टीएसएमसीको आउँदै गरेको २ एनएम चिपले एआई र स्मार्टफोनलगायतका भविष्यका प्रविधिमा कसरी प्रभाव पार्ला?

काठमाडौं ।

सन् २०२५ अप्रिल १ मा ताइवानी निर्माता टीएसएमसीले विश्वकै सबैभन्दा उन्नत २ न्यानोमिटर (२एनएम) को माइक्रोचिप सार्वजनिक गरेको छ। यस चिपको ठूलो मात्रामा उत्पादन वर्षको उत्तरार्धमा सुरु हुने अपेक्षा गरिएको छ, र टीएसएमसीले यो चिप प्रदर्शन र ऊर्जा दक्षताको हिसाबले ठूलो फड्को साबित हुने दावी गरेको छ — जसले प्रविधिको समग्र परिदृश्य नै बदल्न सक्छ।

माइक्रोचिपहरू आधुनिक प्रविधिको आधार हुन्, जुन इलेक्ट्रिक टुथब्रश र स्मार्टफोनदेखि लिएर ल्यापटप र घरायसी उपकरणसम्मका प्रायः सबै विद्युतीय यन्त्रहरूमा पाइन्छन्। यी चिपहरू सिलिकन जस्ता पदार्थलाई तहगत रूपमा राखेर र कुँदेर बनाइन्छ, जसमा अर्बौं ट्रान्जिस्टर रहने सूक्ष्म सर्किटहरू हुन्छन्।

यी ट्रान्जिस्टरहरू अत्यन्त साना स्विच जस्ता हुन्छन्, जसले विद्युतको प्रवाहलाई नियन्त्रण गर्छन् र कम्प्युटरहरू सञ्चालन गर्न सक्षम बनाउँछन्। सामान्यतः, चिपमा ट्रान्जिस्टरहरूको संख्या जतिसुकै बढी हुन्छ, त्यसको गति र कार्यक्षमता त्यति नै बढी हुने गर्छ।

माइक्रोचिप उद्योगले सधैं साना क्षेत्रमा बढी ट्रान्जिस्टरहरू समावेश गर्ने प्रयास गर्छ, जसका कारण प्रविधियुक्त यन्त्रहरू छिटो, शक्तिशाली र ऊर्जा-कुशल बन्दै गएका छन्।

पहिलेको सबैभन्दा उन्नत ३ एनएम चिपहरूसँग तुलना गर्दा टीएसएमसीको २एनएम प्रविधिले उल्लेखनीय फाइदा दिने अपेक्षा गरिएको छ। यसले उस्तै विद्युत प्रयोगमा कम्प्युटिङ गति १० प्रतिशत–१५ प्रतिशतले बढाउने वा उस्तै गति कायम राख्दै २० प्रतिशत–३० प्रतिशतले ऊर्जा खपत घटाउने क्षमता राख्नेछ।

२ एनएम चिपमा ट्रान्जिस्टर घनत्व करिब १५ प्रतिशतले वृद्धि गरिएको छ, जुन ३ एनएम प्रविधिभन्दा बढी हो। यसले यन्त्रहरूलाई छिटो सञ्चालन गर्न, कम ऊर्जा खपत गर्न र जटिल कार्यहरू कुशलतापूर्वक व्यवस्थापन गर्न सक्षम बनाउने लाएभसाइन्सले उल्लेख गरेको छ।

ताइवानको माइक्रोचिप उद्योग त्यसको सुरक्षा सँग पनि जोडिएको छ। यसलाई कहिलेकाहीँ “सिलिकन शिल्ड” भनेर समेत उल्लेख गरिन्छ, किनभने यसको व्यापक आर्थिक महत्त्वले अमेरिकालगायत साझेदार राष्ट्रहरूलाई चीनको सम्भावित आक्रमणविरुद्ध ताइवानको रक्षा गर्न प्रेरित गर्छ।

टीएसएमसीले हालै १०० अर्ब अमेरिकी डलर (७६ अर्ब पाउण्ड) को सम्झौता गर्दै अमेरिकामा पाँचवटा नयाँ कारखाना निर्माण गर्न लागेको छ। तर, केही अधिकारीहरूलाई यदि २ एनएम चिपहरू ताइवानबाहिर उत्पादन गरियो भने, त्यसले ताइवानको सुरक्षा जोखिममा पार्न सक्छ भन्ने चिन्ता छ।

सन् १९८७ मा स्थापना भएको टीएसएमसी (ताइवान सेमिकन्डक्टर म्यानुफ्याक्चरिङ कम्पनी) ले अन्य कम्पनीहरूका लागि चिप उत्पादन गर्छ। ताइवानले विश्वको कुल “फाउन्ड्री” बजार (सेमिकन्डक्टर उत्पादनको ठेक्का सेवा) को ६० प्रतिशत हिस्सा ओगटेको छ, र त्यसको ठूलो भाग टीएसएमसीबाटै आउने गर्छ।

टीएसएमसीका अत्याधुनिक माइक्रोचिपहरू विभिन्न कम्पनीहरूले विभिन्न उपकरणहरूमा प्रयोग गर्छन्। यसले आइफोन, आइप्याड र म्याकमा प्रयोग हुने एप्पलका ए-सिरिज प्रोसेसर बनाउँछ। यसले मेसिन लर्निङ र कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का लागि प्रयोग हुने एनभिडियाका ग्राफिक्स प्रोसेसिङ युनिट (जीपीयू) उत्पादन गर्छ।

यसले विश्वभरका सुपरकम्प्युटरहरूमा प्रयोग हुने एएमडीका रायजेन र ईपीवाईसी प्रोसेसर बनाउँछ, र सामसङ, शाओमी, वानप्लस र गुगल फोनहरूमा प्रयोग हुने क्वालकमका स्न्यापड्रागन प्रोसेसर पनि यही कम्पनीले उत्पादन गर्छ।

सन् २०२० मा टीएसएमसीले ५एनएम फिनएफईटी प्रविधि नामक विशेष माइक्रोचिप सानो बनाउने प्रक्रिया सुरु गर्‍यो, जसले स्मार्टफोन र उच्च प्रदर्शन कम्प्युटिङ (एचपीसी) को विकासमा महत्वपूर्ण भूमिका खेलेको थियो। एचपीसी भनेको जटिल कम्प्युटिङ समस्याहरू समाधान गर्न धेरै प्रोसेसरहरूलाई एकैसाथ प्रयोग गर्ने अभ्यास हो।

दुई वर्षपछि, टीएसएमसीले अझै साना चिपमा आधारित ३एनएम प्रविधि सुरु गर्‍यो। यसले प्रदर्शन र ऊर्जा दक्षता झनै बढायो। उदाहरणका लागि, एप्पलको ए-सिरिज प्रोसेसर यही प्रविधिमा आधारित छ।

२ एनएम चिप भएका स्मार्टफोन, ल्यापटप र ट्याब्लेटले राम्रो प्रदर्शन र लामो ब्याट्री जीवनको फाइदा लिन सक्छन्। यसले पावरमा सम्झौता नगरी साना र हलुका यन्त्रहरू सम्भव बनाउनेछ।

२ एनएम चिपहरूको कार्यक्षमता र गति सुधारले आवाज सहायक, प्रत्यक्ष भाषानुवाद, र न्यूनतम वा कुनै मानव हस्तक्षेपबिना सञ्चालन हुने स्वायत्त कम्प्युटर प्रणालीहरू जस्ता एआईमा आधारित अनुप्रयोगहरूलाई अझ प्रभावकारी बनाउन सक्छ। डाटा केन्द्रहरूले ऊर्जा खपत घटाउने र प्रशोधन क्षमता बढाउने अपेक्षा गर्न सक्छन्, जसले वातावरणीय दिगोपनाका लक्ष्यहरूमा योगदान पुर्‍याउनेछ।

स्वचालित सवारी साधन र रोबोटिक्सजस्ता क्षेत्रहरूले नयाँ चिपको प्रशोधन गति र भरपर्दोपनाबाट फाइदा लिन सक्छन्, जसले यस्ता प्रविधिहरूलाई सुरक्षित र व्यवहारिक बनाउँदै व्यापक रूपमा अपनाउने सम्भावना बढाउँछ।

यो सबै उत्साहजनक देखिन्छ, तर २एनएम चिप प्रविधिको एउटा माइलस्टोन भए पनि यसले केही चुनौतीहरू पनि ल्याउँछ। पहिलो चुनौती उत्पादन जटिलता हो।

लाइभसाइन्सका अनुसार २ एनएम चिप उत्पादन गर्न अत्याधुनिक प्रविधि जस्तै एक्स्ट्रिम अल्ट्राभायोलेट (ईयूभी) लिथोग्राफी आवश्यक पर्छ। यो जटिल र महँगो प्रक्रिया हो, जसले उत्पादन लागत बढाउँछ र अत्यन्त उच्च शुद्धताको माग गर्छ।

अर्को ठूलो समस्या तापक्रम हो। ऊर्जा खपत कम भए पनि, ट्रान्जिस्टर झन् साना हुँदै गएपछि र घनत्व बढ्दै जाँदा ताप नियन्त्रण गर्नु चुनौतीपूर्ण बन्दै जान्छ।

चिप तातिनुले त्यसको प्रदर्शन र टिकाउपनामा असर पर्न सक्छ। साथै, यति सानो स्तरमा परम्परागत सामग्रीजस्तै सिलिकनले आफ्नो सीमा पार गर्न सक्छ, जसका कारण नयाँ सामग्रीहरूको खोजी आवश्यक पर्न सक्छ।

यस्तो भए तापनि, यी चिपहरूले ल्याउने कम्प्युटिङ शक्ति, ऊर्जा दक्षता र सानो बनाउने सम्भावनाले उपभोक्ता र औद्योगिक कम्प्युटिङको नयाँ युगको ढोका खोल्न सक्छ। साना चिपहरूले भोलिको प्रविधिमा नयाँ उपलब्धि दिलाउन सक्छन्, जसले यन्त्रहरूलाई शक्तिशाली मात्र होइन, साना र वातावरणमैत्री पनि बनाउने सम्भावना राख्छ।