ஸ்மார்ட்போன்களுக்கான சிப் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம்

ஸ்மார்ட்போன்களுக்கான சிப் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம்

பெண்டாஹுலுவான்

சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பம், நாம் தற்போது அனுபவித்துவரும் தொழில்நுட்பப் புரட்சிக்கு, குறிப்பாக ஸ்மார்ட்போன் உலகில், முதுகெலும்பாக விளங்குகிறது. ஒவ்வொரு நவீன ஸ்மார்ட்போனும், தகவல் தொடர்பு முதல் படச் செயலாக்கம் வரை பல்வேறு செயல்பாடுகளை வழங்குவதற்காக, மிகவும் அதிநவீன சிப்களைச் சார்ந்திருக்கிறது. இந்தக் கட்டுரை, சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் பல்வேறு அம்சங்களையும், இந்த சிப்கள் எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகின்றன என்பதையும், அவை ஸ்மார்ட்போன் முன்னேற்றங்களுக்கு எவ்வாறு பங்களிக்கின்றன என்பதையும் ஆராயும்.

ஆரம்பகால வரலாறு மற்றும் வளர்ச்சி

குறைக்கடத்தி உற்பத்தி என்றும் அழைக்கப்படும் சில்லு உருவாக்கம், 1947-ல் பெல் ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த ஜான் பார்டீன், வால்டர் பிராட்டன் மற்றும் வில்லியம் ஷாக்லி ஆகியோரால் டிரான்சிஸ்டர் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதன் மூலம் தொடங்கியது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு மின்னணு சாதனங்களைச் சிறுமைப்படுத்துவதற்கு வழி வகுத்தது. 1958-ல், டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த ஜாக் கில்பி, நவீன சில்லுவின் அடிப்படையாக அமைந்த முதல் ஒருங்கிணைந்த சுற்றை வெற்றிகரமாக உருவாக்கினார்.

காலப்போக்கில், சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பம் முன்னேறியுள்ளது. இன்டெல் நிறுவனத்தின் நிறுவனர்களில் ஒருவரான கோர்டன் மூர், 1965-ல் ஒரு சிப்பில் உள்ள டிரான்சிஸ்டர்களின் எண்ணிக்கை ஒவ்வொரு இரண்டு வருடங்களுக்கும் இரட்டிப்பாகும் என்று கணித்தார்; இந்தக் கணிப்பு பின்னர் மூரின் விதி என்று அறியப்பட்டது. இந்தக் கணிப்பு இன்றுவரை உண்மையாக நிரூபிக்கப்பட்டு, சிப் தயாரிப்பில் குறிப்பிடத்தக்க புத்தாக்கங்களுக்கு வழிவகுத்துள்ளது.

நவீன சில்லு உற்பத்தி தொழில்நுட்பம்

லித்தோகிராபி செயல்முறை

சில்லு உருவாக்கத்தில் லித்தோகிராஃபி மிக முக்கியமான படியாகும். இதில், ஒளி அல்லது எலக்ட்ரான் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கான் தகடுகளில் மின்சுற்று வடிவங்கள் எழுதப்படுகின்றன. நவீன தொழில்நுட்பத்தில், மிக அதிகத் தெளிவுத்திறனை அடைவதற்காக அதி உயர் புற ஊதா (EUV) லித்தோகிராஃபி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது, 5 நானோமீட்டர் (nm) அல்லது அதற்கும் சிறிய அளவிலான டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்ட சில்லுகளை உருவாக்க உதவுகிறது. இதன்மூலம், ஒரே சில்லுவில் அதிக டிரான்சிஸ்டர்களை ஒருங்கிணைத்து, செயல்திறனை அதிகரித்து, மின் நுகர்வைக் குறைக்க முடிகிறது.

படிதல் மற்றும் செதுக்குதல்

லித்தோகிராபி செயல்முறைக்குப் பிறகு, அடுத்த கட்டங்களாக, வேஃபரில் செயல்படும் பொருளைப் படியவைக்கும் டெபாசிஷன் மற்றும் தேவையற்ற பொருட்களை அகற்றி, விரும்பிய மின்சுற்று வடிவத்தை உருவாக்கும் எச்சிங் ஆகியவை நடைபெறுகின்றன. இந்தச் செயல்முறைகள் அதிநவீன உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி மிகுந்த துல்லியத்துடன் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

அயன் உள்வைப்பு

அயனிப் பதியவைப்பு என்பது, ஒரு சிலிக்கான் தகட்டின் குறிப்பிட்ட பகுதிகளின் மின் பண்புகளை மாற்றுவதற்காக, அயனிகளை முடுக்கிவிட்டு அதனுள் செலுத்தும் ஒரு நுட்பமாகும். இந்த நுட்பம், டிரான்சிஸ்டர்களுக்குள் இருக்கும் மின்னூட்டக் கடத்திகளின் வகை மற்றும் செறிவைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுகிறது; இது சிப்பின் செயல்திறனுக்கு மிகவும் இன்றியமையாததாகும்.

இணைப்பு மற்றும் பேக்கேஜிங்

டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் பிற கூறுகள் உருவாக்கப்பட்டவுடன், அடுத்த கட்டமாக அவற்றை இடை இணைப்பு எனப்படும் ஒரு செயல்முறையின் மூலம் ஒன்றோடொன்று இணைக்க வேண்டும். 3D ஸ்டாக்கிங் போன்ற சமீபத்திய சிப் பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்கள், மிகச் சிறிய இடத்தில் பல அடுக்கு மின்சுற்றுகளை ஒருங்கிணைக்க அனுமதித்து, செயல்திறனையும் செயல்பாட்டையும் அதிகரிக்கின்றன.

ஸ்மார்ட்போனில் பயன்பாடுகள்

செயலி

செயலி என்பது ஒரு ஸ்மார்ட்போனின் மூளையாகும். குவால்காம் ஸ்னாப்டிராகன், ஆப்பிள் ஏ-சீரிஸ் மற்றும் சாம்சங் எக்ஸினோஸ் போன்ற நவீன செயலிகள் அனைத்தும் அதிநவீன சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. இந்தச் செயலிகளில் பொதுவாக பல சிபியு கோர்கள், ஒரு ஜிபியு மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவுக்கான என்.பி.யு (நியூரல் பிராசஸிங் யூனிட்) போன்ற பிற சிறப்புச் செயலாக்க அலகுகள் இடம்பெற்றிருக்கும்.

நினைவுகள்

ரேம் (ரேண்டம் ஆக்சஸ் மெமரி) அல்லது NAND ஃபிளாஷ் அடிப்படையிலான உள்ளக சேமிப்பகம் போன்ற நினைவகங்களும், சிப் தயாரிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தியே உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. நினைவகத்தின் வேகம் மற்றும் கொள்ளளவு ஆகியவை ஒரு ஸ்மார்ட்போனின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

மோடம்கள் மற்றும் RF கூறுகள்

தகவல் தொடர்பு என்பது ஸ்மார்ட்போன்களின் ஒரு அடிப்படை அம்சமாகும். இதற்கு, மோடம்கள் மற்றும் பிற ரேடியோ அதிர்வெண் (RF) கூறுகளை உருவாக்க மேம்பட்ட சிப் உற்பத்தித் தொழில்நுட்பம் தேவைப்படுகிறது. 5G போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் இன்னும் பெரிய உற்பத்திச் சவால்களை முன்வைக்கின்றன, அவற்றுக்கு அதிகத் துல்லியமும் செயல்திறனும் தேவைப்படுகின்றன.

சென்சார்

நவீன ஸ்மார்ட்போன்களில் கேமராக்கள், கைரோஸ்கோப்புகள், முடுக்கமானிகள் மற்றும் கைரேகை சென்சார்கள் போன்ற பல்வேறு சென்சார்கள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த சென்சார்கள் அனைத்தும் மேம்பட்ட சிப் தயாரிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

சிப் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பத்தில் உள்ள சவால்கள்

நானோமீட்டர் அளவு

டிரான்சிஸ்டர்களின் அளவுகள் நானோமீட்டர் அளவிற்குத் தொடர்ந்து சுருங்குவதால், உற்பத்திச் சவால்கள் அதிகரிக்கின்றன. சிப்பின் உகந்த செயல்திறனை உறுதிசெய்ய, அணு மட்டத்தில் துல்லியம் தேவைப்படுகிறது. மிகச்சிறிய குறைபாடும் செயலிழப்புகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

அதிக செலவுகள்

ஃபேப்ஸ் (fabs) என அழைக்கப்படும் சிப் உற்பத்தி ஆலைகளைக் கட்டுவதற்கும் இயக்குவதற்கும் அதிக செலவாகும். TSMC, சாம்சங் மற்றும் இன்டெல் போன்ற ஒரு சில நிறுவனங்களுக்கு மட்டுமே மிகவும் மேம்பட்ட சிப்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான திறனும் வளங்களும் உள்ளன.

புதிய பொருள்

பாரம்பரிய சிலிக்கானின் வரம்புகளைக் கடப்பதற்காக, கிராஃபீன் மற்றும் மாலிப்டினம் டைசல்பைடு போன்ற புதிய பொருட்கள் ஆராயப்பட்டு வருகின்றன. இருப்பினும், இந்தப் புதிய பொருட்கள் தனித்துவமான தயாரிப்புச் சவால்களை முன்வைப்பதால், உற்பத்திக்கு புதிய முறைகளும் தொழில்நுட்பங்களும் தேவைப்படுகின்றன.

சிப் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் எதிர்காலம்

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்

பாரம்பரிய பிட்களுக்குப் பதிலாக க்யூபிட்களைப் பயன்படுத்தும் குவாண்டம் கணினிகளின் வளர்ச்சியே ஒரு எதிர்காலத் திசையாகும். இதற்கு முற்றிலும் புதிய உற்பத்தி அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது.

மேம்பட்ட லித்தோகிராபி தொழில்நுட்பம்

லித்தோகிராபி தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் மேலதிக முன்னேற்றங்கள், 1 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான அளவில், இன்னும் மிகச்சிறிய டிரான்சிஸ்டர் அளவுகளைக் கொண்ட சில்லுகளை உற்பத்தி செய்ய வழிவகுக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

சிறப்புச் செயல்பாடுகளைக் கொண்ட சிப்புகள்

எதிர்காலத்தில், செயற்கை நுண்ணறிவு, பெருந்தரவுப் பகுப்பாய்வு மற்றும் IoT தொழில்நுட்பம் போன்ற சிறப்புச் செயல்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட சிப்களை நாம் அதிகமாகக் காண்போம். இதற்கு மேலும் அதிநவீன மற்றும் சிறப்பு வாய்ந்த சிப் உற்பத்தி தேவைப்படும்.

முடிவுரை

சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள், இன்று நாம் பயன்படுத்தும் ஸ்மார்ட்போன்களின் பரிணாம வளர்ச்சியில் ஒரு முக்கிய உந்து சக்தியாக விளங்குகின்றன. மிகவும் துல்லியமான லித்தோகிராபி செயல்முறைகள் முதல் புதிய மூலப்பொருட்களின் பயன்பாடு மற்றும் எதிர்கால சவால்கள் வரை, சிப் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து அதிகரித்து வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில் வளர்ச்சியடையும். எனவே, சிப் தயாரிப்பு என்பது ஸ்மார்ட்போன் தொழில்நுட்பத்தின் அடித்தளம் மட்டுமல்ல, பரந்த தொழில்நுட்பப் புத்தாக்கத்தின் எதிர்காலமும் ஆகும்.