Explained: కంప్యూటర్ చిప్‌ల కొరతకు కారణాలేంటి..? అసలు చిప్ అంటే ఏంటి..? దీని తయారీ ఎందుకంత కష్టం..?

కరోనా(Corona) విజృంభణ తరువాత ప్రపంచవ్యాప్తంగా సెమీకండక్టర్ల కొరత (Semiconductor Shortage) ఏర్పడింది. సెమీకండక్టర్లు దొరక్క కార్ల తయారీదారులు ఉత్పత్తిని ఆపేయాల్సి వచ్చింది. ఒక్క వాహనం రంగం (Automobile Industry) మాత్రమే కాదు సెమీకండక్టర్లపై ఆధారపడే ల్యాప్‌టాప్‌లు, ట్యాబ్‌లు, స్మార్ట్‌ఫోన్ల ఉత్పత్తులపై తీవ్ర ప్రతికూల ప్రభావం పడింది. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్స్ (Integrated circuits) లేదా కంప్యూటర్ చిప్స్ (Computer Chips) అని కూడా పిలిచే ఈ సెమీకండక్టర్లు చిన్నగా ఉంటాయి కానీ ఇవి డిజిటల్ పరికరాలకు ఒక బ్రెయిన్‌లా పనిచేస్తాయి. ఇవి లేకపోతే ఏ డిజిటల్ పరికరం పనిచేయదు. అందుకే వీటికి డిమాండ్ అనేది ఎప్పుడూ ఎక్కువగానే ఉంటుంది. కరోనా దెబ్బతో కొరత ఏర్పడటంతో వీటికి గిరాకీ మరింత పెరిగింది. చిప్స్‌ల ఉత్పత్తి ఖర్చు, శ్రమతో కూడుకున్నది కాబట్టి వీటిని తయారు చేయడం చాలా దేశాలకు కష్టమే. ఈ నేపథ్యంలో తైవాన్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ కో(TSMC), దక్షిణ కొరియాకు చెందిన శాంసంగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కో అనే రెండు ఆసియా పవర్‌హౌస్‌లపై ప్రపంచ దేశాలు ఆధారపడ్డాయి.

భౌగోళిక రాజకీయ, ఆర్థిక చిక్కుల నేపథ్యంలో ఉత్పత్తిని విస్తరించే ప్రపంచ రేసులో రాబోయే సంవత్సరాల్లో వందల బిలియన్ల డాలర్లు ఖర్చు చేసే అవకాశాలున్నాయని తెలుస్తోంది. ఈ తరుణంలో అసలు చిప్‌ల లేమి ఎందుకు ఏర్పడింది? దీనివల్ల ఎవరు ప్రభావితమయ్యారు? చిప్‌ అంటే ఏంటి? దీని తయారీ ఎందుకంత కష్టం? లాంటి మరెన్నో విషయాలు తెలుసుకుందాం.

Passwords Security: క్రోమ్‌ లేదా ఇతర ఇంటర్నెట్‌ బ్రౌజర్లలో పాస్‌వర్డ్స్‌ సేవ్‌ చేయడం సురక్షితమేనా..? నిపుణులు ఏమంటున్నారు..?

1. ఎందుకు కొరతలు ఉన్నాయి?

స్టే-ఎట్-హోమ్ షిఫ్ట్ - కరోనా లాక్‌డౌన్‌ల కాలంలో చాలామంది ఇంటికే పరిమితమయ్యారు. ఈ క్రమంలో ల్యాప్‌టాప్‌ల విక్రయాలు అత్యధికంగా పెరిగాయి. ఇది చిప్ డిమాండ్‌ను పెంచింది. వెబ్‌క్యామ్‌లు, మానిటర్‌లు, చిప్‌లతో వచ్చే టీవీల నుంచి ఎయిర్ ప్యూరిఫైయర్‌ల వరకు గృహోపకరణాల అమ్మకాలు కూడా పెరిగాయి. దీంతో భారీ స్థాయిలో ఉత్పత్తి పెంచాల్సి వచ్చింది. అంచనాలు తలకిందులు - మహమ్మారి తరువాత కార్ల అమ్మకాలు చాలా త్వరగా పుంజుకుంటాయని వాహన తయారీదారులు తప్పుగా అంచనా వేశాయి. చిప్‌మేకర్లు తమకు చిప్స్ పంపిణీ చేస్తాయని అనుకున్నాయి. కానీ చిప్ తయారీదారులు కంప్యూటింగ్, యాపిల్ వంటి స్మార్ట్‌ఫోన్ దిగ్గజాలకు సెమీకండక్టర్లు సరఫరా చేశాయి. దీంతో వాహన పరిశ్రమకు చిప్‌ల లేమితో గట్టి షాక్ తగిలింది.

విపత్తులు: ఫిబ్రవరిలో టెక్సాస్‌లో తీవ్రమైన చలి కారణంగా విద్యుత్తు అంతరాయం ఏర్పడింది. దీనితో ఆస్టిన్ చుట్టూ ఉన్న సెమీకండక్టర్ ప్లాంట్‌లను మూసివేయాల్సి వచ్చింది. మార్చిలో జపాన్‌లో ఆటోమోటివ్ చిప్‌ల ప్రధాన ప్రొవైడర్ అయిన రెనెసాస్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కార్పోరేషన్‌కు చెందిన ప్లాంట్లో అగ్నిప్రమాదంతో జరిగింది. ఈ కారణంగా నెలల తరబడి ఉత్పత్తికి అంతరాయం కలిగింది.

2. ఎవరు ప్రభావితమయ్యారు..?

ఈ ఏడాదిలో చిప్ కొరతతో 7.7 మిలియన్ వాహనాల ఉత్పత్తి నిలిచిపోనుండగా.. కార్ల తయారీదారులు అమ్మకాలలో 210 బిలియన్ డాలర్లు నష్టపోయే అవకాశం ఉందని అంచనా. శాంసంగ్ కంపెనీ కూడా ఈ కొరతతో కుదలైంది. ఇంటర్నెట్ రూటర్లు, ఐప్యాడ్‌లు, మాక్‌ల అమ్మకాలు ప్రభావితమయ్యాయి. టయోటా మోటార్ కార్పోరేషన్ సెప్టెంబర్‌లో 14 ప్లాంట్లలో ఉత్పత్తిని నిలిపివేసింది.

3. చిప్ అంటే ఏమిటి?

ఎలక్ట్రానిక్ వస్తువులను స్మార్ట్‌గా మార్చే సిలికాన్(Silicon Material) మెటీరియల్‌‌యే ఈ చిప్. ఇందులో కోట్ల సంఖ్యలో ఉండే ట్రాన్సిస్టర్లు (Transistors) మన బ్రెయిన్ లోని న్యూరాన్స్ వలె పనిచేస్తాయి. ఈ ట్రాన్సిస్టర్లు ఎలక్ట్రిసిటీని తనగుండా ప్రసరించేలా చేయగలవు.. అలాగే అడ్డుకోగలవు. అందుకే వీటిని సెమీ-కండక్టర్లు అని పిలుస్తారు. ఇవి మిల్లి సెకండ్లలో కోట్లసార్లు ఎలక్ట్రిసిటీని అడ్డుకోగలవు.. అలాగే పాస్ చేయగలవు. ఆ విధంగా ఇవి డిజిటల్ పరికరాల్లో వివిధ రకాల విధులను సూపర్ ఫాస్ట్ గా పూర్తి చేస్తుంటాయి. ఐతే డేటాను స్టోర్ చేసే మెమరీ చిప్‌లు సులభంగా తయారు చేయొచ్చు. కానీ ప్రోగ్రామ్‌లను రన్ చేస్తూ డివైజ్ మెదడుగా పనిచేసే లాజిక్ చిప్‌లు మరింత సంక్లిష్టమైనవి, ఖరీదైనవి. ఈ సెమీకండక్టర్లను ఫౌండరీ(Foundries)లు అని పిలిచే కర్మాగారాల్లో తయారు చేస్తారు.

4. దీని తయారీ ఎందుకంత కష్టం..?

అధునాతన లాజిక్ చిప్‌ల తయారీకి అసాధారణమైన కచ్చితత్వం అవసరం. సూక్ష్మ దుమ్ము రేణువులు చిప్ లోని సర్క్యూట్లపై పడినా అది నిరుపయోగంగా మారుతుంది. చిప్‌లోని ట్రాన్సిస్టర్లు, వైరింగ్ మైక్రోస్కోప్ మాత్రమే చూడగలం. ఇంత చిన్నగా ఉండే వీటిని ఏ తేడా రాకుండా కనెక్ట్ చేయాల్సి ఉంటుంది. అందుకే ఈ ప్రాసెస్ అత్యంత కష్టమైన పనిగా పేర్కొంటారు. అలాగే త్వరితగతిన మార్పులకు లోబడి ఉన్న రంగంలో భారీ పోటీ ఇవ్వగలగాలి. గతంలో అతిపెద్దగా ఉన్న ట్రాన్సిస్టర్లు.. ఇప్పుడు 7nm.. అంటే మన ఎర్ర రక్త కణాల కంటే వందల రెట్లు తక్కువ సైజులో వస్తున్నాయి. దీని అర్థం రోజురోజుకీ ట్రాన్సిస్టర్ సైజు తగ్గి మైక్రోచిప్ సైజు గణనీయంగా తగ్గుతుంది.

Noise Colorfit Ultra 2: మార్కెట్​లోకి నాయిస్ కలర్‌ఫిట్ అల్ట్రా 2 స్మార్ట్​వాచ్ లాంచ్​.. 60 స్పోర్ట్స్​ మోడ్​ల్స్..

ఇప్పుడున్న వాటి కంటే తక్కువ సైజులో చిప్ తయారు చేయడం మామూలు విషయం కాదు. అందుకే కొత్తగా ఏ కంపెనీలు కూడా ఈ రంగంలోకి అడుగు పెట్టలేకపోతున్నాయి. దీనికితోడు ఈ ప్లాంట్లు నిర్మించడానికి, సన్నద్ధం చేయడానికి బిలియన్ల డాలర్లు ఖర్చవుతాయి. పెట్టుబడిని తిరిగి పొందడానికి అవి 24/7 శ్రమ చేయాల్సి ఉంటుంది. ఒక కర్మాగారం అపారమైన నీరు, విద్యుత్తును కూడా వాడుకుంటుంది. దుమ్ము రేణువులు లేదా సుదూర భూకంపాలు వల్ల చిప్ తయారీకి ఆటంకం కలుగుతుంది.

5. పెద్ద తయారీదారులు ఎవరు..?

తైవాన్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ కంపెనీ (TSMC) 1980లలో ప్రభుత్వ సహకారంతో ఫౌండ్రీ(Foundry) వ్యాపారాన్ని మొదలు పెట్టింది. అప్పట్లో ఇది ఇతరులకు చిప్‌లను తయారు చేయడంలో ముందుంది. ఇప్పుడు అత్యంత అధునాతనమైన చిప్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తోంది. ప్రతి ఒక్కరూ వాటిని పొందడానికి దాని తలుపులు తడుతున్నారు. గ్లోబల్ ఫౌండ్రీ మార్కెట్‌లో దాని వాటా దాని తదుపరి ముగ్గురు పోటీదారుల కంటే పెద్దది. మెమరీ చిప్‌లలో శాంసంగ్ ఆధిపత్యం చెలాయిస్తోంది. ఇది దాని ఉత్పత్తి సాంకేతికతను మెరుగుపరుస్తుంది. ఇది Qualcomm Inc, Nvidia Corp వంటి కంపెనీల నుంచి కొత్త ఆర్డర్‌లను అందుకుంది. ఇంటెల్ కార్పొరేషన్ కంపెనీ అనేది ఈ రంగంలో చివరి యూఎస్ హెవీవెయిట్.

కానీ దాని వ్యాపారం ల్యాప్‌టాప్‌లు, డెస్క్‌టాప్ కంప్యూటర్‌ల కోసం సీపీయూగా పనిచేసే స్వంత బ్రాండ్ చిప్‌లను తయారు చేయడంలో ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమై ఉంది. చిన్న తయారీదారులలో యూఎస్ గ్లోబల్‌ఫౌండ్రీస్ ఇంక్, చైనాస్ సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ ఇంటర్నేషనల్ కార్పో (SMIC), తైవాన్ కు చెందిన యునైటెడ్ మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ కార్పొరేషన్ ఉన్నాయి. కానీ అవి TSMC సాంకేతికత కంటే కనీసం రెండు - మూడు తరాలు వెనుకబడి ఉన్నాయి. టెక్సాస్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, ఐబీఎం, మోటోరోలా వంటి కంపెనీలు, అత్యంత అధునాతనమైన తయారీని కొనసాగించే ప్రయత్నాన్ని విరమించుకున్నాయి.

6. పోటీ ఎలా జరుగుతోంది?

రెండు ఆసియా చిప్ దిగ్గజాలు తమ ఆధిపత్యాన్ని సుస్థిరం చేసుకోవడానికి భారీగా ఖర్చు చేస్తున్నాయి. TSMC ఏప్రిల్‌లో తన మూలధన వ్యయాన్ని రాబోయే మూడేళ్లలో 100 బిలియన్ డాలర్లకు పెంచుతామని తెలిపింది. ఇందులో సామర్థ్య విస్తరణ, అప్‌గ్రేడ్‌లపై సుమారు 30 బిలియన్ డాలర్లు ఖర్చు పెట్టనుంది. ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద చిప్‌మేకింగ్ స్థావరాన్ని నిర్మించేందుకు దాదాపు 450 బిలియన్ డాలర్లు ఖర్చు చేసేందుకు SK హైనిక్స్ ఇంక్‌తో సహా దక్షిణ కొరియా కంపెనీలు భారీ ప్లాన్ రూపొందించాయి. ఇందులో భాగంగా శాంసంగ్ తన తైవానీస్ ప్రత్యర్థిని తలదన్నేలా ఎదిగేందుకు దశాబ్ద కాలం పాటు సాగే ఈ ఉమ్మడి ప్రాజెక్ట్ కోసం సుమారు 151 బిలియన్ డాలర్లు కేటాయించింది. యూఎస్ సాంకేతికతపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించే ప్రయత్నాలలో భాగంగా చైనా పట్టుదలతో ముందుకు సాగుతోంది.

Samsung Galaxy M33 5G: త్వరలోనే శామ్​సంగ్​ గెలాక్సీ M33 5G స్మార్ట్​ఫోన్​ లాంచ్​.. ఆన్​లైన్​లో లీకైన ఫీచర్ల వివరాలివే..

7. ఆసియాకు అవుట్ సైడ్ ఏం జరుగుతోంది?

చిప్ డిజైన్‌లో ఇప్పటికీ ప్రపంచానికి అగ్రగామిగా ఉన్న యూఎస్.. జాతీయ, ఆర్థిక భద్రతకు భంగం వాటిల్లకుండా దేశీయంగా అధునాతన కర్మాగారాలను నిర్మించడానికి లేదా విస్తరించడానికి కంపెనీలను ప్రోత్సహించాలని కోరుతోంది. అదేవిధంగా, యూరోపియన్ యూనియన్ అధికారులు ఐరోపాలో అధునాతన సెమీకండక్టర్ ఫ్యాక్టరీని నిర్మించడానికి మార్గాలను అన్వేషిస్తున్నారు. యూకే.. జాతీయ భద్రత, యాంటీట్రస్ట్ కారణాలపై బ్రిటీష్ సెమీకండక్టర్ డిజైనర్ ఆర్మ్ లిమిటెడ్‌ను కొనుగోలు చేయడానికి Nvidia కంపెనీ చేసిన 40 బిలియన్ డాలర్ల ఒప్పందంపై ఆధారపడింది.

8. ఈ టెక్నాలజీ ఎలా వృద్ధి చెందుతుంది?

5G మొబైల్ నెట్‌వర్క్‌లు విస్తరిస్తున్నందున డేటా-హెవీ వీడియో, గేమ్ స్ట్రీమింగ్ లాంటి కారణాల వల్ల మరింత శక్తివంతమైన, శక్తి-సమర్థవంతమైన చిప్‌ల అవసరం పెరగబోతోంది. TSMC, Samsung కంపెనీలు అవసరాలకు తగినట్లుగా చిప్‌లలోని ట్రాన్సిస్టర్‌లను మరింత మైక్రోస్కోపిక్‌గా మార్చడానికి కృషి చేస్తున్నాయి. ఎక్కువ ట్రాన్సిస్టర్లు ఒక్క చిప్‌లోనే సరిపోయేలా చేసేందుకు ప్రయత్నిస్తున్నాయి. క్లౌడ్ కంప్యూటింగ్ ప్రొవైడర్ అయిన Amazon Web Services Inc వంటి కంపెనీల విషయంలో చిప్‌లో చిన్న ఇంప్రూమెంట్స్ కూడా గణనీయమైన ఖర్చును ఆదా చేయగలవు.

AI భారీ డేటా ప్రాసెసింగ్‌పై ఆధారపడినందున కృత్రిమ మేధస్సు అనేది చిప్ ఇన్నోవేషన్ ను మరింత శక్తివంతంగా మార్చేలా ప్రోత్సహిస్తోంది. మరింత సమర్థవంతమైన చిప్ డిజైన్‌లు ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ అని పిలిచే అభివృద్ధిలో సహాయపడతాయి. IOT అంటే ఫోన్‌ల రిఫ్రిజిరేటర్‌ల నుంచి లైట్ స్విచ్‌ల వరకు అన్ని స్మార్ట్ గా కనెక్ట్ చేసే సాంకేతికత.

9. వీటన్నిటికీ తైవాన్ ఎలా సరిపోతుంది?

ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమను ప్రోత్సహించడానికి 1970లలో ప్రభుత్వం తీసుకున్న నిర్ణయం కారణంగా తైవాన్ ప్రజాస్వామ్యం కొంతవరకు ఆధిపత్య ప్లేయర్ గా ఉద్భవించింది. దీనికి యూఎస్ మాజీ ఎలక్ట్రానిక్స్ దిగ్గజం RCA కార్ప్‌తో సాంకేతిక బదిలీ ఒప్పందం, ఔట్‌సోర్సింగ్ వైపు పశ్చిమ దేశాలలో ఉన్న ధోరణి సహాయం చేసింది. ఇప్పుడు దాని స్కేల్, నైపుణ్యాలకు సమానంగా చిప్స్ తయారు చేయాలంటే సంవత్సరాలు పడుతుంది. అలాగే చాలా ఖర్చు అవుతుంది. బోస్టన్ కన్సల్టింగ్ గ్రూప్, సెమీకండక్టర్ ఇండస్ట్రీ అసోసియేషన్ కలిసి.. చిప్‌లలో పూర్తిస్థాయిలో తయారీ స్వయం సమృద్ధి సాధించడానికి యూఎస్ 10 ఏళ్ల సమయంలో 1 ట్రిలియన్ డాలర్ల కంటే ఎక్కువ డబ్బు ఖర్చు పెట్టాల్సి వస్తుందని అంచనా వేశాయి.

అయితే రాజకీయ ఉద్రిక్తతలు చిప్‌మేకింగ్ రేసుకు అంతరాయం కలిగించవచ్చు. తైవాన్ ఫౌండరీలలో ఉపయోగించిన దానితో సహా - యూఎస్ టెక్నాలజీకి చైనా యాక్సెస్‌ను నిరోధించే ప్రయత్నాలను కొనసాగిస్తామని బైడెన్ గవర్నమెంట్ సంకేతాలు ఇచ్చింది. మరి భవిష్యత్తులో ఏం జరుగుతుందో చూడాలి.

తెలుగు వార్తలు, తెలుగులో బ్రేకింగ్ న్యూస్ న్యూస్ 18‌లో చదవండి. రాష్ట్రీయ, జాతీయ, అంతర్జాతీయ, టాలీవుడ్, క్రీడలు, బిజినెస్, ఆరోగ్యం, లైఫ్ స్టైల్, ఆధ్యాత్మిక, రాశిఫలాలు చదవండి.