ଯୋଗାଣ ଶୃଙ୍ଖଳର ଗଭୀରତା ମଧ୍ୟରେ, କିଛି ଯାଦୁକର ବାଲିକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ହୀରା-ସଂରଚିତ ସିଲିକନ୍ ସ୍ଫଟିକ ଡିସ୍କରେ ପରିଣତ କରନ୍ତି, ଯାହା ସମଗ୍ର ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ଯୋଗାଣ ଶୃଙ୍ଖଳ ପାଇଁ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକ। ସେମାନେ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ଯୋଗାଣ ଶୃଙ୍ଖଳର ଅଂଶ ଯାହା "ସିଲିକନ୍ ବାଲି"ର ମୂଲ୍ୟକୁ ପ୍ରାୟ ହଜାର ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି କରେ। ବେଳାଭୂମିରେ ଆପଣ ଦେଖୁଥିବା ଅସ୍ପଷ୍ଟ ଚମକ ହେଉଛି ସିଲିକନ୍। ସିଲିକନ୍ ହେଉଛି ଏକ ଜଟିଳ ସ୍ଫଟିକ ଯାହା ଭଙ୍ଗୁରତା ଏବଂ କଠିନ ପରି ଧାତୁ (ଧାତୁ ଏବଂ ଅଣ-ଧାତୁ ଗୁଣ) ସହିତ। ସିଲିକନ୍ ସବୁଠି ଅଛି।
ଅମ୍ଳଜାନ ପରେ ସିଲିକନ୍ ହେଉଛି ପୃଥିବୀର ଦ୍ୱିତୀୟ ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ପଦାର୍ଥ, ଏବଂ ବ୍ରହ୍ମାଣ୍ଡରେ ସପ୍ତମ ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ପଦାର୍ଥ। ସିଲିକନ୍ ହେଉଛି ଏକ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ, ଅର୍ଥାତ୍ ଏହାର ପରିବାହୀ (ଯେପରିକି ତମ୍ବା) ଏବଂ ଇନସୁଲେଟର (ଯେପରିକି କାଚ) ମଧ୍ୟରେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଗୁଣ ଅଛି। ସିଲିକନ୍ ଗଠନରେ ଅଳ୍ପ ପରିମାଣର ବିଦେଶୀ ପରମାଣୁ ଏହାର ଆଚରଣକୁ ମୌଳିକ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରିବ, ତେଣୁ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ-ଗ୍ରେଡ୍ ସିଲିକର ଶୁଦ୍ଧତା ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ଭାବରେ ଅଧିକ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍-ଗ୍ରେଡ୍ ସିଲିକନ୍ ପାଇଁ ଗ୍ରହଣୀୟ ସର୍ବନିମ୍ନ ଶୁଦ୍ଧତା ହେଉଛି 99.999999%।
ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ପ୍ରତି ଦଶ ବିଲିୟନ ପରମାଣୁ ପାଇଁ କେବଳ ଗୋଟିଏ ଅଣ-ସିଲିକନ୍ ପରମାଣୁକୁ ଅନୁମତି ଦିଆଯାଇଛି। ଭଲ ପାନୀୟ ଜଳ 40 ନିୟୁତ ଅଣ-ଜଳ ଅଣୁ ପାଇଁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ-ଗ୍ରେଡ୍ ସିଲିକନ୍ ଅପେକ୍ଷା 50 ନିୟୁତ ଗୁଣ କମ୍ ବିଶୁଦ୍ଧ।
ଖାଲି ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ନିର୍ମାତାମାନଙ୍କୁ ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା ସିଲିକନ୍ କୁ ସଠିକ୍ ଏକକ-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଗଠନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଏହା ଉପଯୁକ୍ତ ତାପମାତ୍ରାରେ ଏକକ ମଦର କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ କୁ ତରଳିଥିବା ସିଲିକନ୍ ରେ ପ୍ରବେଶ କରାଇ କରାଯାଏ। ନୂତନ କନ୍ୟା ସ୍ଫଟିକ ମା' କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଚାରିପାଖରେ ବଢ଼ିବା ଆରମ୍ଭ କଲେ, ସିଲିକନ୍ ଇନଗଟ୍ ଧୀରେ ଧୀରେ ତରଳିଥିବା ସିଲିକନ୍ ରୁ ଗଠିତ ହୁଏ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଧୀର ଏବଂ ଗୋଟିଏ ସପ୍ତାହ ଲାଗିପାରେ। ସମାପ୍ତ ସିଲିକନ୍ ଇନଗଟ୍ ପ୍ରାୟ 100 କିଲୋଗ୍ରାମ ଓଜନର ଏବଂ 3,000 ରୁ ଅଧିକ ୱେଫର ତିଆରି କରିପାରିବ।
ସୂକ୍ଷ୍ମ ହୀରା ତାର ବ୍ୟବହାର କରି ୱେଫରଗୁଡ଼ିକୁ ପତଳା ଖଣ୍ଡରେ କଟାଯାଇଥାଏ। ସିଲିକନ୍ କଟିଂ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ସଠିକତା ବହୁତ ଅଧିକ, ଏବଂ ଅପରେଟରମାନଙ୍କୁ ନିରନ୍ତର ତଦାରଖ କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ, ନଚେତ୍ ସେମାନେ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରି ସେମାନଙ୍କ କେଶରେ ମୂର୍ଖତାପୂର୍ଣ୍ଣ କାମ କରିବା ଆରମ୍ଭ କରିବେ। ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ଉତ୍ପାଦନର ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ପରିଚୟ ଅତ୍ୟଧିକ ସରଳୀକୃତ ଏବଂ ପ୍ରତିଭାମାନଙ୍କ ଅବଦାନକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଶ୍ରେୟ ଦିଏ ନାହିଁ; କିନ୍ତୁ ଏହା ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ବ୍ୟବସାୟର ଗଭୀର ବୁଝାମଣା ପାଇଁ ଏକ ପୃଷ୍ଠଭୂମି ପ୍ରଦାନ କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି।
ସିଲିକନ୍ ୱେଫର୍ସର ଯୋଗାଣ ଏବଂ ଚାହିଦା ସମ୍ପର୍କ
ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ବଜାରରେ ଚାରୋଟି କମ୍ପାନୀର ପ୍ରାଧାନ୍ୟ ରହିଛି। ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି, ବଜାର ଯୋଗାଣ ଏବଂ ଚାହିଦା ମଧ୍ୟରେ ଏକ ନାଜୁକ ସନ୍ତୁଳନରେ ରହିଛି।
2023 ମସିହାରେ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ବିକ୍ରୟରେ ହ୍ରାସ ଯୋଗୁଁ ବଜାର ଅତ୍ୟଧିକ ଯୋଗାଣର ସ୍ଥିତିରେ ରହିଛି, ଯାହା ଫଳରେ ଚିପ୍ ନିର୍ମାତାଙ୍କ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଏବଂ ବାହ୍ୟ ଇନଭେଣ୍ଟରୀ ଅଧିକ ରହିଛି। ତଥାପି, ଏହା କେବଳ ଏକ ଅସ୍ଥାୟୀ ପରିସ୍ଥିତି। ବଜାର ପୁନରୁଦ୍ଧାର ହେବା ସହିତ, ଶିଳ୍ପ ଶୀଘ୍ର କ୍ଷମତାର ଧାରକୁ ଫେରିବ ଏବଂ AI ବିପ୍ଳବ ଦ୍ୱାରା ଆଣିଥିବା ଅତିରିକ୍ତ ଚାହିଦାକୁ ପୂରଣ କରିବାକୁ ପଡିବ। ପାରମ୍ପରିକ CPU-ଆଧାରିତ ସ୍ଥାପତ୍ୟରୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସମଗ୍ର ଶିଳ୍ପ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇବ, କାରଣ ତଥାପି, ଏହା ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଶିଳ୍ପର କମ୍-ମୂଲ୍ୟ ଅଂଶ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇପାରେ।
ଗ୍ରାଫିକ୍ସ ପ୍ରୋସେସିଂ ୟୁନିଟ୍ (GPU) ସ୍ଥାପତ୍ୟ ପାଇଁ ଅଧିକ ସିଲିକନ୍ କ୍ଷେତ୍ର ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ।
କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାର ଚାହିଦା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, GPU ନିର୍ମାତାମାନଙ୍କୁ GPU ରୁ ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ କିଛି ଡିଜାଇନ୍ ସୀମାକୁ ଅତିକ୍ରମ କରିବାକୁ ପଡିବ। ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ, ଚିପ୍କୁ ବଡ଼ କରିବା ହେଉଛି ଉଚ୍ଚ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ହାସଲ କରିବାର ଏକ ଉପାୟ, କାରଣ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିଭିନ୍ନ ଚିପ୍ଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଦୀର୍ଘ ଦୂରତା ଯାତ୍ରା କରିବାକୁ ପସନ୍ଦ କରନ୍ତି ନାହିଁ, ଯାହା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ସୀମିତ କରେ। ତଥାପି, ଚିପ୍କୁ ବଡ଼ କରିବାର ଏକ ବ୍ୟବହାରିକ ସୀମା ଅଛି, ଯାହାକୁ "ରେଟିନା ସୀମା" କୁହାଯାଏ।
ଲିଥୋଗ୍ରାଫି ସୀମା ହେଉଛି ଏକ ଚିପ୍ର ସର୍ବାଧିକ ଆକାର ଯାହା ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ନିର୍ମାଣରେ ବ୍ୟବହୃତ ଲିଥୋଗ୍ରାଫି ମେସିନ୍ରେ ଗୋଟିଏ ଷ୍ଟେପ୍ରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇପାରିବ। ଏହି ସୀମା ଲିଥୋଗ୍ରାଫି ଉପକରଣର ସର୍ବାଧିକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଆକାର ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ, ବିଶେଷକରି ଲିଥୋଗ୍ରାଫି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବ୍ୟବହୃତ ଷ୍ଟେପର୍ କିମ୍ବା ସ୍କାନର। ସର୍ବଶେଷ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପାଇଁ, ମାସ୍କ ସୀମା ସାଧାରଣତଃ ପ୍ରାୟ 858 ବର୍ଗ ମିଲିମିଟର। ଏହି ଆକାର ସୀମା ବହୁତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାରଣ ଏହା ସର୍ବାଧିକ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ ଯାହାକୁ ଏକକ ଏକ୍ସପୋଜରରେ ୱେଫରରେ ପ୍ୟାଟର୍ନ କରାଯାଇପାରିବ। ଯଦି ୱେଫର ଏହି ସୀମାଠାରୁ ବଡ଼ ହୁଏ, ତେବେ ୱେଫରକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ୟାଟର୍ନ କରିବା ପାଇଁ ଏକାଧିକ ଏକ୍ସପୋଜର ଆବଶ୍ୟକ ହେବ, ଯାହା ଜଟିଳତା ଏବଂ ଆଲାଇନ୍ମେଣ୍ଟ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଯୋଗୁଁ ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଅବ୍ୟବହାରିକ। ନୂତନ GB200 କଣା ଆକାର ସୀମା ସହିତ ଦୁଇଟି ଚିପ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍କୁ ଏକ ସିଲିକନ୍ ଇଣ୍ଟରଲେୟାରରେ ମିଶ୍ରଣ କରି ଏହି ସୀମାକୁ ଅତିକ୍ରମ କରିବ, ଯାହା ଦୁଇଗୁଣ ବଡ଼ ଏକ ସୁପର-କଣା-ସୀମିତ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଗଠନ କରିବ। ଅନ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସୀମା ହେଉଛି ମେମୋରୀର ପରିମାଣ ଏବଂ ସେହି ମେମୋରୀର ଦୂରତା (ଯଥା ମେମୋରୀ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍)। ନୂତନ GPU ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଦୁଇଟି GPU ଚିପ୍ ସହିତ ସମାନ ସିଲିକନ୍ ଇଣ୍ଟରପୋଜର୍ରେ ସ୍ଥାପିତ ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥିବା ଉଚ୍ଚ-ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ମେମୋରୀ (HBM) ବ୍ୟବହାର କରି ଏହି ସମସ୍ୟାକୁ ଦୂର କରିଥାଏ। ସିଲିକନ୍ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, HBM ର ସମସ୍ୟା ହେଉଛି ଯେ ଉଚ୍ଚ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଉଚ୍ଚ-ସମାନ୍ତରାଳ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ଯୋଗୁଁ ସିଲିକନ୍ କ୍ଷେତ୍ରର ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିଟ୍ ପାରମ୍ପରିକ DRAM ତୁଳନାରେ ଦୁଇଗୁଣ ଅଧିକ। HBM ପ୍ରତ୍ୟେକ ଷ୍ଟାକରେ ଏକ ଲଜିକ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଚିପ୍ ମଧ୍ୟ ସଂଯୁକ୍ତ କରେ, ଯାହା ସିଲିକନ୍ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ। ଏକ ଆନୁମାନିକ ଗଣନା ଦର୍ଶାଏ ଯେ 2.5D GPU ସ୍ଥାପତ୍ୟରେ ବ୍ୟବହୃତ ସିଲିକନ୍ କ୍ଷେତ୍ର ପାରମ୍ପରିକ 2.0D ସ୍ଥାପତ୍ୟ ତୁଳନାରେ 2.5 ରୁ 3 ଗୁଣ ଅଧିକ। ପୂର୍ବରୁ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଇଥିବା ପରି, ଯଦି ଫାଉଣ୍ଡ୍ରି କମ୍ପାନୀଗୁଡ଼ିକ ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ପ୍ରସ୍ତୁତ ନହୁଏ, ତେବେ ସିଲିକନ୍ ୱେଫର କ୍ଷମତା ପୁଣି ବହୁତ କଡ଼ା ହୋଇପାରେ।
ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ବଜାରର ଭବିଷ୍ୟତ କ୍ଷମତା
ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଉତ୍ପାଦନର ତିନୋଟି ନିୟମ ମଧ୍ୟରୁ ପ୍ରଥମଟି ହେଉଛି ଯେତେବେଳେ ସର୍ବନିମ୍ନ ପରିମାଣର ଟଙ୍କା ଉପଲବ୍ଧ ଥାଏ ସେତେବେଳେ ସର୍ବାଧିକ ଟଙ୍କା ବିନିଯୋଗ କରିବାକୁ ପଡ଼ିଥାଏ। ଏହା ଶିଳ୍ପର ଚକ୍ରଗତ ପ୍ରକୃତି ଯୋଗୁଁ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର କମ୍ପାନୀଗୁଡ଼ିକୁ ଏହି ନିୟମ ପାଳନ କରିବାରେ କଷ୍ଟକର ପଡ଼ିଥାଏ। ଚିତ୍ରରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଅଧିକାଂଶ ସିଲିକନ୍ ୱେଫର ନିର୍ମାତା ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନର ପ୍ରଭାବକୁ ଚିହ୍ନିଛନ୍ତି ଏବଂ ଗତ କିଛି ତ୍ରୈମାସିକରେ ସେମାନଙ୍କର ମୋଟ ତ୍ରୈମାସିକ ପୁଞ୍ଜି ଖର୍ଚ୍ଚକୁ ପ୍ରାୟ ତିନିଗୁଣ କରିଛନ୍ତି। କଷ୍ଟକର ବଜାର ପରିସ୍ଥିତି ସତ୍ତ୍ୱେ, ଏହା ଏବେ ବି ରହିଛି। ଆହୁରି ଆକର୍ଷଣୀୟ କଥା ହେଉଛି ଯେ ଏହି ଧାରା ବହୁ ଦିନ ଧରି ଚାଲିଛି। ସିଲିକନ୍ ୱେଫର କମ୍ପାନୀଗୁଡ଼ିକ ଭାଗ୍ୟବାନ କିମ୍ବା ଏପରି କିଛି ଜାଣନ୍ତି ଯାହା ଅନ୍ୟମାନେ ଜାଣନ୍ତି ନାହିଁ। ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଯୋଗାଣ ଶୃଙ୍ଖଳା ଏକ ସମୟ ଯନ୍ତ୍ର ଯାହା ଭବିଷ୍ୟତର ଭବିଷ୍ୟବାଣୀ କରିପାରିବ। ଆପଣଙ୍କର ଭବିଷ୍ୟତ ଅନ୍ୟ କାହାର ଅତୀତ ହୋଇପାରେ। ଯଦିଓ ଆମେ ସବୁବେଳେ ଉତ୍ତର ପାଉନାହୁଁ, କିନ୍ତୁ ଆମେ ପ୍ରାୟ ସବୁବେଳେ ମୂଲ୍ୟବାନ ପ୍ରଶ୍ନ ପାଉ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁନ୍-୧୭-୨୦୨୪