आधुनिक अर्थशास्त्राचा गाभा : ‘सेमीकंडक्टर’ उत्पादन !

संगणक युग चालू झाल्यावर संगणकाचा आकार मोठा होता, म्हणजे एका खोलीएवढा असायचा, त्यानंतर टप्प्याटप्प्याने तो न्यून होत गेला. तोच भाग माहिती संरक्षित करणार्‍या उपकरणांविषयीही लक्षात येतो. माहिती साठवणार्‍या डिस्कचा आकार प्रारंभी मोठा होता, तो आता लहान लहान होत एका छोट्या ‘चिप’एवढा झाला आहे. छायाचित्रकही अगदी लेखणीमध्येही उपलब्ध आहेत. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या आकारातील पालटांना ‘सेमीकंडक्टर’ कारणीभूत आहे. याविषयीचा भाग आपण या लेखातून जाणून घेऊया.

१. ‘सेमीकंडक्टर’ म्हणजे काय ?

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा मेंदूप्रमाणे कार्य करणारा भाग म्हणजे ‘सेमीकंडक्टर’! एखाद्या इलेक्ट्रॉनिक सर्किटचा विचार केल्यास त्यामध्ये एक ‘कंडक्टर’, म्हणजे वीजवाहक असतो आणि दुसरा ‘रेसिस्टर’ म्हणजे प्रतिरोधक असतो. दोन्ही मिळून सर्किट बनते. एखादे ‘इंटिग्रेटेड सर्किट’ (आयसी) आणि ‘पीसीबी’ बनवण्यासाठी दोघांची आवश्यकता असते. यासाठी ‘कंडक्टर’ आणि ‘रेसिस्टर’ वापरल्यास सर्किट पुष्कळ गुंतागुंतीचे, मोठे अन् वजनदार होईल. अशा वेळी ‘सेमीकंडक्टर’चा उपयोग केला जातो. ‘सेमीकंडक्टर’ या दोघांचे कार्य करू शकतो. ‘सेमीकंडक्टर’मध्ये लाखो ‘ट्रान्सिस्टर’ असतात. जे कोणत्याही लॉजिकल (तार्किक) प्रक्रिया पार पाडू शकतात. ‘सेमीकंडक्टर’ हा आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्सचा पाया आहे.

२. ‘सेमीकंडक्टर’ची व्याप्ती

सध्या ‘सेमीकंडक्टर’चा उपयोग होत नाही, असे एकही इलेक्ट्रॉनिक उपकरण नाही. आपला दूरदर्शनसंच, शीतकपाट, छायाचित्रक, वातानूकुलित यंत्र, वाहने, घड्याळे, ‘चिप’, ‘एटीएम् कार्ड’, प्रवेशद्वाराची घंटी इत्यादी प्रत्येक इलेक्ट्रानिक उपकरणांमध्ये ‘सेमीकंडक्टर’चा उपयोग होतो आणि यापुढे तो वाढत जाणार आहे. कृत्रिम बुद्धीमत्तेसाठी (‘एआय’साठी) सेमीकंडक्टर तर सर्वांत मूलभूत आवश्यक आहे.

३. ‘सेमीकंडक्टर’चा लाभ

भारतात ‘सेमीकंडक्टर’चे गुजरातमध्ये २, तर आसाममध्ये १ असे ३ प्रकल्प उभे रहात आहेत. जगात सध्या १ ट्रिलियन (१ लाख कोटी) ‘सेमीकंडक्टर’ प्रतिवर्षी बनतात. तैवानची ‘टी.एस्.एम्.सी.’ हे आस्थापन जगात सर्वाधिक ‘सेमीकंडक्टर’चे, म्हणजेच जागतिक उत्पादनांपैकी ५० टक्के एवढे उत्पादन करते. ‘वेदांता’ आस्थापनाच्या अध्यक्षांनी सांगितले की, गुजरात येथील कारखाना चालू झाल्यावर १ लाख रुपयांमध्ये मिळणारा भ्रमणसंगणक ४० सहस्र रुपयांमध्ये मिळू शकणार आहे, म्हणजे ‘सेमीकंडक्टर’च्या वापरामुळे सर्व प्रकारच्या इलेक्ट्रानिक्स वस्तू एवढ्या स्वस्त होणार आहेत.

४. ‘सेमीकंडक्टर’विषयी भारताची सद्यःस्थिती

‘सेमीकंडक्टर’विषयी भारताचा विचार केला, तर आपण १०० टक्के ‘सेमीकंडक्टर’ बाहेरील देशांमधून आयात करतो. त्यामध्ये प्रामुख्याने चीन, जपान, तैवान आणि अमेरिका यांचा समावेश होतो. यासाठी आपण २ बिलियन डॉलरहून (१६ सहस्र ६७६ कोटी रुपयांहून) अधिक रुपये व्यय करतो. जगातील ‘सेमीकंडक्टर’ कारखान्यांपैकी केवळ २ टक्केच कारखाने भारतात आहेत, याउलट भारताचा इलेक्ट्रॉनिक व्यापार काही अब्ज रुपयांमध्ये आहे. भारतात सध्या असलेले कारखानेही तेवढ्या क्षमतेचे उत्पादन करू शकत नाहीत. भारतातील मोहाली (पंजाब) येथील कारखान्यात ‘शक्ती प्रोसेसर्स’चे उत्पादन होते. या चिप १८० ‘नॅनोमीटर’ एवढ्या लांबीच्या सिद्ध केल्या जातात, तर सध्याच्या स्मार्टफोनमध्ये ज्या चिप लागतात, त्यांचा आकार ५ ते २२ ‘नॅनोमीटर’ एवढा लहान असतो. त्यामुळे भारतातील तंत्रज्ञान अपुरे आहे किंवा कालबाह्य झाल्याप्रमाणे आहे.

५. देशी आणि विदेशी आस्थापनांची भूमिका

भारतातील मोठी आस्थापने या क्षेत्रात प्रारंभी पैसे गुंतवत नव्हती; कारण यातून परतावा किंवा लाभ त्वरित मिळत नाही. तोे दीर्घ काळाने मिळू शकतो, असे त्याचे स्वरूप असते. भारतातील मोठी आस्थापने या क्षेत्रात पैसे गुंतवण्यापेक्षा त्यांच्या कामापुरते ‘सेमीकंडक्टर’ भारताबाहेरून मागवतात, म्हणजे आयात करतात. भारताबाहेरील इलेक्ट्रॉनिक वस्तूंवर भारतात आयात करतांना अधिक कर भरावा लागतो. परिणामी इलेक्ट्रॉनिक्स वस्तूंचे मूल्यही वाढते.

विदेशातील या क्षेत्रातील मोठ्या आस्थापनांनी भारतात ‘सेमीकंडक्टर’चे कारखाने चालू न करण्याविषयी सांगितले की, भारतात यासाठी आवश्यक त्या पायाभूत सुविधांची कमतरता आहे आणि भारतात हे उद्योग उभे रहाण्यासाठी सरकारी अर्थसाहाय्य मिळत नाही. त्यामुळे ते ‘प्रकल्प’ चालू करण्यास उत्सुक नव्हते. ही काही वर्षांपूर्वीची स्थिती होती. त्यानंतर यामध्ये पालट झाला.

६. कोविड महामारीच्या काळात मागणीत वाढ

कोविड महामारीच्या काळात इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणांची मागणी घटली. परिणामी ‘सेमीकंडक्टर’ बनवणार्‍या आस्थापनांनी त्यांचे उत्पादन न्यून केले. हा काळ गेल्यानंतर म्हणजे दळणवळण बंदी उठल्यानंतर त्वरितच इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणांची मागणी मोठ्या प्रमाणात वाढली; मात्र ‘सेमीकंडक्टर’चे उत्पादन न्यून केल्यामुळे ते उपलब्ध झाले नाहीत. त्यामुळे जागतिक स्तरावर चिपचा मोठ्या प्रमाणात तुटवडा भासू लागला. या तुटवड्याचा परिणाम १६९ देशांमध्ये झाला. तेव्हा एवढी मागणी वाढली होती की, जगातील जे काही मोजके देश ‘सेमीकंडक्टर’चे उत्पादन करतात, त्यांनी मिळून जरी उत्पादन केले, तरी ते मागणी पूर्ण करू शकणार नव्हते. ही आवश्यकता लक्षात घेऊन चिप उत्पादन करणार्‍या अमेरिका, जपान, तैवान, दक्षिण कोरिया, युरोप, चीन यांनी ‘सेमीकंडक्टर’ निर्मितीवर अधिक लक्ष केंद्रित केले आणि त्याच्या उत्पादनासाठी भरीव आर्थिक प्रावधान (तरतूद) केले.

७. ‘सेमीकंडक्टर’ बनवण्याची प्रक्रिया

‘सेमीकंडक्टर’ बनवण्याची प्रक्रिया पुष्कळ क्लिष्ट आहे. प्रथम चिपचे आरेखन (डिझाईन) संगणकीय प्रणालीद्वारे करावे लागते. सध्या जगात चिपचे आरेखन करण्यात इस्रायल आघाडीवर आहे. ‘चिप डिझाईन’ झाल्यावर पुढचा टप्पा, म्हणजे त्याचे प्रत्यक्ष उत्पादन करणे. ही कठीण प्रक्रिया आहे. ही प्रक्रिया करणारे उद्योग तैवानमध्ये अधिक आहेत, म्हणजे जागतिक उत्पादनांपैकी ६३ टक्के उत्पादन तैवानमध्ये, तर १३ टक्के अमेरिकेत होते. कोणताही मदरबोर्ड (संगणकातील मुख्य सर्किट बोर्ड, ज्यावर सर्व इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि बाह्य उपकरणे जोडली जातात.) घेतल्यास त्यावर ‘मेड इन तैवान’ (तैवानमध्ये उत्पादित), असे लिहिलेले असते. ‘आसूस’, ‘गिगाबाईट’ इत्यादी तैवानची आस्थापने आहेत. शेवटचा टप्पा असतो तो म्हणजे असेंब्लीचा (जोडणीचा) ! ज्यामध्ये सर्व भाग जोडून एक ‘इंटिग्रेटेड सर्किट’ म्हणजेच ‘आयसी’ सिद्ध केल्या जातात. कोणताही देश या सर्व प्रक्रिया पूर्ण करण्यास तेवढा सक्षम नाही. याचे कारण, म्हणजे या कारखान्यांना पुष्कळ वीज, पाण्याचा भरपूर पुरवठा आणि अखंड पुरवठा यांची आवश्यकता असते. कारखाना चालू करण्यास सहस्रो कोटी रुपये लागतात, म्हणजेच ‘सेमीकंडक्टर’चा एक कारखाना चालू करण्यास अनुमाने २२ सहस्र कोटी रुपये लागतात. याखेरीज निर्जंतुकीकरण एकदम चांगल्या दर्जाचे असावे लागते. एवढ्या सर्वच गोष्टी एकाच देशांतर्गत उपलब्ध करणे कठीण काम असते.

८. भारताची क्षमता 

भारतात चिप डिझाईनची क्षमता चांगली आहे. जगाच्या या क्षेत्रातील आरेखनांपैकी २० टक्के आरेखन भारतीय अभियंते करतात, म्हणजे ‘सेमीकंडक्टर’ निर्मितीमधील एक टप्पा आपण (भारतीय) चांगल्या प्रकारे करू शकतो. याला प्रत्यक्ष उत्पादन आणि जोडणी यांची जोड दिल्यास भारत या स्पर्धेत आत्मविश्‍वासाने उतरू शकतो. भारतात चालू केलेल्या ३ प्रकल्पांमुळे जगाच्या एकूण सेमीकंडक्टर उत्पादनांपैकी २० टक्के उत्पादन देशातून होणार आहे. एकूण १ लाख २५ सहस्र कोटी रुपयांच्या गुंतवणुकीने ३ प्रकल्प उभे रहात आहेत. यातून प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष लाखो रोजगार उपलब्ध होणार आहेत. अनुमाने ३ लाखांहून अधिक नोकरीच्या संधी उपलब्ध होणार आहेत. ‘सेमीकंडक्टर आऊटलूक २०२३’च्या अहवालानुसार ‘भारत हा अभियांत्रिकी कौशल्य विकासात शक्तीस्रोत म्हणून उदयास येणार आहे.’ भारत केवळ देशांतर्गत आवश्यकतांसाठीच नव्हे, तर निर्यातीसाठी ‘सेमीकंडक्टर’चे उत्पादन करू शकणार आहे. ‘सेमीकंडक्टर’सह भ्रमणभाषला लागणार्‍या ‘डिस्प्ले’चेही (दृश्यपटलाचे) उत्पादन भारतात चालू केले जाणार आहे.

श्री गुरुचरणार्पणमस्तु ।

– श्री. यज्ञेश सावंत, सनातन संकुल, देवद, पनवेल. (३०.३.२०२४)

तैवानचे भारताला मित्रत्वाच्या भूमिकेतून सेमीकंडक्टर क्षेत्रात सहकार्य ! भारतात १९६० ते ७० च्या दशकात आणि त्यानंतर आजपर्यंत सेमीकंडक्टरचे उत्पादन करण्याचे प्रयत्न झाले; मात्र काही तत्कालीन अडथळ्यांमुळे ते शक्य झाले नाही. आता सर्व अडथळ्यांना पार करत प्रकल्पाच्या कामांना प्रारंभ झाला आहे, हे चांगले लक्षण आहे. सेमीकंडक्टरचे सध्या निर्मिती करणारे सर्वच देश स्वत:ची या क्षेत्रात ‘मोनोपॉली’ (एकाधिकारशाही) अथवा बाजारात मोठा हिस्सा असावा, यासाठी प्रयत्न करत आहेत. त्यामुळे ते देश त्यांची उत्पादन क्षमता वाढवत आहेत. भारताला या कामी तैवानची चांगली साथ मिळत आहे. तैवान सध्या आघाडीचा सेमीकंडक्टर उत्पादन करणारा देश असल्यामुळे आणि त्यांच्याकडे ते तंत्रज्ञान उपलब्ध असल्यामुळे भारताला या क्षेत्रात साहाय्य करून स्वयंपूर्ण बनवण्यात योगदान देत आहे. आशियाचा विचार करता येथे शत्रूराष्ट्र चीन जागतिक महासत्ता बनण्यासाठी प्रत्येक क्षेत्रात स्वत:ची मक्तेदारी रहाण्यासाठी प्रयत्न करत आहे. चीन हा तैवान आणि भारत या दोघांसाठीही शत्रूराष्ट्राप्रमाणे आहे. यामुळे प्रगत तंत्रज्ञान असणारा तैवान मित्रत्वाच्या भूमिकेतून भारताला या क्षेत्रात सहकार्य करत आहे. – श्री. यज्ञेश सावंत