ग्लोबल माइक्रोचिप रेस: पकड़ने के लिए यूरोप की बोली

स्टटगार्ट से एक घंटे की ड्राइव पर एक शांत जंगल के किनारे पर, जहां लंबी पैदल यात्रा ट्रेल्स पेड़ों के माध्यम से और धीरे-धीरे लुढ़कने वाली पहाड़ियों के बीच घूमती है, दुनिया के सबसे उन्नत अर्धचालक विकसित करने के लिए वैश्विक दौड़ में यूरोप के गुप्त हथियारों में से एक है।

बाडेन-वुर्टेमबर्ग के दक्षिण-पश्चिमी राज्य में सिर्फ 8,000 लोगों का एक छोटा सा शहर ओबेरोचेन, कार्ल ज़ीस एसएमटी का मुख्यालय है, जो दुनिया के सबसे उन्नत चिपमेकिंग उपकरण में उपयोग किए जाने वाले दर्पण और लेंस का एकमात्र निर्माता है। इसके अल्ट्रा-सटीक दर्पण और लेंस इतने सटीक हैं कि वे जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप से 200 गुना अधिक सटीकता से सक्षम हैं।

Zeiss के पास "एक अनूठी क्षमता" है, ASML के मुख्य कार्यकारी पीटर वेनिंक कहते हैं, नीदरलैंड स्थित कंपनी जो अत्याधुनिक चिप्स बनाने के लिए आवश्यक चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी (EUV) मशीनों के निर्माण पर एक वैश्विक एकाधिकार रखती है - और इसकी एक है सबसे महत्वपूर्ण ग्राहक।

ज़ीस ऑप्टिक्स के बिना, उनका कहना है कि ASML अपनी EUV मशीनें नहीं बना सकता, जो छोटे पैमाने पर सिलिकॉन वेफर्स पर चिप डिज़ाइन को स्कैन करने के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करती हैं। और ASML मशीनों के बिना, भविष्य की तकनीकों जैसे कृत्रिम बुद्धिमत्ता, स्वायत्त ड्राइविंग और क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए आवश्यक सबसे उन्नत चिप्स बनाना असंभव होगा।

उन्नत चिपमेकिंग उपकरण यूरोप की छिपी ताकत में से एक है क्योंकि दुनिया भर के देश एक ऐसे उद्योग के हिस्से पर कब्जा करने की कोशिश करते हैं जो आधुनिक अर्थव्यवस्था के केंद्र में है और जो तेजी से भू-राजनीतिक जोखिम से ग्रस्त होता जा रहा है। 

मैकिन्से के अनुसार, सेमीकंडक्टर बाजार 500 में पहली बार 2021 बिलियन डॉलर से अधिक हो गया और 2030 तक ट्रिलियन-डॉलर का उद्योग बनने का अनुमान है।

ताइवान सबसे उन्नत चिप निर्माण का वैश्विक केंद्र है। 10 नैनोमीटर से नीचे के अर्धचालकों के संदर्भ में - प्रौद्योगिकी के अग्रणी संस्करण - ताइवान के पास वैश्विक बाजार में 90 प्रतिशत से अधिक की हिस्सेदारी है।

लेकिन ताइवान में चीनी सैन्य हस्तक्षेप के किसी रूप के बारे में बढ़ती आशंकाओं ने अमेरिका, जापान और यूरोप भर में कई सरकारों को अपने देशों में चिप उत्पादन के विस्तार को प्रोत्साहित करने के लिए प्रेरित किया है, जिससे यह चिंता बढ़ गई है कि बहुत अधिक क्षमता एक ही समय में स्ट्रीम पर आ रही होगी। समय।

कई देशों के लिए, अर्धचालक राष्ट्रीय सुरक्षा का विषय हैं क्योंकि अर्थव्यवस्था का बड़ा हिस्सा उनके द्वारा प्रदान की जाने वाली कार्यक्षमता पर तेजी से निर्भर करता है। महामारी के दौरान गंभीर कमी ने स्मार्टफोन और पर्सनल कंप्यूटर से लेकर सर्वर और ऑटोमोबाइल तक वैश्विक उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उत्पादन को प्रभावित किया है।

यूरोप पीछे नहीं रहने के लिए दृढ़ संकल्पित है क्योंकि यह प्रतियोगिता गति पकड़ती है। 

इस साल की शुरुआत में यूरोपीय आयोग ने ब्लॉक में कारखाने स्थापित करने के लिए दुनिया के सबसे बड़े चिप निर्माताओं को लुभाने के प्रयास में € 43bn निवेश करने की योजना का अनावरण किया। इंटेल, यूएस चिप दिग्गज, ने जर्मनी में एक मेगा-साइट के लिए € 33bn सहित ब्लॉक में € 17bn का प्रारंभिक निवेश करने का वादा किया है। STMicroelectronics और Infineon जैसे यूरोपीय चिप निर्माता भी यूरोप में अपनी सुविधाओं का विस्तार कर रहे हैं। यूरोपीय संघ दुनिया के सबसे बड़े अनुबंध चिप निर्माता TSMC को ब्लॉक में बड़े पैमाने पर संचालन स्थापित करने के लिए लुभाने की कोशिश कर रहा है।

ब्रसेल्स को उम्मीद है कि निवेश वैश्विक सेमीकंडक्टर बाजार में यूरोपीय संघ की हिस्सेदारी को आज के 10 प्रतिशत से कम करके 20 तक 2030 प्रतिशत तक दोगुना कर देगा। एक समय जब पूर्व-पश्चिम तनाव आपूर्ति के लिए संभावित खतरा पैदा कर सकता था।

81 और 2021 के बीच कम से कम 2025 नई चिप सुविधाएं बनाई जानी हैं; यूएस-आधारित सेमीकंडक्टर उद्योग संगठन SEMI के सितंबर में सबसे हालिया आंकड़ों के अनुसार, अमेरिका में 10 और ताइवान में 14 की तुलना में यूरोप में 21 का निर्माण किया जाएगा।

रसायनों और सामग्रियों में महाद्वीप की ठोस नींव के साथ, कार्ल ज़ीस एसएमटी और एएसएमएल जैसी कंपनियां और उनकी आपूर्ति श्रृंखलाएं उच्चतम अंत चिप्स के दुनिया के सबसे महत्वपूर्ण आपूर्तिकर्ताओं में से एक बनने की यूरोप की महत्वाकांक्षा के लिए मौलिक होंगी।

लेकिन यूरोप के सेमीकंडक्टर पुश में महत्वपूर्ण अंतराल बना हुआ है। आवश्यक पूंजी की मात्रा दुर्जेय हैं। और जो कंपनियाँ चिप फ़ैक्टरियों की आपूर्ति करना चाह रही हैं, उन्होंने चेतावनी दी है कि उनके संयंत्रों को गुनगुना रखने के लिए पर्याप्त कुशल श्रमिक नहीं हैं।

नीदरलैंड स्थित कंपनी एनएक्सपी सेमीकंडक्टर के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी लार्स रेगर कहते हैं, "क्या हम 20 तक 2030 प्रतिशत बाजार हिस्सेदारी तक पहुंच सकते हैं, यह एक प्रश्न चिह्न है, लेकिन दबाव बढ़ रहा है क्योंकि कुछ भी नहीं करने से स्थिति और भी खराब हो जाएगी।" .

"यह सभी प्रासंगिकता के बारे में है," एएसएमएल में वेनिंक ने कहा। "आपको भू-राजनीतिक संदर्भ में प्रासंगिक बने रहना होगा।" 

क्या इस का कोई मतलब निकलता है?

माइक्रोचिप्स के लिए यूरोप की महत्वाकांक्षी योजना, जो यूरोपीय चिप्स अधिनियम के आसपास बनाई गई है, को सार्वभौमिक स्वीकृति नहीं मिली है।

उद्योग के अधिकारियों सहित कुछ आलोचकों ने सुझाव दिया है कि यूरोप बर्बाद हो रहा था करदाताओं का पैसा। वे तर्क देते हैं कि बेहतर होगा कि यूरोप के अपने उद्योगों - जैसे ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों द्वारा खपत की जाने वाली परिपक्व चिप प्रौद्योगिकियों की क्षमता बढ़ाने पर पैसा खर्च किया जाए - बजाय नवीनतम चिप्स विकसित करने की भारी लागत का सामना करने के। यूरोप के मोबाइल फोन उद्योग की गिरावट ने उन्नत चिप्स के लिए स्पष्ट ग्राहकों के बिना महाद्वीप को छोड़ दिया था।

एक चिप कंपनी के कार्यकारी का कहना है कि जैसे-जैसे अधिक से अधिक जटिल चिप्स बनाने की लागत बढ़ रही है, "कम कंपनियां इसे बनाए रखने में सक्षम थीं"। "दौड़ से बाहर होने वालों में से कई यूरोप में थे।"

उन्नत सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए आवश्यक कुछ प्रमुख क्षमताओं के बिना इसने यूरोप की आपूर्ति श्रृंखला को छोड़ दिया है।

कंसल्टेंसी काउंटरपॉइंट रिसर्च के साथ लंदन में वरिष्ठ विश्लेषक यांग वांग बताते हैं कि यूरोप में कोई चिप डिजाइनर नहीं है जो तकनीक के 7 नैनोमीटर और नीचे के नोड्स संस्करणों में काम करता है।

"दुनिया के शीर्ष 10 चिप डिजाइनरों में से कोई भी यूरोप में स्थित नहीं है, जबकि अमेरिका सेमीकंडक्टर डिजाइनों में दुनिया का नेतृत्व करता है," वे कहते हैं।

यूरोपीय संघ के पास अर्धचालक आपूर्ति श्रृंखलाओं के मौजूदा समूह हैं, जैसे कि बेल्जियम में ल्यूवेन, जर्मनी में ड्रेसडेन और फ्रांस में ग्रेनोबल, लेकिन यूरोप को चिप डिजाइन क्षमताओं को बढ़ाना होगा, और उन्नत चिप बनाने के साथ-साथ चिप में निवेश के लिए पारिस्थितिकी तंत्र में निवेश करना होगा। खुद विनिर्माण, उद्योग विशेषज्ञों का कहना है।

फंडिंग भी एक महत्वपूर्ण कारक है। जितनी अधिक उन्नत चिप बनाई जा रही है, उतनी ही अधिक पूंजी-गहन प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, 2022 के लिए TSMC का पूंजीगत व्यय $36bn होगा, और इस महीने कंपनी ने आने वाले वर्षों में एरिजोना में अपने निवेश को $12bn से $40bn तक तिगुना करने की योजना की घोषणा की, जहाँ यह 3 तक अधिक उन्नत 2026nm तकनीक भी लाएगी।

अमेरिका ने इस साल अपना खुद का चिप्स एंड साइंस एक्ट पारित किया है, जो प्रोत्साहन और टैक्स छूट का 52.7 अरब डॉलर का पैकेज है।

उद्योग के अधिकारियों का कहना है कि सबसे उन्नत चिप प्रौद्योगिकी के लिए आवश्यक आपूर्ति श्रृंखला के निर्माण में वर्षों लगेंगे - और अधिक करदाता समर्थन की आवश्यकता होगी। चीन, ताइवान और दक्षिण कोरिया जैसे देशों ने दशकों से अपने चिप निर्माताओं का समर्थन करने के लिए अरबों का निवेश किया है।

"यूरोपीय चिप्स अधिनियम एक महान उपकरण है, क्योंकि यह हमें दुनिया भर में प्रोत्साहन के समान स्तर पर रखता है," जेनेवा-आधारित कंपनी STMicroelectronics के मुख्य कार्यकारी जीन-मार्क चेरी कहते हैं, जो मुख्य रूप से मोटर वाहन और औद्योगिक बाजारों के लिए चिप्स की आपूर्ति करता है। परिपक्व प्रौद्योगिकियां। "लेकिन अगर हमें [उन्नत तकनीक] और विशाल फ़ैब्स बनाना है। . . तो यह बहुत प्रतिस्पर्धी नहीं है। 

लेकिन यूरोप शून्य से शुरू नहीं हो रहा है।

उन्नत चिप उपकरण पर यूरोपीय संघ की पकड़ एक महत्वपूर्ण लाभ है। एएसएमएल की ईयूवी मशीनों के साथ, दुनिया के सबसे बड़े चिप निर्माता जैसे टीएसएमसी, सैमसंग और इंटेल भौतिकी की सीमाओं को चुनौती देने में सक्षम हैं, छोटे और छोटे चिप्स पर अधिक से अधिक प्रसंस्करण ट्रांजिस्टर पैक कर रहे हैं। आज बड़े पैमाने पर उत्पादन में सबसे अत्याधुनिक 3nm है - एक चिप पर प्रत्येक ट्रांजिस्टर के आकार का एक संदर्भ - लेकिन तकनीक इसे 2nm और नीचे ले जा रही है।

ज़ीस के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी थॉमस स्टैमलर कहते हैं, "ईयूवी के बिना, आप एक चिप में ट्रांजिस्टर के इतने बड़े घनत्व तक नहीं पहुंच पाएंगे।" "चूंकि हम केवल ईयूवी की आपूर्ति कर रहे हैं, हम इसे चिप उद्योग के विस्तार और समर्थन के दायित्व के रूप में भी लेते हैं। . . और हम पहले से ही ईयूवी की अगली पीढ़ी पर काम कर रहे हैं।" 

ASML और Zeiss से परे, जिसमें ASML की 25 प्रतिशत हिस्सेदारी है, EUV मशीनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले लेज़रों में जर्मनी का ट्रम्पफ विश्व में अग्रणी है। 220,000C पर, ट्रम्पफ के लेज़रों द्वारा निर्मित प्लाज्मा - EUV प्रकाश उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है - सूर्य की सतह से लगभग 40 गुना अधिक गर्म है।

इस तरह की उन्नत तकनीक ईयूवी को 16 के दशक में इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों में 1,000 ट्रांजिस्टर की तुलना में आज ऐप्पल जैसी कंपनियों को अपने मैकबुक की केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई पर 1970 अरब ट्रांजिस्टर निचोड़ने में मदद करने में सक्षम बनाती है। 

उन्नत चिपमेकिंग में उपयोग की जाने वाली अत्यधिक अनुकूलित, जटिल सामग्री और रसायनों का उत्पादन करने की क्षमता में यूरोप का भी एक मजबूत लाभ है। ये मुख्य रूप से मर्क, बीएएसएफ और सोल्वे जैसी मुट्ठी भर यूरोपीय कंपनियों और जेएसआर और शिन-एत्सु केमिकल जैसी जापानी कंपनियों से आते हैं।

इसके पास आईएमईसी में दुनिया के अग्रणी अनुसंधान केंद्रों में से एक है, जो ब्रुसेल्स के बाहर नैनो टेक्नोलॉजी अनुसंधान केंद्र है जिसका उपयोग प्रोटोटाइप बनाने के लिए सबसे उन्नत चिप निर्माताओं द्वारा किया जाता है। अन्य विश्व प्रसिद्ध अनुसंधान केंद्रों में जर्मनी के फ्रौनहोफर संस्थान और फ्रांस के सीईए-लेटी शामिल हैं।

लेकिन अभी भी चुनौतियां हैं। अन्य देश अपनी स्वयं की चिप बनाने की क्षमताओं का निर्माण करने के लिए यूरोप की तुलना में कहीं अधिक निवेश कर रहे हैं, और पारिस्थितिक तंत्र पहले से ही नए संयंत्रों के आसपास विकसित होना शुरू कर रहे हैं।

यूरोप में महत्वपूर्ण रासायनिक और सामग्री आपूर्तिकर्ता अमेरिका और ताइवान की तुलना में निवेश करने में धीमे रहे हैं। उद्योग में कुछ लोगों का सुझाव है कि ऐसा इसलिए है क्योंकि यूरोपीय चिप्स अधिनियम चिप निर्माण से परे निवेश को पर्याप्त रूप से कवर नहीं करता है, या क्योंकि यूरोपीय पर्यावरण नियम रासायनिक सुविधाओं का विस्तार करना अधिक कठिन बनाते हैं। और निश्चित रूप से, यूरोप के गैस संकट ने पहले ही उच्च ऊर्जा की कीमतों को बढ़ा दिया है, जिससे ब्लॉक के ऊर्जा-गहन रसायन उद्योग को कुछ उत्पादों के उत्पादन को बंद करने या निलंबित करने के लिए मजबूर होना पड़ा है। उद्योग के अधिकारियों का कहना है कि मजबूत प्रोत्साहन के बिना अभी यूरोप में विस्तार करना आकर्षक नहीं है।

"नए सेमीकंडक्टर फैब के लिए रसायनों की आपूर्ति के लिए समर्पित संपत्तियों में निवेश की आवश्यकता होती है। इसलिए, राज्य के समर्थन की कमी निश्चित रूप से रसायनों के आपूर्तिकर्ताओं के लिए एक बाधा होगी," सोल्वे के अध्यक्ष रोड्रिगो एलिज़ोंडो ने फाइनेंशियल टाइम्स को बताया। "हमारे विचार में, रसायनों की एक मजबूत क्षेत्रीय आपूर्ति की अनुपस्थिति निश्चित रूप से यूरोपीय सेमीकंडक्टर फैब के संचालन को खतरे में डाल देगी।"

बीएएसएफ और सॉल्वे आने वाले वर्षों में रासायनिक और सामग्री की कमी की उम्मीद करते हैं जब नई चिप क्षमताएं बढ़ती हैं, जब तक कि इन क्षेत्रों में निवेश नहीं किया जाता है।

"हर कोई सेमीकंडक्टर निर्माण के बारे में बात करता है, लेकिन इन माइक्रोचिप्स के उत्पादन के लिए आवश्यक रसायनों पर पर्याप्त ध्यान नहीं दिया जाता है," बीएएसएफ के इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के वरिष्ठ उपाध्यक्ष लोथर लाउपिचलर कहते हैं। "ऐसा लगता है जैसे रसायनों को पानी या बिजली की तरह देखा जाता है, आप नल खोलते हैं और यह ठीक बाहर आता है, लेकिन यह एक गलत धारणा है।" 

मर्क के कार्यकारी बोर्ड के सदस्य और इसके इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन के मुख्य कार्यकारी काई बेकमैन कहते हैं: "हमें यूरोपीय संघ के साथ संयुक्त रूप से इस पर गौर करने की जरूरत है, क्योंकि हम बहुत ही विशिष्ट सामग्री के बारे में बात कर रहे हैं जो शायद अच्छी तरह से कैप्चर नहीं किया जा सकता है।" यूरोपीय महत्वाकांक्षाएं।

स्टाफ ढूंढ रहा है

यूरोप को एक और बुनियादी समस्या का सामना करना पड़ रहा है: पर्याप्त कुशल श्रमिकों को खोजना। यूरोपीय श्रम प्राधिकरण द्वारा यूरोपीय संघ में सबसे बड़ी श्रम की कमी के एक सर्वेक्षण में पाया गया कि इंजीनियर और तकनीशियन - चिप उद्योग के स्तंभ - 10 देशों में शीर्ष चार प्रतिभा की कमी में से थे।

जर्मनी की Infineon, UK में एडवर्ड्स वैक्यूम, जो कि ASML के लिए महत्वपूर्ण घटक और सबसिस्टम प्रदाता है, और ऑस्ट्रिया में AT&S, हाई-एंड चिप सबस्ट्रेट्स के प्रमुख आपूर्तिकर्ताओं में से एक, जिस पर अर्धचालक लगे होते हैं, जैसी कंपनियों ने चेतावनी दी है कि यूरोप के सेमीकंडक्टर उद्योग के आगे के विकास और स्थिरता के लिए विदेशी प्रतिभा महत्वपूर्ण होगी।

एटी एंड एस के मुख्य कार्यकारी एंड्रियास गेरस्टेनमेयर का कहना है कि उनकी कंपनी ऑस्ट्रिया में अपने नए अनुसंधान और विकास केंद्र के लिए आवश्यक 800 कुशल श्रमिकों को खोजने के लिए संघर्ष कर रही है। "हमें प्रतिभाओं को नियुक्त करने के लिए विश्व स्तर पर पहुंचना होगा, क्योंकि अनुभव और तकनीक [चिप सबस्ट्रेट्स] अभी तक यहां उपलब्ध नहीं हैं।"

Infineon के मानव संसाधन बॉस मार्टिन स्टॉकल का कहना है कि पूरी आपूर्ति श्रृंखला एक ही प्रतिभा का पीछा कर रही होगी, जिससे मामले और भी बदतर हो जाएंगे। "यूरोप में प्रतिभा की कमी का मुद्दा गंभीर है," वे कहते हैं। "यदि आप एक त्वरित गणना करते हैं, तो हम [Infineon] एक नया फैब बनाएंगे, STMicroelectronics और Intel भी विस्तार कर रहे हैं। हम [कंपनियों] को आने वाले वर्षों में कम से कम हजारों और इंजीनियरों और तकनीशियनों की आवश्यकता होगी।" 

उद्योग के अधिकारियों का कहना है कि फिर भी लड़ाई हार से दूर है।

सभी चुनौतियों के बावजूद, उद्योग के अधिकारी इस महत्वपूर्ण उद्योग में यूरोप की संभावनाओं को लेकर उत्साहित हैं। ASML, Zeiss और Trumpf जैसी कंपनियों का होना शुरू करने के लिए कोई बुरी जगह नहीं है।

इंटेल के एक वरिष्ठ अधिकारी कहते हैं, "यूरोप ने सेमीकंडक्टर निर्माण उपकरण में वर्षों से वास्तविक ताकत बरकरार रखी है।" "इसने वास्तव में इसे बाजार में फिर से प्रवेश करने का मौका दिया है, अन्यथा यह नहीं होता। उन समुद्र तटों के बिना, यूरोप के लिए वापस आना बहुत मुश्किल होता।"

पैगी हॉलिंगर और जो मिलर द्वारा अतिरिक्त रिपोर्टिंग

कार्टोग्राफी और डेटा विज़ुअलाइज़ेशन द्वारा लिज़ फौंस और एलन स्मिथ

ग्लोबल माइक्रोचिप रेस: पकड़ने के लिए यूरोप की बोली स्रोत से पुनर्प्रकाशित = आरएसएस

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