సెమీకండక్టర్ ప్రపంచపు అంచున

చిప్ తయారీలోని కఠోర వాస్తవం ఏమిటంటే, సాంప్రదాయ సిలికాన్ ఆధారిత పద్ధతులు EUV లిథోగ్రఫీ యంత్రాల వల్ల 5nm మరియు 3nm అనే అగాధంలోనే చిక్కుకుపోయాయి, ప్రతి అదనపు నానోమీటర్‌కు బిలియన్ల కొద్దీ పెట్టుబడి అవసరమవుతోంది. అయినప్పటికీ, ఫుడాన్ బృందం రెండు-డైమెన్షనల్ సెమీకండక్టర్ల మార్గాన్ని ఎంచుకుంది—ఇది నిటారుగా ఉన్న కొండ అంచున కొత్త మెట్ల మార్గాన్ని చెక్కడం లాంటిది. కేవలం మూడు అణు పొరల మందం ఉన్న వారి మాలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్ పదార్థం, సిలికాన్ కంటే ఐదు రెట్లు వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీని సాధ్యం చేస్తుంది, అంతేకాకుండా దీని స్టాండ్‌బై పవర్ వినియోగం సాంప్రదాయ చిప్‌లతో పోలిస్తే కేవలం 20% మాత్రమే ఉంటుంది. ఈ "బియ్యపు కాగితంపై చిత్రపటం గీసినంత" స్థాయి కచ్చితత్వం... సైన్స్ ఇది "సెమీకండక్టర్ భౌతిక శాస్త్ర సరిహద్దులను పునర్నిర్వచిస్తుంది" అని పత్రిక ఆశ్చర్యపోతోంది.

దశాబ్ద కాలంలో సాధించిన ఒక క్వాంటం లీప్

ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క పరిణామాన్ని వెనక్కి తిరిగి చూస్తే, అది చైనా శాస్త్రీయ పట్టుదలకు ఒక ఇతిహాసంలా అనిపిస్తుంది: 2015లో, ఆ బృందం మొట్టమొదటిసారిగా 12-అంగుళాల వేఫర్లపై 2D పదార్థాలను పెంచినప్పుడు, అంతర్జాతీయ సహచరులు "భారీ ఉత్పత్తికి కనీసం రెండు దశాబ్దాలు పడుతుంది" అని ప్రకటించారు. 2021 నాటికి, వారు AI అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించి అణు-పొర ఇంటర్‌ఫేస్‌లను ఆప్టిమైజ్ చేసి, పరికరాల దిగుబడిని 37% నుండి 89%కి పెంచారు. ఇప్పుడు, "వుజి" చిప్ సెకనుకు 4.2 బిలియన్ల ఆపరేషన్లతో అన్ని సందేహాలను పటాపంచలు చేసింది. ఇంకా ఆశ్చర్యకరమైన విషయం ఏమిటంటే, వారి ప్రక్రియలో 70% ఇప్పటికే ఉన్న సిలికాన్ ఉత్పత్తి లైన్లను ఉపయోగించుకుంటూ, కీలక దశలలో 20కి పైగా యాజమాన్య పేటెంట్లను పొందుపరిచింది—ఈ "అరువు పడవలతో సముద్రయానం" చేసే వ్యూహం, 120 మిలియన్ డాలర్ల EUV లితోగ్రఫీ యంత్రాలను అకస్మాత్తుగా బరువైనవిగా మరియు పాతబడినవిగా కనిపించేలా చేస్తుంది.

విద్యుత్ విప్లవం వెనుక ఉన్న నిశ్శబ్ద పారిశ్రామిక తుఫాను
ల్యాబ్ డేటాకు అతీతంగా, ఒక నిశ్శబ్ద పారిశ్రామిక విప్లవం రూపుదిద్దుకుంటోంది. ఒక ప్రముఖ స్మార్ట్‌ఫోన్ తయారీ సంస్థ యొక్క వ్యూహాత్మక సమావేశంలో "వుజి" చిప్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగ వక్రరేఖ కనిపించినప్పుడు, ఐఓటీ పరికరాల విభాగాధిపతి కళ్ళు మెరిసాయి: "ఈ స్టాండ్‌బై పవర్, స్మార్ట్‌వాచ్‌ల బ్యాటరీ జీవితకాలాన్ని మూడు రెట్లు పెంచగలదు!" మరోవైపు, -40°C నుండి 125°C వరకు ఉండే తీవ్ర ఉష్ణోగ్రతలలో దాని స్థిరమైన పనితీరుకు వాహన తయారీదారులు ఆకర్షితులయ్యారు. దీనిలోని లోతైన అంతరార్థం, ఇప్పటికే ఉన్న సిలికాన్ ఉత్పత్తి శ్రేణులతో 2D సెమీకండక్టర్ల అనుకూలతలో ఉంది—అంటే, చైనా EUV అంతరాన్ని అధిగమించి, పరిణతి చెందిన 28nm ప్రక్రియలను ఉపయోగించి, 5nm పనితీరుకు పోటీగా నిలిచే అతి తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం గల చిప్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలదని అర్థం.

టెక్ పోటీ యొక్క కొత్త ద్వంద్వవాదం

పాశ్చాత్య పరిశీలకులు చైనా యొక్క ఆవిష్కరణ తర్కాన్ని పునఃపరిశీలిస్తున్నారు: ASML 2nm లిథోగ్రఫీ యంత్రాలపై పరిశోధన మరియు అభివృద్ధిని కేంద్రీకరిస్తుండగా, చైనా శాస్త్రవేత్తలు 2D పదార్థాలతో "వైశాల్యం కంటే మందమే ముఖ్యం" అని నిరూపించారు. TSMC సిలికాన్ వేఫర్లలో ట్రిలియన్ల కొద్దీ ట్రాన్సిస్టర్లను చెక్కుతుండగా, ఫుడాన్ బృందం పరమాణు పొరల మధ్య కొత్త ఎలక్ట్రానిక్ సూపర్‌హైవేలను నిర్మించింది. ఈ "నువ్వు నీ దారిన నువ్వు పోరాడు, నేను నా దారిన నేను పోరాడుతాను" అనే వ్యూహం చిప్ పరిశ్రమలో ఒక కొత్త మనుగడ తత్వాన్ని సృష్టిస్తోంది—ఎందుకంటే, వేరబుల్స్ మరియు ఎడ్జ్ కంప్యూటింగ్ వంటి ట్రిలియన్ డాలర్ల మార్కెట్లలో, ఒక చిప్ 7nm లేదా 70nm అనేది వినియోగదారులకు ఏమాత్రం పట్టింపు లేదు; ఆ పరికరం ఛార్జింగ్ లేకుండా మూడు సంవత్సరాలు పనిచేస్తుందా లేదా అనేదే వారికి ముఖ్యం.

ఆట నియమాలను తిరగరాస్తున్న ఈ చారిత్రాత్మక తరుణంలో, బహుశా మనం "వంపులో అధిగమించడం" అనే పదబంధం యొక్క నిజమైన అర్థాన్ని పునఃపరిశీలించుకోవలసి ఉంటుంది: చైనా శాస్త్రవేత్తలు ద్విమితీయ పదార్థాల క్వాంటం ప్రపంచంలో, EUVతో సంబంధం లేకుండా ఒక "బాబెల్ టవర్"ను నిర్మించడానికి ఒక దశాబ్దం పాటు కృషి చేశారు. ప్రయోగశాలలో "వుజి" చిప్ తన మొదటి సంకేతాన్ని వెలిగించినప్పుడు, అది దేశీయ చిప్‌ల భవిష్యత్తును మాత్రమే కాకుండా, భౌతిక శాస్త్ర పరిమితులను అధిగమించడానికి మానవాళికి మరో అవకాశాన్ని కూడా ప్రకాశవంతం చేసింది—ఎందుకంటే, సాంకేతిక పరిణామం అనే సుదీర్ఘ ప్రవాహంలో, ఎప్పుడూ ఒకే ఒక్క సత్యం ఉండదు, అలాగే చిప్‌ల ప్రపంచంలో సిలికాన్ మాత్రమే ఏకైక సమాధానంగా ఉండాలని ఎప్పుడూ ఉద్దేశించబడలేదు. ఈ నిశ్శబ్ద విప్లవం చివరికి ప్రపంచ సెమీకండక్టర్ రంగ స్వరూపాన్ని మారుస్తుందా? బహుశా దీనికి సమాధానం ప్రొఫెసర్ జౌ పెంగ్ మాటలలో ఉంది: "మనం వెనుక లైట్లను వెంబడించడంపై వ్యామోహం ఆపినప్పుడు, చివరకు నక్షత్రాలను, సముద్రాన్ని చూడగలిగాము."