वैश्विक सेमीकंडक्टर उद्योग निरंतर उन्नयन के एक महत्वपूर्ण दौर से गुजर रहा है। नई प्रौद्योगिकियां और नए क्षेत्र लगातार विस्तार को गति दे रहे हैं। आपूर्ति और मांग जैसे प्रमुख कारक औद्योगिक श्रृंखला के पुनर्गठन को और बढ़ावा दे रहे हैं। वैश्विक बाजार में जोखिम और अवसर दोनों साथ-साथ मौजूद हैं।

किसी भी उद्योग का विकास नवाचार से अविभाज्य है। यह कहा जा सकता है कि नवाचार सभी नई प्रौद्योगिकियों की मूल प्रेरक शक्ति है। प्रौद्योगिकी के निरंतर नवाचार और पुनरावृति पर निर्भर रहते हुए, अर्धचालक उद्योग धीरे-धीरे सबसे मजबूत अनुप्रयोग पैठ और व्यापक उद्योग प्रभाव वाला एक रणनीतिक और अग्रणी उद्योग बन गया है।

9 से 11 जून तक, 2021 विश्व सेमीकंडक्टर सम्मेलन और नानजिंग अंतर्राष्ट्रीय सेमीकंडक्टर एक्सपो का आयोजन नानजिंग अंतर्राष्ट्रीय एक्सपो सेंटर में किया गया। "नवाचार और परिवर्तन, मुख्य आधार के साथ पारस्परिक लाभ" की थीम के साथ, हम विश्व के सेमीकंडक्टर उद्योग में नवाचार और सहयोग, विकास और पारस्परिक लाभ पर संयुक्त रूप से चर्चा करेंगे। (टिप: पृष्ठभूमि उत्तर "नवाचार मंचइस विश्व सेमीकंडक्टर सम्मेलन के इनोवेशन फोरम के लिए प्रासंगिक भाषण सामग्री प्राप्त की जा सकती है, विवरण लेख के अंत में पाया जा सकता है।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता, 5जी और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों के निरंतर एकीकरण और विकास के साथ, वैश्विक डिजिटल परिवर्तन में तेजी आ रही है, जिससे अर्धचालक उद्योग का विकास हुआ है। भविष्य की अर्थव्यवस्था की रीढ़ के रूप में, अर्धचालक उद्योग प्रौद्योगिकी ने एक के बाद एक कई महत्वपूर्ण उपलब्धियां हासिल की हैं।

मूर के बाद के युग में नई दिशाएँ

मूर के नियम के विकास के बाद से, चिप की भौतिक सीमा तक पहुँच चुकी है और चिप के प्रदर्शन और बिजली की खपत में बाधाएँ आ रही हैं। दूसरी ओर, तकनीकी साधन और आर्थिक लागत भी मूर के नियम के विकास को सीमित करने वाले कारक हैं। चीनी इंजीनियरिंग अकादमी के शिक्षाविद और झेजियांग विश्वविद्यालय के माइक्रो-नैनो इलेक्ट्रॉनिक्स स्कूल के डीन वू हानमिंग ने कहा कि मूर के बाद के युग में, अर्धचालक उद्योग के तकनीकी विकास की गति धीमी हो गई है, और नवाचार और विकास के अवसर भी बढ़ गए हैं। उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग, मोबाइल कंप्यूटिंग और स्वायत्त संवेदन चिप प्रौद्योगिकी के विकास की प्रेरक दिशाएँ बन गई हैं। चिप के प्रदर्शन, बिजली, क्षेत्रफल और लागत (PPAC) में सुधार करने के लिए, चिप को निर्माण प्रक्रिया में तीन प्रमुख चुनौतियों का सामना करना पड़ेगा।

पहला है सटीक ग्राफिक्स। एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें फोटोलिथोग्राफी मशीन मुख्य उपकरण के रूप में उपयोग की जाती है, वर्तमान में मुख्य रूप से 193 नैनोमीटर की तरंगदैर्ध्य का उपयोग करके 20 नैनोमीटर और 30 नैनोमीटर के पैटर्न बनाती है, जो तकनीकी रूप से बहुत कठिन है।

दूसरा पहलू है नई सामग्रियां। आकार छोटा करने से प्रदर्शन में जो सुधार होता है, वह सीमित है, और बढ़ती प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए नई सामग्रियों की खोज करना आवश्यक है। नई सामग्रियां और नई प्रक्रियाएं एकीकृत सर्किट चिप निर्माण के मुख्य विषय हैं।

तीसरा लक्ष्य है उत्पादन दर में सुधार करना। उत्पादन दर यह जांचने का मानक है कि कोई प्रक्रिया वास्तव में परिपक्व है या नहीं, और यह चिप निर्माण कंपनियों के सामने सबसे कठिन चुनौती भी है।

चीनी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद, पार्टी समिति की स्थायी समिति के सदस्य और शंघाई जियाओ टोंग विश्वविद्यालय के उपाध्यक्ष माओ जुनफा के अनुसार, सेमीकंडक्टर चिप्स के विकास के दो भावी मार्ग हैं। एक है मूर के नियम का अनुसरण करना, और दूसरा है मूर के नियम को दरकिनार करना। मूर के नियम को दरकिनार करने के कई तरीके हैं, और विषम एकीकरण उनमें से एक है।

विषम एकीकरण विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों, प्रक्रियाओं, संरचनाओं और घटकों या चिप्स के लाभों को एकीकृत कर सकता है, और उत्कृष्ट समग्र प्रदर्शन के साथ शक्तिशाली और जटिल कार्यों को प्राप्त कर सकता है, जो एकल अर्धचालक प्रक्रिया की प्रदर्शन सीमाओं को तोड़ता है, और इसमें अत्यधिक लचीलापन, उच्च विश्वसनीयता और कम अनुसंधान एवं विकास चक्र के लाभ हैं। माओ जुनफा ने कहा कि विषम एकीकरण पर अनुसंधान का बहुत महत्व है। एकीकृत परिपथों का विकास एकल समरूप प्रक्रिया से कई विषम प्रक्रियाओं के एकीकरण की ओर, द्वि-आयामी समतल एकीकरण से त्रि-आयामी एकीकरण की ओर, और शीर्ष-नीचे से नीचे की ओर (टॉप-डाउन) दृष्टिकोण की ओर स्थानांतरित हो गया है।

चाइना सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री एसोसिएशन के उपाध्यक्ष और चांगडियन टेक्नोलॉजी के निदेशक एवं सीईओ झेंग ली ने कहा कि मूर युग के बाद, चिप्स का घनत्व और एकीकरण अधिकाधिक जटिल हो गया है, और उन्नत पैकेजिंग अब केवल "सील करना" और "स्थापित करना" तक सीमित नहीं है, बल्कि "एकीकरण" और "कनेक्शन" की ओर अग्रसर है। एएमडी, टीएसएमसी और इंटेल जैसी अंतरराष्ट्रीय दिग्गज कंपनियां उच्च चिप एकीकरण और उच्च अंतर्संबंध प्राप्त करने के लिए सक्रिय रूप से विषम एकीकरण को अपना रही हैं और सेमीकंडक्टर बैक-एंड प्रौद्योगिकियों का विकास कर रही हैं।

हालांकि, केवल विनिर्माण प्रक्रियाएं और उच्च-घनत्व अंतर्संबंध एकीकरण प्रक्रियाएं ही पर्याप्त नहीं हैं। उत्पादन सुनिश्चित करने और प्रदर्शन में सुधार करने के लिए चिप की प्रारंभिक योजना और डिजाइन के दौरान वेफर निर्माण और उसके बाद तैयार उत्पाद निर्माण को आपस में जोड़ना आवश्यक है।

सेमीकंडक्टर उद्योग संकट में है

मूर का नियम कमजोर पड़ रहा है, और सेमीकंडक्टर चिप तकनीक में नवाचार की सख्त जरूरत है। हालांकि, सेमीकंडक्टर बाजार में एक सदी में अभूतपूर्व बदलाव देखने को मिल रहे हैं। 2020 की शुरुआत में, महामारी के प्रकोप के कारण वैश्विक सेमीकंडक्टर बाजार में चिप्स की भारी कमी हो गई, जिसका सबसे ज्यादा असर ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स पर पड़ा। अब तक, हुंडई, किआ, जनरल मोटर्स और फोर्ड सहित कई कार कंपनियों ने चिप्स की अपर्याप्त आपूर्ति के कारण उत्पादन रोक दिया है, जिससे भारी नुकसान हुआ है।

गोल्डमैन सैक्स की एक शोध रिपोर्ट के अनुसार, दुनिया भर में 169 उद्योग चिप की कमी से किसी न किसी हद तक प्रभावित हुए हैं, जिनमें ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और यहां तक ​​कि बीयर साबुन का उत्पादन भी शामिल है। चिप की कमी का प्रभाव कम नहीं हुआ है, बल्कि और बढ़ गया है।

सीसीआईडी ​​कंसल्टिंग कंपनी लिमिटेड के उपाध्यक्ष ली के का मानना ​​है कि चिप की कमी के तीन मुख्य कारण हैं: बाजार की मांग, आपूर्ति और आपूर्ति-मांग के बीच संबंध। बाजार के आंकड़ों के अनुसार, 2010 और 2017 में सेमीकंडक्टर बाजार की वृद्धि दर क्रमशः 31.9% और 22% थी, और इन दोनों वर्षों में सेमीकंडक्टर बाजार में कोर की कोई कमी नहीं थी। स्पष्ट है कि 2020 में कोर की कमी बाजार में अचानक हुई तीव्र वृद्धि और मांग में अचानक हुई बढ़ोतरी का परिणाम नहीं है, बल्कि आपूर्ति और आपूर्ति-मांग के बीच संबंध की समस्या है।

SEMI ग्लोबल के उपाध्यक्ष और चीन के अध्यक्ष जू लॉन्ग ने भी कहा कि कोर की कमी अपर्याप्त उत्पादन क्षमता का संकेत है, और जब उत्पादन क्षमता अपर्याप्त होती है तो यह व्यापक हो जाती है। उन्नत नोड्स से लेकर सामग्रियों तक, और यहां तक ​​कि पैकेजिंग और परीक्षण के लिए महत्वपूर्ण सब्सट्रेट तक, कोर की कमी को लेकर चिंता बनी हुई है। केवल ऑटोमोबाइल कोर की कमी की बात करें तो, मजबूत मांग और अपर्याप्त उत्पादन क्षमता के अलावा, कार कंपनियों की आपूर्ति श्रृंखला प्रबंधन क्षमताओं की कमी भी मौजूदा "कोर की कमी" की स्थिति का एक कारण है।

चिप निर्माण, पैकेजिंग और परीक्षण, डिजाइन से लेकर ऑटोमोबाइल, नेटवर्क, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स आदि तक, संपूर्ण उद्योग श्रृंखला में अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम निर्माता चिप्स की कमी से प्रभावित हुए हैं और उन्होंने आवश्यक कदम उठाए हैं। टीएसएमसी, सैमसंग, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और एसएमआईसी जैसे प्रमुख निर्माता सक्रिय रूप से उत्पादन क्षमता बढ़ा रहे हैं और नए आविष्कार करने की कोशिश कर रहे हैं। एएमडी और अन्य फैबलेस कारखाने तथा डाउनस्ट्रीम कार कंपनियां भी उत्पादन क्षमता की आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए सक्रिय रूप से सहयोग की तलाश कर रही हैं।

उद्योग जगत की कई राय के अनुसार, चिप्स की कमी एक से दो साल तक जारी रहेगी। अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम बाजार कीमतों को बढ़ा रहे हैं, और चिप्स अभी भी बिक्री योग्य हैं लेकिन उनकी कीमत बहुत अधिक है। लघु एवं मध्यम आकार के उद्यमों के लिए 2020 एक कठिन वर्ष साबित होगा। प्रमुख निर्माताओं को भी बाजार के नए रुझानों के अनुरूप ढलने के लिए तत्काल बदलाव करने की आवश्यकता है।

नवाचार और परिवर्तन के माध्यम से विकास की तलाश

विभिन्न संस्थानों के पूर्वानुमानों के आधार पर, 2021 में सेमीकंडक्टर बाजार का आकार मूल रूप से "बढ़ता ही रहेगा"। यह अनुमान लगाया जा रहा है कि 2021 में इसकी वृद्धि दर 15% से 20% होगी और बाजार का आकार 500 अरब अमेरिकी डॉलर से अधिक हो जाएगा, जो एक नया मील का पत्थर होगा।

2020 से, बाज़ार की मांग के आधार पर, वैश्विक सेमीकंडक्टर उद्योग श्रृंखला की कंपनियां बदलावों से निपटने और विकास की दिशा में आगे बढ़ने के लिए अपने विस्तार को बढ़ा रही हैं। ताइवान और दक्षिण कोरिया के नेतृत्व में 12-इंच वेफर फैब्स का लगातार विस्तार हो रहा है, और चीन की 8-इंच उत्पादन क्षमता में भी लगातार वृद्धि हो रही है। सेमीकंडक्टर उपकरण निर्माता निवेश और अनुसंधान एवं विकास पूंजी में निरंतर वृद्धि कर रहे हैं। सैमसंग, इंटेल और अन्य निर्माता निवेश बढ़ा रहे हैं और दुनिया भर में चिप कारखानों का विस्तार कर रहे हैं।

वर्तमान बाजार परिदृश्य को देखते हुए, घरेलू निर्माताओं के लिए यह एक अवसर और चुनौती दोनों है। 2020 में, हमारे देश के चिप निर्माण उद्योग का बाजार आकार 256 बिलियन था, और पैकेजिंग और परीक्षण का बाजार आकार 250.9 बिलियन था। इसका अर्थ है कि चीन के चिप निर्माण उद्योग ने इतिहास में पहली बार पैकेजिंग और परीक्षण उद्योग को पीछे छोड़ दिया है, और घरेलू सेमीकंडक्टर उद्योग की संरचना लगातार अनुकूलित हो रही है। चिप निर्माण उद्योग के तीव्र विकास ने चीन के एकीकृत सर्किट उद्योग के विकास को मजबूती से समर्थन दिया है और आपूर्ति श्रृंखला और औद्योगिक श्रृंखला की सुरक्षा के लिए ठोस गारंटी भी प्रदान की है।

5G, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और स्वायत्त ड्राइविंग जैसे नए क्षेत्र बाजार में समाहित हो रहे हैं। अर्धचालक सामग्री, प्रौद्योगिकियों और प्रक्रियाओं में भी तेजी से बदलाव और सुधार हो रहे हैं। भविष्य में बाजार संरचना का पुनर्गठन होगा। ली के ने कहा कि संपूर्ण उद्योग श्रृंखला में शामिल उद्यमों को भविष्य के बाजार रुझानों की स्पष्ट समझ होनी चाहिए और सक्रिय रूप से नए अवसरों की तलाश करनी चाहिए।

संक्षेप में प्रस्तुत करना

वैश्विक सेमीकंडक्टर उद्योग निरंतर उन्नयन के एक महत्वपूर्ण दौर से गुजर रहा है। नई प्रौद्योगिकियां और नए क्षेत्र लगातार विस्तार को गति दे रहे हैं। आपूर्ति और मांग जैसे प्रमुख कारक औद्योगिक श्रृंखला के पुनर्गठन को और बढ़ावा दे रहे हैं। वैश्विक बाजार में जोखिम और अवसर दोनों साथ-साथ मौजूद हैं। पिछले कुछ वर्षों में, स्थानीयकरण प्रतिस्थापन का विषय लगातार चर्चा का विषय बना हुआ है। 2021 चौदहवीं पंचवर्षीय योजना का पहला वर्ष है। प्रत्येक उद्यम को स्वयं को केंद्र में रखकर औद्योगिक लेआउट के अनुकूलन का मार्गदर्शन करना चाहिए, तकनीकी नवाचार को दोहराना चाहिए, तकनीकी क्षमता को मजबूत करना चाहिए और घरेलू अनुप्रयोगों के कार्यान्वयन का समर्थन करना चाहिए।

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