यूरोपीय संघ के निवेश के लिए कभी छोटे और अधिक शक्तिशाली माइक्रोचिप्स एआई, अंतरिक्ष उद्योग और उससे आगे के नवाचार का समर्थन करने में मदद कर रहे हैं।
द्वारा एंथनी किंग
1 जून 2024 को, एक अंतरिक्ष यान चांद पर एक चीनी अंतरिक्ष मिशन के हिस्से के रूप में चांद पर छू गया। इसका लक्ष्य चंद्रमा के अंधेरे पक्ष का अध्ययन करना और पहली बार वहां से चंद्र नमूने वापस करना था।
एडौर्ड लेपपे, नैनोक्सप्लोर के प्रबंध निदेशक, एक फ्रांसीसी कंपनी, जो अंतरिक्ष उद्योग में उपयोग के लिए उन्नत माइक्रोचिप्स विकसित करती है, को मिशन में खेले गए भाग पर गर्व है।
सबसे बढ़कर हमेशा हमेशा के लिए
“हमारे घटकों में से एक अभी चंद्रमा पर है,” लेपपे ने कहा। प्रश्न में घटक एक कंप्यूटर चिप है, जो हमारे स्मार्टफोन, कार और लैपटॉप में उपयोग किए जाने वाले लोगों की तरह है।
सिवाय इसके एक विशेष प्रकार की चिप है-जिसे सिस्टम-ऑन-चिप फील्ड-प्रो-चार्जिबल गेट सरणी (SOC FPGA) कहा जाता है-व्यापक रूप से एयरोस्पेस और रक्षा उद्योगों में उपयोग किया जाता है।
लेपपे एक यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान टीम का नेतृत्व कर रहा है जिसे ड्यूरोक कहा जाता है जो अंतरिक्ष में उपयोग के लिए इस तरह के चिप्स की तकनीक को आगे बढ़ाने के लिए निर्धारित किया गया है। यह जर्मनी, फ्रांस, ग्रीस और स्वीडन के प्रमुख विशेषज्ञों को यूरोपीय संघ के चिप प्रोसेसर प्रौद्योगिकी को अगले स्तर तक धकेलने के लिए एक साथ लाता है।
इस प्रयास में भागीदारों में एयरबस और थेल्स, यूरोप के उपग्रहों के सबसे बड़े निर्माता शामिल थे।
“अंतरिक्ष में, आप वाणिज्यिक उपकरणों का उपयोग नहीं कर सकते क्योंकि पर्यावरण बहुत आक्रामक है,” लेपपे ने कहा। “आपके पास बहुत अधिक विकिरण, बहुत ठंडा तापमान और कंपन है।”
अंतरिक्ष इलेक्ट्रॉनिक्स विशेष रूप से मजबूत होना चाहिए और न्यूनतम शक्ति के साथ काम करना चाहिए। आप एक अंतरिक्ष यान या उपग्रह पर इलेक्ट्रॉनिक्स को ठीक नहीं कर सकते हैं, न ही अपने डिवाइस को मुख्य बिजली से या ईंधन पर ऊपर से रिचार्ज कर सकते हैं।
आकार में छोटा, प्रभाव में बड़ा
एक माइक्रोचिप मूल रूप से एक छोटे, फ्लैट सिलिकॉन वेफर पर इकट्ठे किए गए मिनट के इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का एक सेट है। ये छोटे इलेक्ट्रॉनिक घटक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के “मस्तिष्क” के रूप में काम करते हैं। उनके एकीकृत सर्किट एक प्रणाली में गणना और नियंत्रण के मुख्य कार्य करते हैं।
1959 में जैक किल्बी द्वारा पहले एकीकृत सर्किट के निर्माण के बाद से, ये घटक तेजी से छोटे हो रहे हैं – और अधिक शक्तिशाली।
सर्किट से जुड़े अरबों ट्रांजिस्टर से बना, देखने के लिए बहुत छोटा है, माइक्रोचिप्स रोजमर्रा की जिंदगी के लिए महत्वपूर्ण हैं। साधारण उपकरणों के लिए बुनियादी चिप्स से लेकर सुपर कंप्यूटर के लिए अत्यधिक जटिल चिप्स तक, वे स्मार्टफोन और कंप्यूटर से लेकर उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स और एआई अनुप्रयोगों तक कुछ भी पाए जाते हैं।
नए उच्च-तकनीकी उपकरणों की मांगों को पूरा करने के लिए प्रदर्शन में लगातार प्रगति की आवश्यकता है। और जब चिप्स की बात आती है, तो हर नैनोमीटर मायने रखता है। जितने अधिक ट्रांजिस्टर संभव हो सकते हैं, संभवत: सबसे छोटे स्थान पर, चिप्स की गति और शक्ति को अधिक बढ़ाया जा सकता है।
मोटे तौर पर हर 2 साल में उद्योग चिप्स की एक नई पीढ़ी का परिचय देता है, जिसमें पिछली पीढ़ी की तुलना में अधिक और छोटे ट्रांजिस्टर होते हैं। सात नैनोमीटर (7nm) चिप को 2018 के आसपास बाजार में पेश किया गया था, जो पिछली पीढ़ी, 10NM नोड से एक कदम का प्रतिनिधित्व करता है। प्रत्येक चरण उपकरणों में बेहतर शक्ति दक्षता और प्रदर्शन के लिए अनुमति देता है।
“अधिक कार्यक्षमता के लिए ग्राहक की मांग कभी अधिक और छोटे ट्रांजिस्टर की मांग को बढ़ा रही है,” ASML के एक प्रवक्ता मार्क असेंक ने कहा, एक यूरोपीय कंपनी, जो उन्नत लिथोग्राफी मशीनों के डिजाइन और निर्माण में विशेषज्ञता रखती है, जो माइक्रोचिप्स के उत्पादन के लिए आवश्यक उपकरण हैं। “स्मार्टफोन और एआई को नवीनतम और सबसे उन्नत चिप्स की आवश्यकता होती है।”
उनकी कंपनी ने 2015 से 2018 तक सीनेट कंसोर्टियम का समन्वय किया, 7NM माइक्रोचिप उत्पादन प्रौद्योगिकी को अपनाने के लिए तकनीकी समाधान विकसित करने के लिए एक यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान पुश के हिस्से के रूप में।
एएसएमएल में प्रौद्योगिकी के कार्यकारी उपाध्यक्ष जोस बेन्सकॉप ने कहा, “सीनेट महत्वपूर्ण है क्योंकि इसके परिणामों ने उद्योग को अगली पीढ़ी में प्रगति करने में सक्षम बनाया है।” “सीनेट अनुसंधान ने 2019 में 7NM प्रौद्योगिकी की शुरुआत का नेतृत्व किया।”
आज, उद्योग ने और भी अधिक शक्तिशाली 3NM तकनीक के लिए प्रगति की है-वर्तमान में बाजार पर सबसे उन्नत चिप्स, नवीनतम उच्च-अंत वाले स्मार्टफोन में उपयोग किया जाता है।
यूरोपीय गैर-निर्भरता
जबकि चिप्स एक बार कंप्यूटर और लैपटॉप, और बाद में स्मार्टफोन और कारों के लिए महत्वपूर्ण थे, वे अब उपकरणों को जोड़ने और एआई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां यूरोप दूसरों पर पूरी तरह से निर्भर नहीं होना चाहता है। यद्यपि यूरोपीय संघ ने ऐतिहासिक रूप से सेमीकंडक्टर रिसर्च एंड डेवलपमेंट (आर एंड डी) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, लेकिन चिप निर्माण में इसकी स्थिति में वर्षों में गिरावट आई है।
2020 में दुनिया भर में लगभग एक ट्रिलियन माइक्रोचिप का निर्माण किया गया था, लेकिन वैश्विक बाजार में यूरोपीय संघ का हिस्सा सिर्फ 10%था। एशिया, विशेष रूप से ताइवान, दक्षिण कोरिया और चीन, 70%से अधिक के साथ हावी है। इंटेल और एनवीडिया जैसी कंपनियों के कारण अमेरिका भी एक महत्वपूर्ण हिस्सा रखता है।
अपनी प्रतिस्पर्धात्मकता सुनिश्चित करने के लिए, यूरोपीय संघ ने यूरोपीय चिप्स अधिनियम सहित कई पहलें शुरू की हैं, जो सितंबर 2023 में लागू हुई थी। इसका उद्देश्य 2030 तक यूरोप के वैश्विक अर्धचालक बाजार हिस्सेदारी को 20% तक दोगुना करना है और सार्वजनिक और निजी निवेश में € 43 बिलियन प्रदान करता है। चिप आर एंड डी और विनिर्माण के लिए।
इमारत क्षमता
यूरोप में उन्नत माइक्रोचिप विनिर्माण सुविधाओं (एफएबीएस) को आकर्षित करने पर यूरोपीय संघ का ध्यान पहले से ही फल दे रहा है।
TMSC ने 2024 में अपने पहले यूरोपीय कारखाने का निर्माण शुरू किया। नई यूरोपीय अर्धचालक विनिर्माण कंपनी (ESMC) को ताइवानी कंपनी और तीन यूरोपीय फर्मों – जर्मनी के बॉश और इन्फीनॉन और नीदरलैंड्स एनएक्सपी के बीच एक संयुक्त उद्यम के रूप में ड्रेसडेन में बनाया जाएगा। उत्पादन 2027 में शुरू होने की उम्मीद है।
अगस्त 2024 में ईएसएमसी के लिए ब्रेकिंग ग्राउंड समारोह में, यूरोपीय आयोग के अध्यक्ष उर्सुला वॉन डेर लेयेन ने कहा कि “दुनिया का सबसे बड़ा चिपमेकर हमारे महाद्वीप में आ रहा है और तीन यूरोपीय चैंपियन के साथ सेना में शामिल हो रहा है (…) एक वैश्विक नवाचार शक्ति के रूप में यूरोप के लिए एक समर्थन है” ।
जर्मनी के मैगडेबर्ग में एक प्रमुख माइक्रोचिप उत्पादन सुविधा के निर्माण के लिए इंटेल के साथ बातचीत भी चल रही है, जो यूरोप में सबसे बड़ी अर्धचालक उत्पादन सुविधा होने की भविष्यवाणी की गई है।
TSMC और इंटेल दुनिया की एकमात्र कंपनियों में से दो हैं जो दक्षिण कोरिया के सैमसंग के साथ-साथ अत्याधुनिक 3NM चिप्स का उत्पादन कर सकते हैं।
परिवर्तन के लिए स्थान
अंतरिक्ष के लिए चिप्स, हालांकि, फोन में चिप्स के समान नहीं हैं। वे बड़ी मात्रा में डेटा प्रोसेसिंग करने के लिए दर्जी हैं, जैसे कि एक उपग्रह पर कैमरे से जानकारी को रिले करना, जबकि थोड़ी शक्ति का उपयोग करना। उन्हें विकिरण-कठोर भी होना चाहिए और एक चिप का हिस्सा विकिरण द्वारा नष्ट होने पर भी कार्य करने में सक्षम हो।
अभी, हमारे उपग्रहों में अंतरिक्ष चिप्स ज्यादातर 65nm और 28nm नोड्स पर चलते हैं। ड्यूरोक में नैनोक्सप्लोर और इसके भागीदारों के लिए, उद्देश्य अंतरिक्ष चिप्स को अगले स्तर पर ले जाना है, जो इस क्षेत्र में, 7nm है। लेपपे चुनौतियों के बावजूद, इन अंतरिक्ष चिप्स के लिए एक उज्ज्वल भविष्य की भविष्यवाणी करता है।
“अंतरिक्ष एक कम-मात्रा का बाजार है और सबसे उन्नत नोड्स विकसित करना मुश्किल है,” उन्होंने कहा। “अगर हम 7NM को प्राप्त करने का प्रबंधन करते हैं, तो हम अंतरिक्ष उद्योग में एक स्पष्ट खिलाड़ी होंगे और यहां तक कि अमेरिका इस तरह की तकनीक भी करना चाहेगा।” वह 2027 या तो अंतरिक्ष में पहली बार लॉन्च के साथ, लगभग 2027 में अपने हाथ में इस तरह की चिप को पकड़ने की उम्मीद करता है।
लेपपे ने स्वीकार किया कि चिप रेस में यूरोप की स्थिति फिसल गई है। उनका मानना है कि यूरोपीय संघ के स्पेस आर एंड आई वर्क प्रोग्राम सहित यूरोपीय संघ के स्तर पर चल रहे सहयोग और समर्थन, अगले चिप डिजाइनों को बनाने में मदद करेंगे और यह सुनिश्चित करेंगे कि यूरोपीय संघ चिप्स की दौड़ में अपना स्वयं का आयोजित करता है।
“हम 2000 के दशक से पीछे गिरने लगे,” उन्होंने कहा। “यदि आप अपने इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ संप्रभु नहीं हैं, तो सभी महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों के लिए – एआई सहित – आप विदेशों पर निर्भर होंगे।”
इस लेख में अनुसंधान यूरोपीय संघ के क्षितिज कार्यक्रम द्वारा वित्त पोषित किया गया था। साक्षात्कारकर्ताओं के विचार जरूरी नहीं कि यूरोपीय आयोग के लोगों को प्रतिबिंबित करें।
और जानकारी
यह लेख मूल रूप से क्षितिज द ईयू रिसर्च एंड इनोवेशन मैगज़ीन में प्रकाशित हुआ था।
