చెప్పిన పని సరిగా చేయకపోతే.. మతి పోయినట్టు చెప్పింది చెప్తుంటే.. ‘‘నీకేమైనా చిప్పు పోయిందా”అంటుంటారు. ఎందుకంటే.. చిప్‌‌ కూడా మెదడు లాంటిదే. పనిలో కాదు.. నిర్మాణంలో కూడా ఇది బ్రెయిన్‌‌లాగే ఉంటుంది. మన బ్రెయిన్‌‌లో కోట్ల న్యూరాన్లు ఉన్నట్టు.. చిప్‌‌లో కొన్ని కోట్ల ట్రాన్సిస్టర్లు ఉంటాయి. అవి డేటా స్టోరేజీ, ప్రాసెసింగ్‌‌ లాంటి చాలా పనులు చేస్తుంటాయి. దీన్ని ఒక సిలికాన్ మెటీరియల్‌‌తో తయారు చేస్తారు. చిప్‌‌ టైపుని బట్టి అందులో ఉండే ట్రాన్సిస్టర్ల సంఖ్య మారుతుంటుంది. వీటివల్లే ఒక ఎలక్ట్రానిక్‌‌ గాడ్జెట్‌‌ తన విధులను పూర్తి చేయగలుగుతుంది. అంతేకాదు.. కంట్రోలింగ్‌‌, డేటా స్టోరేజీ లాంటి బాధ్యతలు కూడా ఈ చిప్‌‌లే చూసుకుంటాయి. అందుకే దాదాపు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్‌‌ గాడ్జెట్‌‌లో దీన్ని వాడుతున్నారు. దీన్ని ఐసీ(ఇంటిగ్రేటెడ్‌‌ సర్క్యూట్‌‌) అని కూడా పిలుస్తుంటారు. 

మొట్టమొదటి సెమీకండక్టర్‌‌‌‌

‘‘సెమీకండక్టింగ్” అనే పదాన్ని మొదటిసారిగా 1782లో అలెశాండ్రో వోల్టా అనే సైంటిస్ట్ వాడారు.  1833లో సెమీకండక్టర్ ఎఫెక్ట్‌‌ని మొదటిసారిగా మైఖేల్ ఫెరడే గుర్తించారు. సిల్వర్‌‌‌‌ సల్ఫైడ్‌‌తో ఎలక్ట్రికల్‌‌ రెసిస్టెన్స్‌‌ తగ్గుతుందని ముందుగా ఆయనే గుర్తించారు. 1874లో కార్ల్ బ్రాన్ మొదటి సెమీకండక్టర్ డయోడ్ ఎఫెక్ట్‌‌ను కనుగొన్నాడు. ఇలా.. ఒక్కో దశలో ఒక్కో మార్పు చెందుతూ పూర్తిస్థాయి సెమీకండక్టర్ తయారైంది. 1901లో ‘‘క్యాట్ విస్కర్స్” అనే సెమీకండక్టర్ వాడిన ఒక డివైజ్‌‌కు పేటెంట్ దక్కింది. దీన్ని జగదీశ్‌‌ చంద్రబోస్ కనుగొన్నారు. ఇది రేడియో తరంగాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగించే రెక్టిఫైయర్. ఆ తర్వాత 1947లో బెల్ ల్యాబ్స్‌‌లో జాన్ బార్డీన్, వాల్టర్ బ్రాటెన్, విలియం షాక్లీ కలిసి సెమీకండక్టర్లతో ట్రాన్సిస్టర్‌‌ను కనుగొన్నారు.
 

అంత కష్టమా?
1946లో మొదటి జనరల్‌‌ పర్పస్‌‌ కంప్యూటర్‌‌‌‌ని కనిపెట్టారు. దాని పేరు ఎనియక్‌‌. దీని బరువు దాదాపు 30 టన్నులు ఉండేది. 1800 చదరపు అడుగుల విస్తీర్ణంలో ఉండేది. ఇది పనిచేయడానికి 17,468 వ్యాక్యూమ్ ట్యూబ్స్‌‌ని, 1,500 లేయర్లలో 70వేల రెసిస్టర్స్‌‌ని, 10 వేల కెపాసిటర్లను వాడారు. దాదాపు ఐదు మిలియన్ల వైర్‌‌‌‌ కనెక్షన్లు ఉండేవి. కానీ.. ఇప్పుడు అంతకంటే కొన్ని వేల రెట్లు వేగంగా పనిచేసే కంప్యూటర్‌‌‌‌ కూడా అరచేతిలో పట్టేంత సైజులో ఉంటుంది. దీనికి కారణం.. ట్రాన్సిస్టర్‌‌‌‌. ఇది ఒక స్విచ్‌‌లా పనిచేస్తుంది. ట్రాన్సిస్టర్లు ఎలక్ట్రిసిటీని తనగుండా పంపించగలవు, అడ్డుకోగలవు. అందుకే వీటిని సెమీ-కండక్టర్లు అంటారు. అయితే.. ఇప్పుడున్న ట్రాన్సిస్టర్లు ఒక సెకనుకు దాదాపు పది వేల కోట్ల సార్లు ఆన్‌‌, ఆఫ్‌‌​ అవ్వగలవు. ఇలాంటి కొన్ని ట్రాన్సిస్టర్లను కలిపి తయారు చేసేదే చిప్‌‌. దీని వల్ల దాదాపు ఒక పెద్ద గది పరిమాణంలో ఉండే ఒక ఎక్విప్‌‌మెంట్‌‌ పరిమాణం.. అరచేతిలో పట్టేంత చిన్నదైంది. కొన్ని కోట్ల ట్రాన్సిస్టర్లను ఒక సెంటిమీటర్‌‌‌‌ కంటే తక్కువ ప్లేస్‌‌లో అమర్చగలిగేదే చిప్‌‌. ఈ చిప్ తయారీ ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌లో ఒక విప్లవం లాంటిది. దీన్ని కనిపెట్టకపోయి ఉంటే.. కంప్యూటర్‌‌ వాడేవాళ్లు ఇప్పడు కూడా.. దాని కోసం ప్రత్యేకంగా ఒక ఇంటినే కట్టాల్సి వచ్చేది. 
 

బోలెడు రకాలు
చిప్‌‌ల్లో కూడా చాలా రకాలు ఉన్నాయి. డేటాను స్టోర్ చేసే మెమరీ చిప్‌‌లను ఈజీగానే తయారు చేయొచ్చు. ప్రోగ్రామ్‌‌లను రన్ చేస్తూ డివైజ్‌‌కు మెదడుగా పనిచేసే లాజిక్ చిప్‌‌లను తయారు చేయడమే చాలా కష్టం. అంతేకాదు వీటిని తయారు చేయడం ఖర్చుతో కూడుకున్న పని. ఈ లాజిక్‌‌ చిప్‌‌లు తయారుచేసేటప్పుడు చాలా జాగ్రత్తలు తీసుకోవాలి. చిప్‌‌లోని సర్క్యూట్లపై చిన్న దుమ్ము రేణువులు పడినా అది పనికిరాకుండా పోతుంది. చిప్‌‌లోని ట్రాన్సిస్టర్లు, వైరింగ్‌‌ ఎంత చిన్న సైజులో ఉంటాయంటే వాటిని మైక్రోస్కోప్‌‌తో మాత్రమే చూడగలం. అయితే.. ఒకప్పుడు ఇవి పెద్దగానే ఉండేవి. కానీ.. రోజురోజుకీ వాటి సైజు తగ్గుతూ వస్తోంది. అంతేకాకుండా వాటి సామర్థ్యంలో కూడా తేడాలు వస్తున్నాయి. 1971లో ఇంటెల్‌‌ తీసుకొచ్చిన 4004  మైక్రోచిప్‌‌ సైజు చాలా పెద్దగా ఉండేది. అప్పట్లో అందులో కేవలం 2,250 ట్రాన్సిస్టర్లు మాత్రమే ఉండేవి. 1990లో ఐబీఎమ్‌‌ కంపెనీ తీసుకొచ్చిన పవర్‌‌‌‌1 చిప్‌‌ సైజు 1,000 ఎన్‌‌ఎం(నానో మీటర్‌‌‌‌)గా ఉండేది. అందులో 6.9 మిలియన్ల ట్రాన్సిస్టర్స్‌‌ ఉండేవి. కానీ.. ఇప్పుడు టెక్నాలజీ బాగా డెవలప్‌‌ అయింది. 2021లో యాపిల్‌‌ తీసుకొచ్చిన ఎం1మ్యాక్స్‌‌ ప్రాసెసర్‌‌‌‌ చిప్‌‌ సైజు 5ఎన్‌‌ఎం. ఇందులో 57,000 మిలియన్ల ట్రాన్సిస్టర్లు ఉన్నాయి. ఇలాంటి వేగంగా పనిచేసే చిన్న చిప్‌‌లను తయారు చేయడం చాలా శ్రమతో కూడుకున్న పని.
 

టాప్ కంపెనీలు 
అత్యాధునికమైన చిప్‌‌లు తయారు చేసే కంపెనీలు ఎన్ని ఉన్నా.. వాటిలో ఎక్కువ చిప్‌‌లు తయారు చేస్తున్న కంపెనీ మాత్రం ‘‘తైవాన్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ కంపెనీ” 1980లలో ప్రభుత్వ సహకారంతో ఈ చిప్‌‌ల తయారీ కంపెనీ మొదలైంది. ఆర్డర్లపై చిప్‌‌లను తయారు చేస్తోంది ఈ కంపెనీ. గ్లోబల్ మార్కెట్‌‌లో దీని వాటా 2021 నాటికి దాదాపు 54 శాతం ఉంది. ఆ తర్వాత స్థానంలో శామ్‌‌సంగ్‌‌ కంపెనీ నిలిచింది. ఇది మెమొరీ చిప్‌‌ల తయారీలో టాప్‌‌లో ఉంది. ఇంటెల్‌‌ లాంటి అత్యాధునిక చిప్‌‌లను తయారు చేసే కంపెనీలు మార్కెట్‌‌లో ఉన్నా ఎక్కువ ప్రొడక్షన్‌‌ చేసేవి ఈ కంపెనీలే. ఎందుకంటే ఇంటెల్‌‌ లాంటి కొన్ని కంపెనీలు ల్యాప్‌‌టాప్‌‌లు, డెస్క్‌‌టాప్ కంప్యూటర్ల కోసం మాత్రమే చిప్‌‌లను తయారు చేస్తున్నాయి. ఇక చిన్న చిప్‌‌లను తయారుచేయడంలో యూఎస్ గ్లోబల్‌‌ ఫౌండ్రీస్ ఇంక్, చైనాస్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫాక్చరింగ్ ఇంటర్నేషనల్ కార్పో, యునైటెడ్ మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ కార్పొరేషన్ ముందున్నాయి. 
 

పోటీ పెరిగింది..
ప్రపంచ చిప్‌‌ మార్కెట్‌‌లో దాదాపు 70 శాతం కంటే ఎక్కువ షేర్ ఉన్న టీఎస్‌‌ఎంసీ, శామ్‌‌సంగ్‌‌లు పోటీపడి చిప్స్‌‌ను ప్రొడ్యూస్‌‌ చేస్తున్నాయి. అంతేకాదు రెండు కంపెనీలు రాబోయే రోజుల్లో కొన్ని బిలియన్ల డాలర్ల పెట్టుబడి పెట్టేందుకు రెడీ అవుతున్నాయి. ప్రొడక్షన్‌‌ కెపాసిటీ, కొత్త రకం చిప్‌‌లను తయారు చేసేందుకు ఎక్కువ మొత్తాన్ని ఖర్చు చేస్తున్నాయి. శామ్‌‌సంగ్‌‌ వచ్చే పదేండ్లలో ఏకంగా వంద బిలియన్‌‌ డాలర్లకు పైగా పెట్టుబడులు పెట్టేందుకు ప్లాన్ చేస్తోంది. అమెరికా కూడా చిప్‌‌ మార్కెట్‌‌ను పెంచుకునేందుకు కంపెనీలకు వెల్‌‌కమ్‌‌ చెప్తోంది. 
ఇండియాలో..
మన దేశంలో కూడా సెమీకండక్టర్‌‌‌‌ ప్లాంట్లు పెట్టాలని ఇప్పటికే చాలా కంపెనీలు ప్రయత్నిస్తున్నాయి. అంతేకాకుండా సెంట్రల్‌‌ గవర్నమెంట్‌‌ కూడా 76 వేల కోట్ల రూపాయలతో ఒక ప్యాకేజీని తీసుకొచ్చింది. ఈ పథకం ద్వారా సెమీకండక్టర్‌‌‌‌, డిస్‌‌ప్లే తయారీ కంపెనీలు పెట్టేవాళ్లకు ప్రోత్సాహకాలు ఇస్తారు. పైగా మన దేశంలో సెమీకండక్టర్ల కంపెనీలు పెట్టేందుకు ఇప్పటికే చాలా కంపెనీలు రెడీగా ఉన్నాయి. వాటిలో కొన్ని విదేశీ కంపెనీలు కూడా ఉన్నాయి. అందువల్ల మరో మూడేళ్లలో ఇండియాలో దాదాపు పది కంపెనీలు ఏర్పాటయ్యే ఛాన్స్‌‌ ఉందని ఎక్స్‌‌పర్ట్స్‌‌ చెప్తున్నారు. ఇండియాలో చిప్‌‌ తయారీ ఫ్యాబ్‌‌లు పెద్దగా లేకపోయినా.. చిప్‌‌లు డిజైనింగ్‌‌ చేసే కంపెనీలు మాత్రం బాగానే ఉన్నాయి. ప్రపంచంలోని పెద్ద పెద్ద కంపెనీలు కూడా ఇండియాలో రీసెర్చ్‌‌ అండ్‌‌ డెవలప్‌‌మెంట్‌‌ సెంటర్స్‌‌ని నడుపుతున్నాయి. 
 

కార్ల డెలివరీ అందుకే ఆలస్యం 
2021లో చిప్‌‌ల కొరత పెరగడంతో ముఖ్యంగా ఆటో రంగంపై పెద్ద దెబ్బ పడింది. ఎందుకంటే.. ఇప్పుడు కార్లు, ఎలక్ట్రిక్‌‌ బైక్‌‌ల్లో చిప్‌‌ల వాడకం బాగా పెరిగింది. కార్లలో ఇంటీరియర్ లైటింగ్ నుండి సీట్ కంట్రోల్ వరకు అన్ని ఫంక్షన్లను చిప్‌‌ల సాయంతో ఎనేబుల్, డిసేబుల్‌‌ చేసే విధంగా డిజైన్‌‌ చేస్తున్నారు. కార్లకు అవసరమైన చిప్‌‌ల కొరత ఎక్కువగా ఉండడంతో కొన్ని పెద్ద పెద్ద కంపెనీలు కూడా కార్ల ప్రొడక్షన్‌‌ని తగ్గించాయి. దాని వల్ల బుక్‌‌ చేసుకున్న తర్వాత వారం.. పది రోజుల్లో కారు డెలివరీ చేసే కంపెనీలు కూడా ఇప్పుడు మూడు.. నాలుగు నెలలకు డెలివరీ ఇస్తున్నాయి. దీనికి కారణం.. చిప్స్‌‌ షార్టేజీ. ఈ మధ్య కాలంలో ఆటోమొబైల్ పరిశ్రమలో చిప్స్‌‌ ఇంపార్టెన్స్ పెరిగింది. హైఎండ్‌‌ కార్లలో అయితే.. చిప్‌‌ల వాడకం మరీ ఎక్కువైంది. కార్లలోని ఎయిర్‌‌బ్యాగ్‌‌లు, ఇంజిన్‌‌ కంట్రోల్‌‌ యూనిట్‌‌, ట్రాన్స్‌‌మిషన్‌‌ కంట్రోల్‌‌ యూనిట్‌‌, డిస్‌‌ప్లే, ఓడోమీటర్‌‌, మ్యూజిక్ సిస్టం, ఎయిర్ బ్యాగ్స్, జీపీఎస్ సిస్టమ్, బ్లూటూత్ కనెక్టివిటీ, డ్రైవర్-అసిస్టెన్స్ ఫీచర్లు, నావిగేషన్ ఎక్విప్‌‌మెంట్లు, ఎమర్జెన్సీ బ్రేకింగ్, టైర్‌‌‌‌ ప్రెజర్ మానిటర్లు.. ఇలా అన్నింటికీ చిప్‌‌లు వాడుతున్నారు. కార్లలో కొన్ని రకాల సెన్సర్లు కూడా వాడుతున్నారు. అవి పనిచేయాలన్నా చిప్స్‌‌ అవసరం ఉంటుంది. ఇలా కారు తయారీలో ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌ వాడకం బాగా పెరిగింది. వీటన్నింటికీ చిప్స్‌‌ వాడుతున్నారు. అందుకే ఇండియాలో టాప్ కార్ల తయారీ సంస్థలు మారుతి సుజుకి, మహీంద్రాలు కూడా ప్రొడక్షన్‌‌ని తగ్గించాయి. అయితే.. ఒకప్పుడు కార్లలో ఈ చిప్‌‌లను చాలా తక్కువగా వాడేవాళ్లు. కారు తయారయ్యే ఖర్చులో ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌ పరికరాలపై పెట్టే ఖర్చు కొన్నేండ్ల నుంచి పెరుగుతూ వస్తోంది. అది ప్రీమియం కార్లలో మరీ ఎక్కువగా ఉంటోంది. 2000లో ఒక ప్రీమియం కారు తయారు చేయడానికి అయ్యే మొత్తం ఖర్చులో ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌ కోసం కేవలం 18శాతం మాత్రమే ఖర్చయ్యేది. 2010కల్లా అది 27శాతానికి పెరిగింది.  2020లో అది 40 శాతానికి పెరిగింది. 2030 కల్లా దాదాపు 45 శాతం ఎలక్ట్రానిక్స్‌‌ కోసమే ఖర్చవుతుందని ఒక అంచనా. అంతేకాదు.. 2024 నాటికి దాదాపు మూడు వంతుల కార్లు సెల్యులార్ కనెక్టివిటీతో నడుస్తాయని ‘‘స్కైవర్క్స్”అనే చిప్స్ మేకింగ్‌‌ కంపెనీ అంచనా వేస్తోంది.

చిప్​ రేట్లు పెరిగితే...
సెమీకండక్టర్ల కొరత వల్ల నేరుగా వినియోగదారులపై ఎఫెక్ట్ పడుతుంది. చిప్ ధరలు పెరిగితే వస్తువుల ధరలు పెరుగుతున్నాయి. అయితే.. యాపిల్, శామ్‌‌సంగ్ లాంటి కంపెనీలు షార్టేజ్‌‌ మొదలైన వెంటనే స్టోర్‌‌‌‌ చేయడం కూడా మొదలుపెట్టాయి. అయినా.. ఐఫోన్‌‌ 13 ప్రొడక్షన్‌‌లో చిప్స్‌‌ కొరత తప్పలేదు. అంత పెద్ద కంపెనీకే తప్పలేదు. అలాంటిది ఇక చిన్న కంపెనీలు ప్రొడక్షన్‌‌ పెంచేందుకు ఎన్ని కష్టాలు పడుతున్నాయో ఊహించుకోవచ్చు. 

ప్లాంట్స్​ ఏర్పాటుకు రెడీ 
వేదాంత సంస్థ మరికొన్ని కంపెనీలతో కలిసి చిప్‌ తయారీ రంగంలో పెద్దమొత్తంలో పెట్టుబడులు పెట్టేందుకు రెడీ అయింది. ఈ కంపెనీ ఎలక్ట్రానిక్ చిప్ తయారీ ప్లాంట్స్​ ఏర్పాటు చేసేందుకు భారత ప్రభుత్వానికి అనుమతి కోరింది. వేదాంత ఏర్పాటు చేసే యూనిట్‌లో 28ఎన్‌ఎం నుంచి 65ఎన్‌ఎం చిప్స్​ వరకు తయారవుతాయి. అంతేకాదు నెలకు దాదాపు లక్షా ఇరవై వేల వేఫర్లను ప్రాసెస్‌ చేసేందుకు అనుకూలంగా ఫ్యాబ్‌ని ఏర్పాటుచేయబోతున్నారు.  

ఎలా తయారు చేస్తారు? 
సెమీకండక్టర్ తయారీ అనేది ఫిజిక్స్‌‌, కెమిస్ట్రీ, ఎలక్ట్రిసిటీ, మెటలర్జీ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది చాలా శ్రమతో కూడుకున్న క్లిష్టమైన పని. దాని కెపాసిటీని బట్టి ఒక చిప్ తయారు చేయాలంటే గరిష్టంగా 1400 ప్రాసెసింగ్‌‌ స్టెప్స్‌‌ ఉంటాయి. ప్రతి స్టెప్‌‌లో అత్యాధునిక టూల్స్‌‌, మెషిన్స్‌‌ వాడతారు. ఒక్క సెమీకండక్టర్ పొరను తయారుచేయడానికే దాదాపు 12 వారాల టైం పడుతుంది. ఒక చిప్‌‌ పూర్తిగా తయారు కావాలంటే దాదాపు 26 వారాలు పట్టొచ్చు. ఈ చిప్స్​ను ఇసుక నుంచి తీసే సిలికాన్‌‌తో తయారు చేస్తారు. ముందుగా ఇసుకను 2,000 సెంటిగ్రేడ్‌‌ల వరకు వేడి చేసి సిలికాన్‌‌ను వేరు చేస్తారు. అలా 99.99శాతం స్వచ్ఛమైన సిలికాన్‌‌ వస్తుంది. దాన్ని ఒక సిలిండర్‌‌‌‌ ఆకారపు బార్‌‌‌‌లా చేస్తారు. ఆ తర్వాత సన్నని డిస్క్‌‌ల్లా కట్‌‌ చేస్తారు. ఆ డిస్క్‌‌లను క్లీన్‌‌ చేసి సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్‌‌ వేఫర్‌‌లా మారుస్తారు.  వీటిని చిప్‌‌లా తయారు చేయడమే అసలైన టాస్క్‌‌.

ఒక్క రేణువు పడినా...
కొన్ని వందల మంది ఇంజినీర్లు కలిసి తయారు చేసిన ఒక డిజైన్‌‌ ఆధారంగా సిలికాన్ డిస్క్‌‌తో చిప్‌‌  తయారుచేస్తారు. వీటిని తయారుచేసేటప్పుడు చిన్న దుమ్ము రేణువు పడినా చిప్‌‌ పనిచేయదు. అందుకే వాటిని తయారుచేసే ప్లాంట్‌‌లో గాలిని ఎప్పటికప్పుడు శుద్ధి చేస్తుంటారు. చిప్​ తయారీలో ఎంత జాగ్రత్తగా ఉంటారంటే...అందులో పనిచేసేవాళ్లు తమ శరీరం నుంచి వచ్చే డెడ్‌‌ సెల్స్‌‌ వాటిపై పడకుండా స్పెషల్‌‌గా డిజైన్‌‌ చేసిన బట్టలే వేసుకుంటారు. తయారైన వేఫర్లను ‘‘డోపింగ్” అనే ప్రాసెసింగ్‌‌ ప్రక్రియకు పంపుతారు. ఆ తర్వాత వేఫర్‌‌‌‌ని డియోనైజ్డ్ నీళ్లతో కడుగుతారు. సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఇది చాలా ముఖ్యమైన స్టెప్‌‌. ఎందుకంటే చిన్న చిన్న మలినాలు ఉన్నా చిప్‌‌ పనిచేయదు. మైక్రోచిప్‌‌ను తయారు చేయడానికి డైఎలక్ట్రిక్ (ఇన్సులేటింగ్), మెటల్ (కండక్టింగ్) మెటీరియల్‌‌ని వేఫర్‌‌‌‌పై సన్నని పొరల్లా వేస్తారు. ఆ తర్వాత రాగి తీగ పొరల కోసం ఎలక్ట్రోడెపోజిషన్ చేస్తారు. 

ఫొటోరెసిస్ట్ పూత
సెమీకండక్టర్ వేఫర్‌‌‌‌కు ‘‘ఫొటోరెసిస్ట్”అనే ఒక లైట్‌‌ -సెన్సిటివ్ కోటింగ్ వేస్తారు. ఆ తర్వాత దాన్ని అల్ట్రావైలెట్‌‌ లైట్‌‌తో కావాల్సిన ఆకారంలో కరిగిస్తారు. ఆ తర్వాత లితోగ్రఫీ స్టేజ్‌‌కి పంపిస్తారు. ఈ దశలో చిప్స్‌‌లోని ట్రాన్సిస్టర్లు ఎంత చిన్నగా ఉండాలో డిసైడ్​  చేస్తారు. తర్వాత చిప్‌‌కు సెమీకండక్టర్​గా పనిచేసేలా చేసేందుకు ఫాస్పర్, ఆర్సెనిక్, బోరాన్ లాంటి వాటిని పంపిస్తారు. తర్వాత సిలికాన్ క్రిస్టల్‌‌లోకి ఎలక్ట్రిసిటీ ఛార్జ్ చేసిన అయాన్‌‌లను కలుపుతారు. ఆ సెమీకండక్టర్ పొరను ముక్కలుగా చేసి, ఒక్కొక్క చిప్‌‌ను బయటకు తీస్తారు. ఇన్‌‌పుట్, అవుట్‌‌పుట్ కోసం మెటల్ రేకులను బయటకు ఉంచి పూర్తిగా ప్యాక్ చేస్తారు. చిప్ పనిచేసేటప్పుడు వేడెక్కకుండా ఉండేందుకు పైభాగంలో నల్లని పూత పూస్తారు.
 

ఇండియన్ శక్తి 
ఇండియా అన్ని రంగాల్లో డెవలప్ అవుతున్నప్పటికీ మైక్రో ప్రాసెసర్‌‌ చిప్‌ల తయారీ విషయంలో మాత్రం వెనుకబడిందనే చెప్పొచ్చు. అందుకే చిప్‌ టెక్నాలజీ డెవలప్‌మెంట్‌ కోసం ప్రైవేట్ సంస్థలతోపాటు ప్రభుత్వ సంస్థలు కూడా కొన్నేండ్ల నుంచి పనిచేస్తున్నాయి. అందులోభాగంగానే మూడేండ్ల క్రితం ఇండియన్ ఇనిస్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ మద్రాస్‌లోని  రీకాన్ఫిగరబుల్ ఇంటెలిజెంట్ సిస్టమ్స్ ఇంజినీరింగ్ టీమ్‌ మొదటి స్వదేశీ ఇండస్ట్రియల్ గ్రేడ్ ప్రాసెసర్‌ను డెవలప్‌ చేసింది. దానిపేరే ‘‘శక్తి’’. దీన్ని పంజాబ్‌లోని మొహాలీలో ఉన్న సెమీకండక్టర్ లాబొరేటరీ తయారుచేసింది. ఇది ఇస్రో నడుపుతున్న సెమీకండక్టర్‌‌ రీసెర్చ్‌ అండ్‌ డెవలప్‌మెంట్‌ సెంటర్‌‌. అయితే.. ఇంటెల్‌, క్వాల్‌కామ్‌ లాంటి కంపెనీల ప్రాసెసర్లతో పోలిస్తే ఈ ప్రాసెసర్‌‌ చాలా వెనుక ఉంది. అయితే.. ఇది మొదటి అడుగు మాత్రమే. ఇకముందు ఈ ప్రాసెసర్‌‌ ఆధారంగా మరిన్ని కొత్త ప్రాసెసర్లు తయారు చేసేందుకు ప్లాన్‌ చేస్తున్నారు. శక్తి అనేది బేస్ వేరియెంట్‌... ఇందులో ఇ, సీ, ఐ, ఎం, ఎస్‌, హెచ్‌, టీ, ఎఫ్‌– క్లాస్‌ల పేరుతో కొన్ని వేరియెంట్లు ఉన్నాయి. శక్తిని ప్రస్తుతం రోబోటిక్‌ కంట్రోలర్స్‌, ఇంటర్‌‌నెట్‌ ఆఫ్ థింగ్స్‌(ఐఓటీ) లాంటి వాటిలో ఉపయోగించొచ్చు.
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                            ::: కరుణాకర్​ మానెగాళ్ల