چین کے سیمی کنڈکٹرز مور کے قانون کو پیچھے چھوڑتے ہیں۔

Home خبریں صنعت کی خبریں چین کے سیمی کنڈکٹرز مور کے قانون کو پیچھے چھوڑتے ہیں۔

2022-03-16 274

اس سال مارچ کے اوائل میں، جدید اسٹوریج اور کمپیوٹنگ انٹیگریشن ٹیکنالوجی پر مبنی ایک نئی ذہین کمپیوٹنگ چپ کمپنی "Houmo Intelligence" نے اینجل راؤنڈ فنانسنگ میں دسیوں ملین امریکی ڈالر کی تکمیل کا اعلان کیا۔ کمپنی کے بانی ڈاکٹر وو کیانگ نے کہا: "مصنوعی ذہانت کمپیوٹنگ پاور ڈیجیٹل اقتصادی انفراسٹرکچر کا بنیادی حصہ ہے، اور مور کا قانون، جو مربوط سرکٹ انڈسٹری کی ترقی کو آگے بڑھاتا ہے، اپنی حد کو پہنچ رہا ہے۔ چپ انڈسٹری کو 'مور کے بعد' حل کی فوری ضرورت ہے جو روایتی نظام کو توڑتا ہے۔" مائیکرو الیکٹرانکس انڈسٹری کے کچھ لوگ ڈاکٹر وو کیانگ کے مور کے قانون کو سمجھتے ہیں، لیکن یہ "مور کے بعد" حل دلچسپ ہے۔ مور کے قانون کی بات چالیس پچاس سال سے ہو رہی ہے، کیا واقعی اب یہ کام نہیں کر رہا؟ مزید برآں، کیا چین کے پاس "پوسٹ مور" بنانے کی صلاحیت ہے؟ اس بار آئیے مل کر اس موضوع پر بات کرتے ہیں۔

گزشتہ

کیا ہم واقعی مور کے قانون کی پیروی کر رہے ہیں؟

1957 میں، آٹھ سائنس دانوں نے فوٹو گرافی کے سازوسامان کی کمپنی کے مالک شرمین فیئر چائلڈ کے تعاون سے فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر قائم کیا۔ سات سال بعد، فیئر چائلڈ کے بانیوں میں سے ایک مور نے مشہور "مور کا قانون" تجویز کیا، جو نصف صدی سے استعمال ہو رہا ہے: ایک مربوط سرکٹ پر مربوط ہونے والے ٹرانزسٹروں کی تعداد ہر 18 ماہ بعد دوگنی ہو جائے گی۔ دوسرے لفظوں میں، پروسیسر کی کارکردگی ہر دو سال بعد دوگنی ہو جاتی ہے اور آنے والی دہائیوں تک جاری رہتی ہے۔

(تصویر: فیئر چائلڈ کمپنی کے آٹھ بانی)

اس کے بعد، مور نے سیمی کنڈکٹر "Whampoa ملٹری اکیڈمی" Fairchild کمپنی کو چھوڑ دیا اور اپنے ساتھی Noyce کے ساتھ Intel کی بنیاد رکھی۔

مور کے قانون کی بات کریں تو یہ قدرتی سائنس کا قانون نہیں ہے بلکہ انفارمیشن ٹیکنالوجی میں ترقی کی رفتار کو ایک خاص حد تک ظاہر کرتا ہے۔ تاہم، سیمی کنڈکٹر کی ترقی کی گزشتہ چند دہائیوں میں، یہ قانون بہت درست رہا ہے۔

آئیے انٹیل سی پی یو ڈویلپمنٹ ڈیٹا کے سیٹ پر ایک نظر ڈالتے ہیں:

1999 میں، انٹیل نے پینٹیم III پروسیسر جاری کیا۔ پینٹیم III ایک 1×1 مربع سلکان ہے جس میں 9.5 ملین ٹرانجسٹر ہیں اور اسے Intel کی 250nm پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا ہے۔

2000 میں، انٹیل نے پینٹیم ولیمیٹ کو جاری کیا، جس میں 180nm پیداواری عمل اور CPU ٹرانزسٹر کی تعداد 42 ملین تھی۔

2002 میں، Intel نے Pentium IV (Pentium 4) پروسیسر شروع کیا، جو فی سیکنڈ 2.2 بلین لوپ آپریشنز حاصل کر سکتا ہے۔ یہ انٹیل کی 130nm پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا ہے اور اس میں 55 ملین ٹرانجسٹر ہیں۔

2003 میں، Intel Centrino (Centrino موبائل کمپیوٹنگ ٹیکنالوجی) کا آغاز کیا گیا، ساتھ ہی Pentium M (Pentium M) پروسیسر بھی۔ پروسیسر ایک نئے موبائل آپٹمائزڈ مائیکرو آرکیٹیکچر پر مبنی ہے، جو انٹیل کی 130nm مائکرون پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا ہے، اور اس میں 77 ملین ٹرانجسٹر ہیں۔

2005 میں، انٹیل کا پہلا مین اسٹریم ڈوئل کور پروسیسر، پینٹیم ڈی پروسیسر، انٹیل کی معروف 90nm پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ 230 ملین ٹرانزسٹروں سے پیدا ہوا۔

2006 میں، انٹیل کور 2 ڈوئل کور پروسیسر پیدا ہوا۔ پروسیسر 290 ملین سے زیادہ ٹرانجسٹروں سے لیس ہے اور اسے دنیا کی کئی جدید ترین لیبارٹریوں میں Intel کی 65nm پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے۔

چار سال بعد، کور i7 980X کو 2010 میں لانچ کیا گیا، جس میں 32nm مینوفیکچرنگ عمل اور 1.17 بلین ٹرانزسٹر کی گنتی تھی۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ 21 ویں صدی کی پہلی دہائی تک، مور کے قانون کی پیشین گوئیاں تقریباً درست تھیں، یہاں تک کہ 50 سال بعد اس کے تجویز کنندہ گورڈن مور نے ایک انٹرویو میں کہا، "یہ محض ایک جرات مندانہ قیاس ہے۔ لیکن بعد میں یہ قیاس جاری رہا اور سیمی کنڈکٹر کی صنعت کی ترقی پر غلبہ حاصل کرتا رہا، اور میں نے آرام محسوس کیا۔"

مور کا قانون کیوں ناکام ہو رہا ہے۔

جب کسی چیز کو قانون کہا جاتا ہے، تو یہ درحقیقت کچھ معروضی قانون کے سائنسی خلاصے کی طرف اشارہ کرتا ہے، جو بعض حالات کے تحت کسی خاص تبدیلی کے عمل سے گزرنے والی چیزوں کے درمیان ناگزیر تعلق کی عکاسی کرتا ہے۔ دوسری طرف، قانون ناکام ہو سکتا ہے یا دوسری شرائط کے تحت غلط ہو سکتا ہے۔ کوئی نظریہ کائنات کی ہر چیز کو بیان نہیں کر سکتا، اور کوئی نظریہ مکمل طور پر درست نہیں ہو سکتا۔

مور کا قانون دراصل اس کے تجویز کرنے کے بعد اپ ڈیٹ کیا گیا تھا۔ 1975 IEEE بین الاقوامی الیکٹرانک اجزاء کانفرنس میں، مور نے ایک نظرثانی پیش کی: اگلے دس سالوں میں، جیسے جیسے ٹیکنالوجی کو تیار کرنے کے لیے استعمال ہونے والی مشینری زیادہ سے زیادہ مہنگی ہوتی جائے گی، "سالانہ دوگنا اصول" ہر اٹھارہ ماہ بعد دگنا ہو جائے گا۔(ایڈیٹر کا نوٹ: اس تبدیلی نے 18 مہینوں کی موجودہ عام کہاوت تشکیل دی ہے، جو اصل میں دسمبر تھا، یعنی سال میں ایک بار اپ ڈیٹ کیا جاتا تھا)ہے.

(تصویر: مور نے 1975 میں قانون کو 18-24 ماہ تک اپ ڈیٹ کیا)

21 ویں صدی کی پہلی دہائی میں، اس اصول کو چیلنج کیا جانا شروع ہوا، جس کا آغاز 2007 میں انٹیل کے تجویز کردہ "ٹک ٹاک" ماڈل سے ہوا۔(ایڈیٹر کا نوٹ: انٹیل کا ایک ترقی کا دور۔ ٹک ٹاک پینڈولم کے اصول سے ماخوذ ہے، جس سے مراد گھڑی کی "ٹک" آواز ہر سیکنڈ میں آتی ہے۔ انٹیل ہر دو سال بعد پروسیسر اپ گریڈ فن تعمیر کو تبدیل کرتا ہے۔ ٹک سالوں میں، یہ پروسیسر کی تیاری کے عمل کو تبدیل کرتا ہے، اور Tock-Tock سال میں مینوفیکچرنگ کے عمل کو تبدیل کرتا ہے۔)2016 تک "PAO" ماڈل(ایڈیٹر کا نوٹ: Intel کی طرف سے تجویز کردہ ایک ترقیاتی سائیکل۔ اس میں تین قدمی حکمت عملی شامل ہے، جو کہ پراسیس ٹیکنالوجی (PROCESS) - آرکیٹیکچر اپ ڈیٹ (آرکیٹیکچر) - اصلاح (OPTIMIZATION) ہے، جس کا پہلا حرف "PAO" ہے), کور پروسیسرز نے عمل کی ٹیکنالوجی کو اپ گریڈ کرنے کے لیے قائم کردہ راستے کی سختی سے پیروی نہیں کی، اور یہاں تک کہ مور کے قانون کی طرف سے بیان کردہ سلکان ٹرانجسٹروں کی تعداد میں متواتر تیزی سے بڑھنے سے بھی انحراف کیا۔ 2015 میں، Intel نے اعتراف کیا کہ اس کا 10nm مینوفیکچرنگ عمل اس سال کے آخر تک بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل نہیں کر سکے گا۔

(تصویر: ایڈجسٹڈ مور کا قانون)

پھر، 2016 سے بنیادی عمل کو دیکھتے ہوئے، CPU کا عمل درحقیقت سست ہو رہا ہے۔ صرف "+" لاحقہ دو بار استعمال کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے انڈسٹری کی طرف سے Intel کو مذاق میں "squeezing toothpaste" بھی کہا جاتا ہے۔ تو اصل میں پروسیسر مینوفیکچرنگ کے عمل میں کیا رکاوٹ ہے؟

سب سے پہلے، ایڈوانسڈ کیمسٹری بتاتی ہے کہ ایکسپونینشل نمو کا اختتام ہوتا ہے۔ lg2=0.3، جس کا مطلب ہے کہ ہر دس سال بعد ٹرانزسٹروں کی تعداد سو گنا بڑھ جائے گی۔ i9 9900K میں تقریباً 3.2 بلین ٹرانجسٹر ہیں۔ مزید ستر سالوں میں یہ تعداد CPU میں ایٹموں کی تعداد سے تجاوز کر جائے گی۔

ایٹم سب سے چھوٹے ذرات ہیں، اور ٹرانجسٹر کیمیائی طور پر پرنٹ ہوتے ہیں اور ایٹموں سے آگے نہیں جا سکتے۔ کیمیائی تبدیلیوں کے ذریعے ایٹموں سے چھوٹے پرنٹ کرنا ناممکن ہے، جو کہ سلیکون (Si) ٹرانجسٹروں کی نشوونما کو محدود کرنے کی سب سے بنیادی وجہ ہے۔

مزید برآں، اقتصادی عوامل پر غور کرتے ہوئے، تیزی سے سخت مینوفیکچرنگ کے عمل نے تحقیق اور ترقی کے اخراجات میں اضافہ کیا ہے، اور ہر نسل کے مزید جدید عمل کی ترقی پر بھاری رقم خرچ ہوگی۔ بالکل پچھلی خبروں کی طرح کہ انٹیل نے ویفر فیب بنانے کے لیے 20 بلین خرچ کیے، یہ لاگت واقعی بہت بڑی تھی اور اس نے کچھ دیر کے لیے سرخیاں بنائیں۔

مور کا قانون اب صرف انٹیل کا نظریہ نہیں رہا، یہ الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی ترقی کو متاثر کرتا ہے۔ تاہم، Nvidia کے سی ای او جینسن ہوانگ کی طرف سے نمائندگی کرنے والے مینوفیکچررز کے برعکس جو یہ سمجھتے ہیں کہ "مور کا قانون ختم ہو چکا ہے،" AMD اور ASML اب بھی یقین رکھتے ہیں کہ مور کا قانون ابھی بھی نافذ ہے۔ اس سال، ٹونی ین، ASML میں ترقی کے نائب صدر، نے اب بھی رائٹرز کے ساتھ ایک انٹرویو میں مور کے قانون کی اپنی پہچان کا اظہار کیا۔ "بہت سے لوگ کہتے ہیں کہ مور کا قانون ختم ہو گیا ہے یا اس کی رفتار کم ہو گئی ہے، لیکن میرے خیال میں یہ نہیں ہوا ہے، اور یہ سست نہیں ہوا ہے۔ ASML کے نقطہ نظر سے، مور کا قانون مزید 10 سال، یا اس سے بھی زیادہ عرصے تک جاری رہ سکتا ہے۔ اور چپ کے رقبے کا سکڑنا مستقبل میں کم از کم 10 سال تک جاری رہ سکتا ہے۔"

(تصویر: NVIDIA ہوانگ رینکسن نے ایک بار جی ٹی سی میں کہا تھا کہ "مور کا قانون ختم ہو گیا ہے")

ابھی

کیا چین بھی مور کے قانون کو الٹ دے گا؟

اگر چپ انڈسٹری مور کے قانون کے مطابق آگے بڑھتی رہتی ہے، تو چینی سیمی کنڈکٹرز کبھی بھی سابقہ پلیئرز کو نہیں پکڑیں گے۔ مور کے قانون کی بتدریج ناکامی نے چین کو سیمی کنڈکٹرز کو مقامی بنانے کا موقع فراہم کیا ہے۔

کچھ ایپلی کیشن چپ شعبوں میں، چینی کمپنیوں نے کافی ترقی کی ہے۔ مثال کے طور پر، Huawei کی HiSilicon Kirin موبائل فون چپ انڈسٹری کے پہلے شعبے میں داخل ہو گئی ہے۔ مثال کے طور پر، اماپ کی انفراریڈ ڈیٹیکٹر چپ تکنیکی سطح کے لحاظ سے یورپ کو پیچھے چھوڑ چکی ہے اور امریکی کمپنیوں کے برابر ہے۔ چین بھی دنیا کے ان پانچ ممالک میں سے ایک بن گیا ہے جنہوں نے ملٹری انفراریڈ ڈیٹیکٹر کی بنیادی ٹیکنالوجی میں مہارت حاصل کی ہے۔

ٹیکنالوجی کے لحاظ سے، 25 فروری کو، سنگھوا یونیورسٹی کے شعبہ انجینئرنگ فزکس کے پروفیسر تانگ چوانشیانگ کے ریسرچ گروپ اور ایک جرمن ٹیم نے سرفہرست جریدے نیچر میں ایک تحقیقی مقالہ شائع کیا جس کا عنوان تھا "مستحکم ریاست مائکرو بنچنگ اصول کے تجرباتی مظاہرے"، جس میں پہلے اصولی ماخذ کی تصدیق کے نئے اصول کی رپورٹنگ کی گئی۔ "مستحکم ریاست مائکرو بنچنگ" (SSMB)۔ فی الحال، سنگھوا یونیورسٹی قومی سطح پر SSMB EUV لائٹ سورس کے پروجیکٹ کے قیام کی فعال طور پر حمایت اور فروغ دے رہی ہے۔ سنگھوا SSMB ریسرچ گروپ نے "سٹیڈی سٹیٹ مائیکرو بنچنگ ایکسٹریم الٹرا وائلٹ لائٹ سورس ریسرچ ڈیوائس" کے لیے ایک پروجیکٹ پروپوزل نیشنل ڈیولپمنٹ اینڈ ریفارم کمیشن کو پیش کیا ہے، اور اسے "14ویں پانچ سالہ منصوبہ" کے دوران ایک بڑے قومی سائنسی اور تکنیکی انفراسٹرکچر کے طور پر درج کرنے کا اعلان کیا ہے۔(ماخذ: سنگھوا یونیورسٹی)

(تصویر: سنگھوا یونیورسٹی کی سرکاری ویب سائٹ)

چین کے سیمی کنڈکٹر یورپ اور امریکہ سے پیچھے ہیں، اور اب وہ صرف پکڑ سکتے ہیں۔ جیسا کہ "پوسٹ مور انٹیلی جنس" نے کہا، انہیں ابھی بھی "پوسٹ مور" کے حل تیار کرنے ہیں۔

اعلان دستبرداری: یہ مضمون "سیمک کنڈکٹر انڈسٹری زونگہینگ" سے دوبارہ شائع کیا گیا ہے، جو املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کرتا ہے۔ براہ کرم دوبارہ پرنٹ کے اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

ڈایڈس مارکیٹ میں اتنی اہم پوزیشن کیوں رکھتے ہیں اور ان کے کیا فوائد ہیں؟

چین کی جدید پیکیجنگ اور جانچ کی صنعتوں اور آلات کا "گروپ عروج" چین کی اہم ضمانت سے بچ نہیں سکتا