সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে পরবর্তী বড় অগ্রগতির প্রতিযোগিতা সংকুচিত হচ্ছে এবং স্যামসাং একটি কঠোর পদক্ষেপ নেওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছে।যেখানে শিল্পের বেশিরভাগই এখনও ৩এনএম প্রতিষ্ঠা করছে এবং ২এনএম স্থাপন শুরু করছে, সেখানে দক্ষিণ কোরিয়ার এই বৃহৎ সংস্থাটি ইতিমধ্যেই তার রোডম্যাপে একটি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট লক্ষ্য নির্ধারণ করেছে: একটি প্রক্রিয়াকে উৎপাদনে নিয়ে আসা। ট্রানজিস্টরে সমর্থিত ১ এনএম ওয়ার্কশিট.
এই পদক্ষেপটি শুধু প্রযুক্তিগত বিপণনের বিষয় নয়। এর উদ্দেশ্য হলো সরাসরি প্রতিযোগিতায় নামার চেষ্টা করা। ক্ষুদ্রকরণের প্রথম বিভাজনে টিএসএমসি এবং ইন্টেলএখন পর্যন্ত ব্যবহৃত ট্রানজিস্টর আর্কিটেকচার থেকে ভিন্ন একটি আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে স্যামসাং-এর এই কৌশলটি একটি উচ্চাভিলাষী সময়সীমার সাথে সিলিকনের অভ্যন্তরীণ গঠনে এক গভীর পরিবর্তনকে একত্রিত করেছে।
একটি ১ ন্যানোমিটার নোড যা ভৌত সীমাকে অতিক্রম করতে চায়
দক্ষিণ কোরিয়া থেকে প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী, কোম্পানিটি এই লক্ষ্য নিয়ে কাজ করছে যে ২০৩১ সালের মধ্যে ১ ন্যানোমিটার প্রসেসটি প্রস্তুত রাখা হবে।তার আগে, এই দশকে, এই উল্লম্ফনটি শিল্পগতভাবে কার্যকর নাকি কেবল পরীক্ষাগারেই সীমাবদ্ধ থাকবে, তা নির্ধারণ করার জন্য একটি নিবিড় গবেষণা ও উন্নয়ন পর্ব সম্পন্ন করা উচিত।
এই প্রসঙ্গে যখন আমরা ১ ন্যানোমিটার (nm) নিয়ে কথা বলি, তখন এটি কেবল প্রযুক্তিগত বিবরণের একটি ছোট সংখ্যাকে বোঝায় না। আমরা কথা বলছি... চ্যানেলের প্রস্থ প্রায় এক ন্যানোমিটার, যা কয়েকটি পরমাণুর সমান।এর ফলে স্যামসাং সিলিকন-ভিত্তিক সিএমওএস প্রযুক্তির বর্তমানে বিবেচিত ব্যবহারিক সীমার খুব কাছাকাছি চলে এসেছে। উৎপাদনের প্রতিটি ক্ষুদ্রতরকরণ উপকরণ নিয়ন্ত্রণ, কারেন্ট লিকেজ এবং প্রসেস ভ্যারিয়েশনের ক্ষেত্রে আরও বড় চ্যালেঞ্জ তৈরি করে।
দক্ষিণ কোরীয়দের এই পরিকল্পনা কোনো বিচ্ছিন্ন আন্দোলন নয়, বরং এটি একটি বৃহত্তর কৌশলের অংশ। একটি পর্যায়ক্রমিক আক্রমণ যা ২ নটিক্যাল মাইলের পরিপক্কতাকে একত্রিত করে ১ ন্যানোমিটার নোডের প্রস্তুতির সাথে সাথে, স্যামসাং নির্দিষ্ট গ্রাহকদের জন্য এবং তাদের নিজস্ব পণ্যের জন্য, মোবাইল এসওসি থেকে শুরু করে ডেটা সেন্টারের চিপ পর্যন্ত, বিশেষ ২ ন্যানোমিটার ভ্যারিয়েন্ট তৈরি করছে।
২ ন্যানোমিটার এবং ভবিষ্যতের ১ ন্যানোমিটার, উভয় ক্ষেত্রেই মূল বিষয় হলো উৎপাদন খরচ না বাড়িয়ে ঘনত্ব এবং কার্যকারিতা সর্বোচ্চ করা। এখানেই ফর্কশিট আর্কিটেকচারের ভূমিকা শুরু হয়, যার লক্ষ্য হলো... ডিভাইসগুলোর মধ্যে অব্যবহৃত স্থান কমিয়ে সিলিকনের প্রতিটি বর্গ মিলিমিটারের সদ্ব্যবহার করা।.
GAA থেকে Forksheet: ট্রানজিস্টর স্থাপত্যে এক নতুন পদক্ষেপ
এখন পর্যন্ত, উন্নত নোডের ক্ষেত্রে স্যামসাংয়ের বড় বাজিটি প্রযুক্তির উপরই ছিল। জিএএ (গেট-অল-অ্যারাউন্ড)এর ৩ ন্যানোমিটার প্রক্রিয়ায় বাণিজ্যিকভাবে চালু করা হয়েছে। এই পদ্ধতিতে ট্রানজিস্টর চ্যানেলকে চারিদিক থেকে কন্ট্রোল গেট দিয়ে ঘিরে রাখা হয়, যা প্রচলিত FinFET-এর তুলনায় বিদ্যুৎ প্রবাহের নিয়ন্ত্রণকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
তবে, GAA আর্কিটেকচারটিকে আরও ছোট করার চেষ্টা করা হলে এর নিজস্ব সীমাবদ্ধতাগুলো প্রকাশ পেতে শুরু করে। একই ধারণাটিকে কেবল ১ ন্যানোমিটারে নিয়ে গেলেই প্রয়োজনীয় সবটুকু সুবিধা পাওয়া যায় না, তাই স্যামসাংয়ের পরিকল্পনায় একটি ভিন্ন পন্থা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। জিএএ-এর স্বাভাবিক বিবর্তন হিসেবে ফর্কশিটচ্যানেলকে ঘিরে থাকা গেটের ধারণাটি পরিত্যক্ত হয়নি, কিন্তু চিপে ট্রানজিস্টরগুলোর বিন্যাস পুনর্গঠন করা হয়েছে।
ফর্কশিটের সারমর্ম হলো সংলগ্ন ট্রানজিস্টরগুলির মধ্যে এক ধরণের অন্তরক "দেয়াল" প্রবর্তন করুনএই ডাইইলেকট্রিক প্রতিবন্ধকটি N এবং P কাঠামো দুটিকে একে অপরের কাজে হস্তক্ষেপ না করে অনেক কাছাকাছি স্থাপন করার সুযোগ দেয়। এর ফলে, কাগজে-কলমে, প্রতিটি লজিক সেলের দখলকৃত স্থান উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।
ডিভাইসগুলোর মধ্যে কম দূরত্ব মানে হলো উচ্চতর ঘনত্ব এবং, সম্ভাব্যভাবে, প্রতি একক ক্ষেত্রফলে (PPA) উচ্চতর ফলনডিজাইনকে সংকুচিত করার মাধ্যমে একই চিপের আকারে আরও বেশি লজিক, আরও বেশি ক্যাশে, বা আরও বিশেষায়িত ইউনিট সংহত করা সম্ভব হয়, যা বিদ্যুৎ খরচ বহুগুণ না বাড়িয়ে কর্মক্ষমতা ক্রমাগত উন্নত করার মূল চাবিকাঠি।
এই পদ্ধতির একটি অসুবিধা আছে: উৎপাদন প্রক্রিয়াটি যথেষ্ট বেশি জটিল হয়ে ওঠে। সেই অন্তরক প্রাচীরের গঠনকে নিখুঁত নির্ভুলতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করা, চ্যানেলগুলোকে সারিবদ্ধ রাখা এবং যাতে কোনো ছিদ্র না হয় তা নিশ্চিত করা এমন একটি চ্যালেঞ্জ, যার জন্য বর্তমান লিথোগ্রাফি ক্ষমতার সর্বোচ্চ ব্যবহার প্রয়োজন, যার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে... এর সবচেয়ে উন্নত সংস্করণগুলিতে EUV এক্সপোজার.
সময়সূচী, ঝুঁকি এবং সবার আগে সেখানে পৌঁছানোর লড়াই
স্যামসাং-এর কৌশলের একটি প্রযুক্তিগত উপাদান এবং স্পষ্টতই, একটি অবস্থানগত উপাদান রয়েছে। ঐতিহাসিকভাবে, কোম্পানিটি চেয়েছে নির্দিষ্ট মাইলফলকে প্রথম পৌঁছানোর মাধ্যমে পরিচিতি লাভ করুন৭ ন্যানোমিটারে EUV ব্যবহারে এবং ৩ ন্যানোমিটারে GAA প্রবর্তনে অগ্রণী ছিল, যদিও প্রাথমিক ফলাফল বাজারের প্রত্যাশা অনুযায়ী সবসময় ততটা জোরালো ছিল না।
ট্রানজিস্টরসহ ১ ন্যানোমিটার নোডের (ফর্কশিট) ক্ষেত্রে, কোম্পানিটি আবারও একই ধরনের কিছু করার চেষ্টা করছে। প্রাপ্ত তথ্য থেকে জানা যায় একটি গবেষণা ও উন্নয়ন পর্যায় যা ২০৩০ সালের মধ্যে সম্পন্ন করা উচিত২০৩১ সালের কাছাকাছি সময়ে প্রাথমিক উৎপাদনের পথ খোলা রাখা হবে। এই সময়সীমাটি এই খাতের অন্যান্য প্রতিযোগীদের জন্য নির্ধারিত সময়সীমা থেকে খুব একটা ভিন্ন নয়, তাই প্রকৃত সুবিধাটি শুধুমাত্র তারিখের ভিত্তিতে পরিমাপ করা হবে না।
আসল পরীক্ষা হবে যে ফর্কশিট আর্কিটেকচারের সেই তাত্ত্বিক সুবিধাটি উৎপাদন লাইনে রূপান্তরিত হয় কিনা। গ্রহণযোগ্য ফলন এবং নিয়ন্ত্রিত খরচপূর্ববর্তী প্রজন্মগুলিতে, উৎপাদন সংক্রান্ত সমস্যা এবং প্রক্রিয়া সমন্বয় একটি সফল সূচনা এবং বাণিজ্যিক পণ্যগুলিতে প্রায় অব্যবহৃত একটি নোডের মধ্যে পার্থক্য গড়ে দিয়েছে।
স্যামসাং তার প্রথম ৩ ন্যানোমিটার প্রসেসের মাধ্যমে ইতিমধ্যেই সেই পরিস্থিতি সরাসরি অভিজ্ঞতা করেছে, যেখানে শুরুতে বৈধ চিপের হার প্রত্যাশা অনুযায়ী ছিল না।সঞ্চিত অভিজ্ঞতা এখন সমস্যাগুলোকে আরও দ্রুত পরিমার্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, কিন্তু এটি পরিবর্তনশীলতা এবং ত্রুটির দিক থেকে ১ ন্যানোমিটারে উত্তরণের ফলে সৃষ্ট নতুন জটিলতার সৃষ্টিকে প্রতিরোধ করে না।
এদিকে, কোম্পানিটি পরিমাণের দিক থেকে ফাউন্ড্রি বাজারে টিএসএমসি-র অনেক পিছনে দ্বিতীয় স্থান ধরে রেখেছে, যা তার অবস্থান বজায় রেখেছে। খাতের ৭০ শতাংশের বেশি শেয়ারআকারের এই পার্থক্যের কারণে স্যামসাং-এর রোডম্যাপে বিনিয়োগ এবং সময়সীমা সংক্রান্ত প্রতিটি সিদ্ধান্তের গুরুত্ব অনেক বেশি।
২ ন্যানোমিটারের ভূমিকা এবং স্যামসাং-এর বর্তমান পরিস্থিতি
যদিও ১ ন্যানোমিটার নোড ধীরে ধীরে বিকশিত হচ্ছে, কোম্পানিটিকে অবিলম্বে আরও একটি মোকাবেলা করতে হচ্ছে: এর ২ এনএম অফারকে সুসংহত করেএই প্রক্রিয়াটিই কার্যত স্বল্প ও মধ্যমেয়াদে ইউরোপীয় এবং বৈশ্বিক বাজারে আসা মোবাইল ফোন ও অন্যান্য ডিভাইসের চিপগুলোর কার্যকারিতা নির্ধারণ করবে।
স্যামসাং-এর ২ ন্যানোমিটার প্রসেসটি একই GAA দর্শনের উপর ভিত্তি করে তৈরি, তবে ৩ ন্যানোমিটারের তুলনায় এতে বিদ্যুৎ খরচ কমাতে এবং কর্মক্ষমতা বাড়াতে কিছু উন্নতি করা হয়েছে। এই বিষয়ে, সর্বশেষ প্রকাশিত তথ্য এবং ফাঁস হওয়া তথ্য থেকে বোঝা যায় যে দক্ষতার ক্ষেত্রে উন্নতির এখনও সুযোগ রয়েছে।বিশেষ করে যখন আমাদের নিজস্ব কিছু SoC-কে অন্যান্য ফ্যাব্রিকেটরদের দ্বারা সমতুল্য নোডে নির্মিত প্রতিদ্বন্দ্বী SoC-গুলোর সাথে তুলনা করা হয়।
কৃত্রিম পরীক্ষায়, স্যামসাংয়ের নিজস্ব নকশা করা কিছু চিপে দেখা গেছে ভারী লোডের অধীনে সর্বোচ্চ বিদ্যুৎ খরচএটি ডিভাইসের ব্যাটারির আয়ু এবং কার্যক্ষম তাপমাত্রাকে প্রভাবিত করে। অন্যান্য নির্মাতাদের উন্নত প্রক্রিয়ানির্ভর বিকল্পগুলোর তুলনায়, ব্যবহারের সময়ে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য পরিলক্ষিত হয়েছে।
এই ফলাফলগুলো এটাই তুলে ধরে যে, ১ ন্যানোমিটার প্রযুক্তির ব্যাপক প্রয়োগ বিবেচনা করার আগে কোম্পানিটির প্রয়োজন... এর ২ ন্যানোমিটার প্রযুক্তিকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করা এবং উৎপাদন স্থিতিশীল করাএর বিকল্প হবে একটি এখনও অস্থিতিশীল ভিত্তির উপর পরবর্তী ধাপটি নির্মাণ করা, যার ফলে নতুন নোডটিতে কার্যকারিতা ও ব্যয় সংক্রান্ত সমস্যা বয়ে আনার ঝুঁকি থাকবে।
এইসব অসুবিধা থাকা সত্ত্বেও, ১ ন্যানোমিটারের উন্নয়নকে একটি দীর্ঘমেয়াদী বিনিয়োগ হিসেবে দেখা হচ্ছে। যদি স্যামসাং ২ ন্যানোমিটারে দক্ষতা এবং পারফরম্যান্সের ব্যবধান পূরণ করতে পারে, এটি আরও শক্তিশালী অবস্থান নিয়ে ১ ন্যানোমিটার উইন্ডোতে পৌঁছাতে পারতো।ইউরোপীয় এবং বিশ্বব্যাপী গ্রাহকদের আকৃষ্ট করতে সক্ষম, যারা আজ প্রায় একচেটিয়াভাবে টিএসএমসি-র উপর নির্ভরশীল।
বাজার এবং ডিভাইসগুলির উপর সম্ভাব্য প্রভাব
ন্যানোমিটারের হিসাব এবং প্রযুক্তিগত বিতর্কের ঊর্ধ্বে, সাধারণ ব্যবহারকারীর কাছে যা গুরুত্বপূর্ণ তা হলো এটি তাদের দৈনন্দিন জীবনে কী পরিবর্তন আনতে পারে। একটি সুচারুভাবে সম্পাদিত ১ ন্যানোমিটার প্রক্রিয়া এর মাধ্যমে সম্ভব হবে... ছোট, আরও শক্তিশালী এবং কম শক্তি খরচকারী চিপএর ফলে কার্যত সব ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইস প্রভাবিত হবে।
স্মার্টফোনের ক্ষেত্রে, এর অর্থ হবে উচ্চতর টেকসই কর্মক্ষমতা এবং উন্নত ব্যাটারি লাইফ সহ মোবাইল ফোনগেমিং বা ভারী কাজ চালানোর সময় অতিরিক্ত গরম হওয়ার সমস্যা কম হবে। ল্যাপটপ এবং ডেস্কটপের ক্ষেত্রে, এই উন্নতির ফলে ডিজাইন আরও পাতলা হতে পারে এবং বড় আকারের কুলিং সিস্টেমের উপর নির্ভরতা কমবে।
আইওটি, অটোমোটিভ এবং ক্লাউড কম্পিউটিং-এর মতো খাতগুলোতেও এর প্রভাব পড়বে। এর সম্ভাবনা হলো... একই স্থানে আরও লজিক এবং মেমরি একীভূত করুন এটি আরও উন্নত সেন্সর, আরও অত্যাধুনিক সহায়ক ব্যবস্থা সম্পন্ন যানবাহন এবং প্রতি ওয়াটে আরও বেশি তথ্য প্রক্রিয়াকরণে সক্ষম ডেটা সেন্টারের পথ খুলে দেয়।
ইউরোপ এবং স্পেনের ক্ষেত্রে, যেখানে সেমিকন্ডাক্টরে কৌশলগত স্বায়ত্তশাসন একটি পুনরাবৃত্ত বিষয় হয়ে উঠেছে, সেখানে ১ ন্যানোমিটার নোডের মতো নোডগুলির বিবর্তনের একটি ভিন্ন ব্যাখ্যা রয়েছে: কোন সরবরাহকারীরা সবচেয়ে উন্নত চিপ তৈরি করতে সক্ষম হবে তা নির্ধারণ করুন যখন ইইউ চিপস আইন এবং অন্যান্য সরকারি সহায়তা কর্মসূচি দ্বারা প্রচারিত প্রধান প্রকল্পগুলো কার্যকর হবে।
যদি স্যামসাং তার ফর্কশিট প্রযুক্তিকে সুসংহত করতে পারে এবং এই নোডগুলিতে টিএসএমসি-র একটি প্রতিযোগিতামূলক বিকল্প উপস্থাপন করতে পারে, ইউরোপীয় চিপ ডিজাইনারদের কাজ করার জন্য আরও বেশি সুযোগ থাকবে। সুপারকম্পিউটিং প্রসেসর থেকে শুরু করে এআই অ্যাক্সিলারেটর পর্যন্ত তাদের উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সমাধানগুলো কোথায় উৎপাদন করা হবে, তা বেছে নেওয়ার সময়।
আপাতত, স্যামসাং-এর পরিকল্পনা প্রযুক্তিগত উচ্চাকাঙ্ক্ষা এবং প্রতিদ্বন্দ্বীদের থেকে নিজেকে স্বতন্ত্র করার প্রয়োজনের সমন্বয়ের উপর নির্ভর করছে। এই উল্লম্ফন... ট্রানজিস্টর সহ ১ ন্যানোমিটার চিপের ওয়ার্কশিট এটিকে পরবর্তী যুগান্তকারী উদ্ভাবন হিসেবে উপস্থাপন করা হচ্ছে, কিন্তু এর সাফল্য শুধু প্রথম হওয়ার উপরই নির্ভর করবে না: এর কার্যক্ষমতা, খরচ এবং নির্ভরযোগ্যতার মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা করা প্রয়োজন হবে, যাতে এই 'স্বপ্নের সেমিকন্ডাক্টর' আগামী দশকে ইউরোপীয় বাজারে আমরা যে ডিভাইসগুলো দেখব, সেগুলোকে শক্তি জোগাতে পারে।