सेमीकंडक्टरची मंदी, भारताला मोठी संधी

सध्या बाजारात असलेला सेमीकंडक्टर चिपचा तुटवडा ही जगभरातल्या औद्योगिक क्षेत्रासाठी मोठीच डोकेदुखी आहे. कोरोना आणि इतर कारणांमुळे अनेक कारखान्यांनी या समस्येपुढे हात टेकले आहेत. पण भारतातल्या संशोधकांना मात्र यावर उपाय सापडला आहे. आता जर भारतातच या चिप बनवल्या गेल्या तर भविष्यात भारत इलेक्ट्रॉनिक्स बाजारपेठेचं वैश्विक केंद्र बनू शकतो.

आपली गाडी असो, फोन असो, इअरफोन असो किंवा इतर कुठलंही गॅजेट असो. सेमीकंडक्टर चिपशिवाय यांची निर्मिती होणं अवघड आहे. काय असते ही चिप? तर जसा आपला मेंदू असतो, तशीच ही चिप आपल्या गॅजेटचा मेंदू असते. आपलं साधन जितकं ऑटोमेशन तंत्राचा वापर करत असतं, तितका भार या चिपवर असतो. बघायला गेलं, तर अगदी बोटभर आकाराची ही चिप असते.

पण सध्या याच इवल्याशा चिपने सगळ्या जगाला वेठीला धरलं आहे. कारण काय, तर तिची कमतरता! सध्या बाजारात या चिपचा मोठ्या प्रमाणात तुटवडा जाणवू लागला आहे. मोठमोठ्या कंपन्यांची अब्जावधींची कामं फक्त या छोट्याशा चिपअभावी रखडलीत. गोल्डमॅन सॅक्स या अमेरिकन कंपनीच्या मते, चिपच्या कमतरतेमुळे एक-दोन नव्हे, तर तब्बल 169 उद्योगधंदे अडचणीत सापडलेत.

चिपच्या उत्पादनात सगळ्यात मोठा वाटा कुणाचा असेल, तर तो तैवानचा. जगभरात वापरल्या जाणार्‍या निम्म्याहून अधिक चिप तैवानमधे बनवल्या जातात. मागच्या वर्षी या देशाला मोठ्या दुष्काळाला सामोरं जावं लागलं. त्यामुळे इथला टीएमएससी हा सगळ्यात मोठा सेमीकंडक्टर कारखाना आणि वेफर्स म्हणजेच चिपचा पातळ थर धुवायला रोज अतिशुद्ध पाणी मिळेनासं झालं. त्यामुळे चिपचं उत्पादन कमी होत गेलं.

दुसरीकडे, अमेरिका आणि चीनच्या व्यापारविषयक धोरणात तणाव निर्माण झाल्याने अमेरिकेने चीनच्या कंपन्यांवर निर्बंध लादले होते. ज्याचा फटका चीनच्या सगळ्यात मोठ्या सेमीकंडक्टर कारखान्याला बसला. त्यानंतर टीएमएससी आणि सॅमसंग या दोन कंपन्यांकडे चिपच्या मागणीचा ओघ लागला, पण त्यांची उत्पादन क्षमता या मागणीपेक्षा आता तोकडी पडू लागली आहे.

या बाजारात चिप बनवणारे अनेक मोठे कारखानेही आहेत. पण चीन, तैवान आणि कोरियाच्या कंपन्यांना गाठू शकेल इतकं त्यांचं उत्पादन नाही. गेल्या एक-दोन वर्षांत यातल्या बर्‍याच कारखान्यांचं आगीमुळे नुकसान झालं. त्यांना भुर्दंड सोसावा लागला. मागणी जास्त आणि पुरवठा कमी अशी स्थिती असताना घोंगावत आलेल्या कोरोनाच्या वादळाने जगभरातल्या चिप उत्पादकांचं कंबरडंच मोडून काढलं.

गेल्या डिसेंबरमध्ये भारत सरकारने सेमीकंडक्टर चिपच्या निर्मितीसाठी 2 लाख 30 हजार कोटी रुपयांचं पॅकेज देऊ केलं. भारतातच जर चिप बनवल्या गेल्या तर भविष्यात भारत इलेक्ट्रॉनिक्स बाजारपेठेचं वैश्विक केंद्र बनू शकतो. ‘आत्मनिर्भर भारत’ ही संकल्पना प्रत्यक्षात साकार करण्याच्या द़ृष्टीने सरकारचं हे पाऊल फार महत्त्वाचं मानलं जातं. कमी किमतीच्या पण अधिक सक्षम असलेल्या चिपच्या उत्पादनाचं आवाहन या योजनेच्या माध्यमातून केलं गेलं.

हैदराबादच्या टाटा मूलभूत संशोधन संस्थेच्या अभ्यासकांना चिपच्या या जागतिक समस्येवर अखेर उपाय सापडला आहे. गेले काही महिने या संस्थेतली एक टीम डॉ. पबित्रा के. नायक यांच्या नेतृत्वाखाली चिपच्या उत्पादन प्रक्रियेवर संशोधन करत होती. प्रदीर्घ संशोधनानंतर या टीमला अतिशय प्रभावी पण स्वस्त चिप बनवण्यासाठी लागणारं तंत्रज्ञान विकसित करण्यात यश आलं आहे. नव्या संशोधनानुसार, चिप बनवण्यासाठी डोपिंग तंत्राचा वापर केला जाणार आहे.

सध्याच्या इलेक्ट्रॉनिक साधनांमधे अजैविक चिपचा वापर मोठ्या प्रमाणात केला जातो. पण याऐवजी मेटल हॅलाईड पेरोवस्काईट आणि जैविक चिपचा वापरही केला जाऊ शकतो. अजैविक चिपपेक्षा जैविक चिपची किंमत कमी आणि कार्यक्षमता जास्त असते. पण अशा चिपमधे वीज पोचवण्याच्या क्षमतेची कमतरता जास्त दिसून येते. डोपिंग प्रक्रियेचा वापर करून जैविक किंवा मेटल हॅलाईड पेरोवस्काईट चिपमध्ये वीज पोचवण्याची क्षमता आणखी वाढवली जाऊ शकते.

बहुतांश संशोधक असे डोपंट म्हणजेच डोपिंग एजंट शोधत आहेत, ज्यांच्या माध्यमातून शुद्धीकरणाची प्रक्रिया करून जैविक चिप बनवले जाऊ शकतात. पण ही प्रक्रिया फारच किचकट आणि वेळखाऊ असल्याचं डॉ. नायक यांचं म्हणणं आहे. डॉ. नायक यांची संशोधित डोपिंग प्रणाली अशी कुठलीही शुद्धीकरणाची प्रक्रिया राबवत नाही. पण तरीही डॉ. नायक यांचे डोपंट सध्या उपलब्ध असलेल्या डोपंटपेक्षा चांगल्या रितीने डोपिंग करत आहेत.

भविष्यात येऊ घातलेल्या सौर सेल तंत्रज्ञानाच्या द़ृष्टीने अशा डोपिंगमधून केलेलं जैविक चिपचं उत्पादन महत्त्वाचं ठरणार आहे. डॉ. नायक हे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विभागाच्या सुवर्ण महोत्सवी फेलोशिपचे विजेते आहेत. इलेक्ट्रॉनिक डोपिंग आणखी सक्षम आणि स्वच्छ व्हावी यासाठी आण्विक उत्पादनांतून डोपंट विकसित करण्याचा चंग त्यांनी बांधला आहे. ‘नेचर मटेरियल्स’मध्ये प्रकाशित झालेल्या त्यांच्या या शोधनिबंधात डोपिंग तंत्राची एकंदरीत प्रक्रिया आणि त्याचं महत्त्व समजावून सांगितलेलं आहे.