سیمی کنڈکٹر ورلڈ کے کلف ایج پر

چپ مینوفیکچرنگ کی تلخ حقیقت یہ ہے کہ EUV لیتھوگرافی مشینوں کے ذریعے روایتی سلیکون پر مبنی طریقوں کو 5nm اور 3nm کے گڑھے میں بند کر دیا گیا ہے، ہر اضافی نینو میٹر کے لیے اربوں کی سرمایہ کاری کی ضرورت ہوتی ہے۔ پھر بھی، فوڈان ٹیم نے دو جہتی سیمی کنڈکٹرز کے راستے کا انتخاب کیا — جیسے کہ ایک سراسر چٹان پر ایک نئی سیڑھی کو تراشنا۔ ان کا مولبڈینم ڈسلفائیڈ مواد، صرف تین جوہری تہوں کی موٹی، الیکٹران کی نقل و حرکت کو سلیکون سے پانچ گنا زیادہ تیز کرتا ہے، اسٹینڈ بائی بجلی کی کھپت روایتی چپس کا صرف 20 فیصد ہے۔ یہ "چاول کے کاغذ پر پینٹنگ" کی درستگی کی سطح بھی چھوڑ گئی۔ سائنس میگزین حیرت انگیز ہے کہ یہ کس طرح "سیمی کنڈکٹر فزکس کی حدود کو دوبارہ متعین کرتا ہے۔"

ایک کوانٹم لیپ ایک دہائی کے دوران بنائی گئی۔

اس ٹیکنالوجی کے ارتقاء پر نظر ڈالتے ہوئے چینی سائنسی استقامت کی ایک مہاکاوی کی طرح پڑھتا ہے: 2015 میں، جب ٹیم نے پہلی بار 2 انچ کے ویفرز پر 12D مواد تیار کیا، بین الاقوامی ساتھیوں نے اعلان کیا کہ "بڑے پیمانے پر پیداوار میں کم از کم دو دہائیاں لگیں گی۔" 2021 تک، انہوں نے ایٹمک لیئر انٹرفیس کو بہتر بنانے کے لیے AI الگورتھم کا استعمال کیا، جس سے ڈیوائس کی پیداوار 37% سے 89% تک بڑھ گئی۔ اور اب، "ووجی" چپ نے اپنے 4.2 بلین آپریشن فی سیکنڈ کے ساتھ تمام شکوک و شبہات کو ختم کر دیا ہے۔ اس سے بھی زیادہ حیران کن بات یہ ہے کہ ان کا 70% عمل موجودہ سلیکون پروڈکشن لائنوں کا فائدہ اٹھاتا ہے، جبکہ 20 سے زیادہ ملکیتی پیٹنٹ کو نازک مراحل پر سرایت کرتا ہے- یہ "قرضہ لی ہوئی کشتیوں کے ساتھ سمندروں میں سفر کرنا" کی حکمت عملی اچانک $120 ملین EUV لیتھوگرافی مشینوں کو بوجھل اور متروک لگتی ہے۔

بجلی کے انقلاب کے پیچھے خاموش صنعت کا طوفان
لیب کے اعداد و شمار کے علاوہ، ایک خاموش صنعتی انقلاب برپا ہو رہا ہے۔ جب "وجی" چپ کی بجلی کی کھپت کا وکر ایک معروف سمارٹ فون مینوفیکچرر میں ایک اسٹریٹجک میٹنگ میں نمودار ہوا تو IoT ڈیوائس لیڈ کی آنکھیں چمک اٹھیں: "یہ اسٹینڈ بائی پاور اسمارٹ واچز کی بیٹری کی زندگی کو تین گنا کر سکتا ہے!" اس دوران کار سازوں کو -40 ° C سے 125 ° C تک کے انتہائی درجہ حرارت میں اس کی مستحکم کارکردگی کی طرف راغب کیا گیا۔ گہرا مضمرات موجودہ سلکان پروڈکشن لائنوں کے ساتھ 2D سیمی کنڈکٹرز کی مطابقت میں مضمر ہے- یعنی چین ممکنہ طور پر EUV کی کھائی کو چھلانگ لگا سکتا ہے اور 28nm کارکردگی کا مقابلہ کرنے والی انتہائی کم طاقت والی چپس تیار کرنے کے لیے بالغ 5nm عمل کا استعمال کر سکتا ہے۔

ٹیک مقابلے کی نئی جدلیات

مغربی مبصرین چین کی اختراعی منطق کا دوبارہ جائزہ لے رہے ہیں: جب کہ ASML R&D کو 2nm لیتھوگرافی مشینوں میں ڈالتا ہے، چینی سائنسدانوں نے 2D مواد سے ثابت کیا ہے کہ "موٹائی رقبے سے زیادہ اہمیت رکھتی ہے۔" جبکہ TSMC کھربوں ٹرانجسٹروں کو سلکان ویفرز میں تراشتا ہے، فوڈان ٹیم نے ایٹمی تہوں کے درمیان نئی الیکٹرانک سپر ہائی ویز بنائی ہیں۔ یہ "تم اپنے طریقے سے لڑو، میں میرا لڑتا ہوں" کی حکمت عملی چپ کی صنعت میں بقا کا ایک نیا فلسفہ تیار کر رہی ہے — آخر کار، ٹریلین ڈالر کی مارکیٹوں جیسے پہننے کے قابل اور ایج کمپیوٹنگ میں، صارفین اس بات کی کم پرواہ نہیں کر سکتے کہ چپ 7nm ہے یا 70nm؛ وہ صرف اس صورت میں پرواہ کرتے ہیں کہ ڈیوائس تین سال تک چارج کیے بغیر چل سکے۔

اس تاریخی موڑ پر جو کھیل کے اصولوں کو دوبارہ لکھتا ہے، شاید ہمیں "کرو پر اوور ٹیکنگ" کے حقیقی معنی پر نظر ثانی کرنے کی ضرورت ہے: چینی سائنسدانوں نے دو جہتی مواد کی کوانٹم دنیا میں EUV سے آزاد "بابل ٹاور" بنانے میں ایک دہائی گزاری ہے۔ جب "وجی" چپ نے لیبارٹری میں اپنا پہلا سگنل روشن کیا، تو اس نے نہ صرف گھریلو چپس کا مستقبل روشن کیا، بلکہ انسانیت کے لیے طبیعیات کی حدود کو آگے بڑھانے کا ایک اور امکان بھی روشن کیا، آخر تک، تکنیکی ارتقاء کے طویل دریا میں، صرف ایک ہی سچائی کبھی نہیں رہی، بالکل اسی طرح جیسے چپس کی دنیا کا مطلب ایسا ہی نہیں تھا جیسا کہ چپس کی دنیا کا جواب تھا۔ کیا یہ خاموش انقلاب بالآخر عالمی سیمی کنڈکٹر زمین کی تزئین کی نئی شکل دے گا؟ شاید اس کا جواب پروفیسر ژاؤ پینگ کے الفاظ میں مضمر ہے: "جب ہم نے ٹیل لائٹس کا پیچھا کرنے کا جنون چھوڑ دیا، تو آخر کار ہم نے ستاروں اور سمندر کو دیکھا۔"