भारत ग्लोबल सेमी-कंडक्टर हब बन जाएगा

भारत ने पिछले दो वर्षों में सेमीकंडक्टर सेक्टर में महत्वपूर्ण प्रगति की है, जिसके दौरान सरकार को वैश्विक चिप निर्माताओं से ₹2.50 ट्रिलियन के इन्वेस्टमेंट प्रस्ताव प्राप्त हुए.
इस समाचार ने बहुत से लोगों का ध्यान आकर्षित किया है. अंतरिम 2024 केंद्रीय बजट में, भारत ने सेमीकंडक्टर का समर्थन करने और निर्माण को 130 प्रतिशत से ₹690.3 मिलियन तक प्रदर्शित करने के लिए योजना का आवंटन बढ़ाया
केंद्र सरकार द्वारा उत्पादित वित्त दस्तावेजों के अनुसार, वित्त वर्ष 24 में 'भारत में सेमीकंडक्टरों के विकास और डिस्प्ले मैन्युफैक्चरिंग इकोसिस्टम' के लिए 'संशोधित कार्यक्रम' के लिए व्यय का संशोधित अनुमान ₹ 150.3 मिलियन है, लेकिन अर्ध-संचालक क्या हैं और भारत को इसकी आवश्यकता क्यों है? आइए हम अवधारणा को विस्तार से समझते हैं.

सेमी-कंडक्टर क्या हैं?

अर्धचालक एक ऐसा पदार्थ है जिसमें विशिष्ट विद्युत गुण होते हैं जो इसे कंप्यूटरों और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए आधार के रूप में कार्य करने में सक्षम बनाते हैं. यह आमतौर पर एक ठोस रासायनिक तत्व या यौगिक है जो कुछ शर्तों के तहत बिजली का संचालन करता है लेकिन अन्य नहीं. यह इलेक्ट्रिकल करंट और रोजमर्रा के इलेक्ट्रिकल उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए एक आदर्श माध्यम बनाता है.
एक पदार्थ जो बिजली चला सकता है, को कंडक्टर कहा जाता है और एक ऐसा पदार्थ जिसे बिजली नहीं चलाया जा सकता है, इंसुलेटर कहलाता है. अर्धचालकों के गुण हैं जो कंडक्टर और इंसुलेटर के बीच बैठते हैं. डायोड, इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) और ट्रांजिस्टर सभी सेमीकंडक्टर से बनाए जाते हैं.

सेमी-कंडक्टर महत्वपूर्ण क्यों है?

अर्धचालक उद्योग विभिन्न कारणों से महत्वपूर्ण है. सबसे पहले, यह वैश्विक अर्थव्यवस्था में महत्वपूर्ण योगदानकर्ता है. यह उद्योग बिलियन डॉलर के बराबर है, और इसके उत्पादों का इस्तेमाल हमारे दैनिक जीवन के हर पहलू में वर्चुअल रूप से किया जाता है.
दूसरा, अर्धचालक उद्योग तकनीकी प्रगति के लिए महत्वपूर्ण है. जैसा कि प्रौद्योगिकी अग्रिम रहती है, अर्धचालकों की मांग केवल बढ़ने के लिए निर्धारित की जाती है. अंत में, राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए अर्धचालक उद्योग आवश्यक है. सेमीकंडक्टरों का उपयोग सैनिक उपकरणों और अन्य महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में किया जाता है, जिससे राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए उनकी उपलब्धता महत्वपूर्ण होती है.

प्रौद्योगिकीय उन्नति

प्रौद्योगिकीय उन्नति के लिए अर्धचालक महत्वपूर्ण हैं. यह उद्योग आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास में महत्वपूर्ण है, और इसके उत्पादों का प्रयोग स्मार्टफोन से लेकर कंप्यूटर तक चिकित्सा उपकरणों तक हर चीज में किया जाता है. जैसा कि प्रौद्योगिकी अग्रिम बनी रहती है, सेमीकंडक्टरों की मांग केवल बढ़ने के लिए निर्धारित की जाती है.
हाल के वर्षों में सबसे महत्वपूर्ण उन्नति इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) का विकास रहा है. आईओटी इंटरकनेक्टेड उपकरणों का एक नेटवर्क है जो एक दूसरे और इंटरनेट के साथ संचार करता है. आईओटी में स्वास्थ्य सेवा से लेकर विनिर्माण से लेकर परिवहन तक विभिन्न उद्योगों में क्रांति लाने की क्षमता है. तथापि, अर्धचालक उद्योग के कारण ही आईओटी संभव है. सेमीकंडक्टर का इस्तेमाल सेंसर, माइक्रोकंट्रोलर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के निर्माण के लिए किया जाता है जो आईओटी को संभव बनाते हैं.
एक अन्य महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकीय उन्नति जो अर्धचालकों की मांग को चलाने के लिए तैयार की जाती है कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) है. स्वास्थ्य सेवा से लेकर वित्त से लेकर परिवहन तक विभिन्न उद्योगों में एआई का प्रयोग पहले से ही किया जा रहा है. एआई के लिए महत्वपूर्ण प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होती है, जो अर्धचालक उद्योग के कारण संभव होती है. एआई के रूप में एडवांस जारी रहता है, सेमीकंडक्टरों की मांग केवल बढ़ जाएगी.

राष्ट्रीय सुरक्षा

राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए अर्धचालक आवश्यक हैं. इनका इस्तेमाल सैनिक उपकरणों जैसे रडार प्रणालियों और अन्य महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में किया जाता है. राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए अर्धचालकों की उपलब्धता महत्वपूर्ण है, क्योंकि कमी से सैनिक कार्यों में महत्वपूर्ण बाधा आ सकती है.
हाल के वर्षों में राष्ट्रीय सुरक्षा के लिए अर्धचालकों का महत्व बढ़ते हुए प्रकट हो गया है. अमेरिका और अन्य देश विदेशी अर्धचालक विनिर्माताओं पर निर्भरता के बारे में अधिक चिंतित हो रहे हैं. अमरीकी सरकार ने घरेलू सेमीकंडक्टर निर्माण को प्रोत्साहित करने के लिए कदम उठाए हैं, और अन्य देशों को वाद का पालन करने की संभावना है.

आर्थिक प्रभाव

अर्धचालक उद्योग का वैश्विक अर्थव्यवस्था पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा है. इस उद्योग ने विश्व भर में लाखों नौकरियां पैदा की हैं और राजस्व में करोड़ों डॉलर उत्पन्न किए हैं. इसके अलावा, उद्योग ने नए उद्योगों के विकास को सक्षम बनाया है और कई क्षेत्रों में आर्थिक विकास को आगे बढ़ाया है.
अर्धचालक उद्योग वैश्विक व्यापार में एक प्रमुख योगदानकर्ता है, जिसमें अर्धचालक उत्पाद अनेक देशों से निर्यात का एक महत्वपूर्ण भाग है. अमरीका में, उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर प्रोडक्ट सभी निर्यात का लगभग 16% हिस्सा हैं, जिससे यह देश के सबसे बड़े निर्यात उद्योगों में से एक है.
यह उद्योग नवान्वेषण और उद्यमिता का एक प्रमुख चालक भी रहा है. विश्व की कई प्रमुख प्रौद्योगिकी कंपनियां, जैसे इंटेल, सैमसंग और क्वालकॉम, अर्धचालक उद्योग में अपनी जड़ें हैं. इन कंपनियों ने न केवल नौकरियां पैदा की हैं और राजस्व पैदा की हैं, बल्कि उन्होंने ग्राउंडब्रेकिंग टेक्नोलॉजी भी विकसित की है जिसने पूरे उद्योगों को बदल दिया है.

सेमी-कंडक्टर्स के लिए मार्केट

ग्लोबल सेमीकंडक्टर फैब क्षमता का 75% से अधिक एशिया (फ्रंट-एंड) में है, लेकिन क्षेत्र का मार्केट शेयर चिप असेंबली और टेस्टिंग (बैक-एंड) में भी अधिक (90%) है. बड़े आईडीएम को छोड़कर, अधिकांश चिप खिलाड़ी थर्ड पार्टी विक्रेताओं या ओसैटों को प्रक्रियाओं पर आउटसोर्सिंग कर रहे हैं. अधिकांश बड़े ओसैट चीन और ताइवान में आधारित हैं, जिनमें 2022 में ओसैट मार्केट शेयर का लगभग 80% कमान है. हालांकि संयुक्त राज्य अमेरिका का लक्ष्य घरेलू क्षमता को बढ़ावा देना है, लेकिन एशिया में लगभग सभी वास्तविक कार्य किए जाते हैं.
पारंपरिक मोर्चे और बैक-एण्ड के बीच की रेखाएं बढ़ती जा रही हैं, जिनमें प्रत्येक प्रयास मूल्य श्रृंखला के अधिक कैप्चर करने का प्रयास किया जा रहा है. सर्वाधिक परिष्कृत अग्रणी चिप्स का निर्माण करने के लिए उन्नत पैकेजिंग भी एक रणनीतिक सक्षमकर्ता बन रही है. आगे बढ़ते हुए, जैसा कि संयुक्त राज्य और यूरोप घरेलू चिप फैब्रिकेशन क्षमता का विस्तार करना चाहते हैं, उन्हें अपनी आपूर्ति श्रृंखला को और अधिक जटिल बनाने से बचने के लिए अपनी बैक-एंड क्षमता बनाना चाहिए.
उत्पाद के प्रदर्शन और लचीलेपन के अग्रणी किनारे पर रहने में मदद करने के लिए, अमरीका और दक्षिण कोरिया में आईडीएम अपनी पैकेजिंग क्षमताओं को बढ़ावा देने के प्रयास कर रहे हैं, जो सामान्यतया उनकी संबंधित विधानसभा संचालन और सुविधाओं द्वारा प्रदान किए जाते हैं और सक्षम होते हैं. समवर्ती रूप से, प्रमुख निरपेक्ष कंपनियां नियरशोर के लिए पुश कर रही हैं. इसके अलावा, जटिल जेन एआई चिप्स एडवांस्ड पैकेजिंग की मांग को ईंधन दे रहे हैं, जो इस टेक्नोलॉजी के लिए तीव्र क्षमता की कमी का सामना कर रहे हैं.
2024 में, बाजार में बैक-एंड महत्वपूर्ण रूपांतरण का अनुभव कर सकता है, क्योंकि प्रमुख आईडीएम और फाउंड्री उन्नत पैकेजिंग में भी आगे बढ़ते हैं, जबकि पारंपरिक ओसैट भी अपनी पैकेजिंग क्षमताओं को बढ़ाते रहते हैं. साथ ही, US- और EU आधारित सेमीकंडक्टर कंपनियां अपने घर की टर्फ पर अपनी फ्रंट-एंड वेफर फैब सुविधाओं का विस्तार कर रही हैं.
इस विस्तार के साथ-साथ, नए देशों में सेवाओं पर अपने पीछे की ओर स्थानांतरित करने के लिए कदम उठाए जा रहे हैं. उदाहरण के लिए, वियतनाम, मलेशिया, भारत और पोलैंड में नई क्षमता बनाई जा रही है, जिससे पता चलता है कि आईडीएम और ओसैट अपनी आपूर्ति श्रृंखला को कैसे विविधता प्रदान कर रहे हैं और उनका जोखिम नहीं उठा रहे हैं; यह ट्रेंड 2023 ग्लोबल सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री आउटलुक में डेलॉइट के परिप्रेक्ष्य के अनुरूप है.
लेकिन सुविधाओं में उभरते हुए विशिष्ट चुनौतियों का सामना करना पड़ता है. नई उन्नत पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों और परीक्षण समाधानों को बाजार में कठोर समय के अंतर्गत उच्च गुणवत्ता के प्रदर्शन के साथ प्रदान किया जाना चाहिए. इसके अलावा, ऐसी प्रौद्योगिकियों के लिए अक्सर विशिष्ट कौशल और अनुभव की आवश्यकता होती है. उदाहरण के लिए, पैकेजिंग और परीक्षण इंजीनियरों के पास इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान, क्षमता नियोजन और उपज प्रक्रियाओं में विशेषज्ञताएं होनी चाहिए.
इसके अलावा, बैक-एंड प्लेयर्स को कई प्रकार के उपन्यास प्रदान करने के लिए चुनौती दी जाती है लेकिन जटिल एडवांस्ड पैकेजिंग विकल्प प्रदान किए जाते हैं; उदाहरण के लिए: 2.5D/3D, फैन-आउट, चिपलेट, एसआईपी और हाइब्रिड बॉन्डिंग. 2024 में, यूनिट और प्योर-प्ले ओसैट में आईडीएम उन कई विकल्पों से शॉर्टलिस्ट करने और विशिष्ट पैकेजिंग टेक्नोलॉजी की मास्टरी प्राप्त करने की उम्मीद कर सकता है.
उन्हें ब्रांडेड सेमीकंडक्टर कंपनियों को अधिक तेजी से और प्रतिस्पर्धी प्रदर्शनों और कीमतों पर बेहतर उत्पादों को शुरू करने में मदद करने के लिए चुस्त और निरंतर नवान्वेषण करना चाहिए. एक दूसरा पहलू जिस पर सुविधाओं पर विचार करना चाहिए वह ऊर्जा, सामग्री और अन्य संसाधनों का प्रयोग विधानसभा, परीक्षण, पोत परिवहन और वितरण कार्यों में किया जाता है - जो अक्सर अर्धचालक स्थिरता समीकरण के समान महत्वपूर्ण भाग होते हैं.
पूरे 2024 और उससे आगे के लैंडस्केप पर गतिशील रूप से प्रतिस्पर्धी रहने के लिए, ओसैट और सुविधाओं पर कैप्टिव को अपने मुख्य उद्यम आईटी प्रणालियों को मजबूत बनाना चाहिए. इसके अतिरिक्त, एआई और एमएल को अपने संचालनों में एकीकृत करने से उन्नत पैकेजिंग प्रौद्योगिकियों और विशेषताओं को विकसित करने, मांग नियोजन में सुधार करने, इन्वेंटरी को प्रभावी ढंग से प्रबंधित करने और विस्तारित आपूर्ति श्रृंखला में सूचना प्रवाह को सुव्यवस्थित करने में मदद मिल सकती है. टेस्टिंग को भी प्रामुख्यता प्राप्त होने की उम्मीद है, क्योंकि कॉम्प्लेक्स चिप और मॉड्यूल डिज़ाइन के लिए सिस्टम-लेवल टेस्ट, अनुकूलनशील या गतिशील टेस्ट और एआई/एमएल-आधारित बिन भविष्यवाणी जैसी एडवांस क्षमताओं के लिए कैप्टिव और ओसैट की आवश्यकता हो सकती है.

भारत एक प्रमुख खिलाड़ी कैसे बन रहा है

भारत ने हाल के वर्षों में इलेक्ट्रॉनिक्स खपत में एक उल्लेखनीय वृद्धि देखी है. भारतीय सेमीकंडक्टर उद्योग को मुख्य रूप से स्मार्टफोन और वियरेबल्स, ऑटोमोटिव पार्ट्स और कंप्यूटर्स और डेटा स्टोरेज में सेमीकंडक्टर्स की मांग के आधार पर 2026 तक $55 बीएन की मार्केट वैल्यू प्राप्त करने का अनुमान लगाया जाता है, जो बाजार के 60% से अधिक का निर्माण करते हैं.
हालांकि, इन महत्वपूर्ण घटकों के लिए आयात पर भारत की निर्भरता ने कोविड-19 महामारी के दौरान वैश्विक आपूर्ति श्रृंखला में बाधाओं का उदाहरण दिया है. सेमीकंडक्टर इम्पोर्ट पर भारत का भारी निर्भरता, जो चीन, ताईवान, दक्षिण कोरिया और सिंगापुर जैसे देशों से 95%of की आपूर्ति करता है, महामारी जैसे विक्षेपों के दौरान इसकी आपूर्ति करता है.
माइक्रोचिप की कमी के परिणामस्वरूप उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और दूरस्थ कार्य आवश्यकताओं को प्रभावित करने वाली कोविड-19 के कारण डिजिटल शिफ्ट द्वारा संचालित मांग में वृद्धि हुई. समवर्ती रूप से, लॉकडाउन और श्रम की कमी के कारण प्रमुख विनिर्माण देशों में उत्पादन में व्यवधान, विशेष रूप से ताइवान में, 60%of से अधिक वैश्विक फाउंड्री राजस्व के लिए जिम्मेदार एक प्रमुख उत्पादक, गंभीर रूप से प्रभावित सेमीकंडक्टर उपलब्धता.
इसके अतिरिक्त, महामारी के कारण अन्य उद्योगों ने माइक्रोचिप्स पर निर्भर करते हुए उत्पादन धीमी कर दिया, इससे मांग और आपूर्ति के बीच अंतर बढ़ गया. इस असंतुलन के कारण सेमीकंडक्टर उत्पादकों और आपूर्तिकर्ताओं के बीच एक स्क्रैम्बल हुआ, आपूर्ति संकट को रोकना और खराब करना, अंततः भारत में इलेक्ट्रॉनिक उत्पादन को प्रभावित करना.
मारुति सुज़ुकी इंडिया द्वारा सेमीकंडक्टर की कमी का प्रभाव 2022 में हाईलाइट किया गया, जिसमें मारुति सुज़ुकी इंडिया द्वारा लगभग 170,000 यूनिट का नुकसान हुआ. इस संकट ने घरेलू सेमीकंडक्टर उत्पादन क्षमताओं को स्थापित करने के लिए भारत की तात्कालिक आवश्यकता को अंडरस्कोर किया.
इम्पोर्टेड सेमीकंडक्टर्स पर अपनी निर्भरता को कम करने की आवश्यकता को पहचानते हुए, इलेक्ट्रॉनिक्स और इन्फॉर्मेशन टेक्नोलॉजी मंत्रालय (एमईआईटीवाई) ने इंडिया सेमीकंडक्टर मिशन (आईएसएम) के प्रति $10 बीएन प्रतिबद्धता का अनावरण किया है.
यह प्रयास अर्धचालक क्षेत्र में उपस्थिति स्थापित करने की सरकार की महत्वाकांक्षा को दर्शाता है. निवेश में फंडिंग, विनिर्माण प्रोत्साहन और डिज़ाइन लिंक्ड प्रोत्साहन (डीएलआई) कार्यक्रम शामिल है, जो घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय दोनों बाजारों के लिए उत्पादों के निर्माण में उभरते हुए फेबलेस स्टार्टअप को सहायता देने के लिए डिज़ाइन किया गया है.
उदाहरण के लिए, माइक्रोन टेक्नोलॉजी ने गुजरात, भारत में एक नई सेमीकंडक्टर असेंबली और टेस्टिंग सुविधा की स्थापना के लिए $800 मिलियन से अधिक निवेश करने की योजनाएं बताई हैं. यह कदम भारत के सेमीकंडक्टर सेक्टर में पर्याप्त रूपांतरण लाने के लिए तैयार है, जिससे कई हाई-टेक और कंस्ट्रक्शन रोजगार के अवसर पैदा होते हैं.

लगातार चुनौतियां

अर्धचालक फैब की स्थापना एक कठोर कार्य है, जो मुख्य रूप से उनकी पूंजीगत गहन प्रकृति के कारण होता है, क्योंकि इसमें शामिल लागत काफी महत्वपूर्ण होती है, जो संभावित निवेशकों को जारी कर सकती है. हालांकि, यह पहचानना आवश्यक है कि ये इन्वेस्टमेंट केवल वर्तमान के लिए नहीं हैं; वे हाई-टेक भविष्य के बीज के रूप में काम करते हैं.
आज इन फैबों में दिए गए महत्वपूर्ण निधियां अंततः अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी पैदा करेंगी और आने वाले वर्षों में प्रौद्योगिकीय रूप से सशक्त राष्ट्र के उभरने में योगदान देंगी. इसके अलावा, सेमीकंडक्टर फैब्स क्लीन वॉटर, निरंतर पावर और विशेषज्ञ मानव विशेषज्ञता जैसे महत्वपूर्ण संसाधनों की मांग करते हैं.
ये पूर्व आवश्यकताएं केवल तत्काल आवश्यकताएं नहीं हैं बल्कि प्रौद्योगिकी दृष्टि से उन्नत भविष्य के आधारभूत निर्माण खंड हैं. आज किए गए इन्फ्रास्ट्रक्चर इन्वेस्टमेंट विस्तारित अवधि के लिए भारत के सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री को कम करते रहेंगे, जिससे इसकी वृद्धि और स्थिरता सुनिश्चित होगी.

सेमीकंडक्टर और भारत का भविष्य

अर्धचालक उद्योग आने वाले वर्षों में अपनी वृद्धि और नवान्वेषण जारी रखने के लिए तैयार है. आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई), इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) और 5जी टेक्नोलॉजी में एडवांस सेमीकंडक्टर्स की मांग चलाने और नए एप्लीकेशन और उद्योगों के विकास को सक्षम बनाने की उम्मीद है.
विशेष रूप से अर्धचालक उद्योग पर एआई का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ने की उम्मीद है. एआई एल्गोरिदम बड़ी मात्रा में डेटा पर निर्भर करते हैं और इसके लिए महत्वपूर्ण कंप्यूटिंग पावर की आवश्यकता होती है, जिसे केवल उन्नत अर्धचालकों के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है. जैसा कि एआई अधिक स्पष्ट हो जाता है, सेमीकंडक्टरों की मांग काफी बढ़ने की उम्मीद है.
जैसा कि उद्योग बढ़ता रहता है और विकसित होता रहता है, यह कृत्रिम बुद्धिमत्ता, इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) और नवीकरणीय ऊर्जा जैसे क्षेत्रों में प्रगति कर रहा है. सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री वैश्विक अर्थव्यवस्था में भी एक प्रमुख योगदानकर्ता है, जो राजस्व में अरबों डॉलर उत्पन्न करता है और विश्वव्यापी लाखों नौकरियां पैदा करता है.
ये प्रौद्योगिकियां डेटा को प्रक्रिया और संचारित करने के लिए अर्धचालकों पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं और अर्धचालक प्रौद्योगिकी में प्रगति उनकी पूरी क्षमता को अनलॉक करने के लिए महत्वपूर्ण हैं. उदाहरण के लिए, अधिक शक्तिशाली और कुशल सेमीकंडक्टरों का विकास अधिक उन्नत एआई एल्गोरिदम बनाने और पहले अकल्पनीय स्तर पर आईओटी उपकरणों का नियोजन करने में सक्षम बना रहा है.
शायद सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अर्धचालक उद्योग अधिक स्थायी भविष्य में परिवर्तन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है. अर्धचालक प्रौद्योगिकी में प्रगति सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों जैसी नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकास को चला रही है. सेमीकंडक्टर इन टेक्नोलॉजी के कार्य के लिए आवश्यक हैं, और जैसे-जैसे वे अधिक कुशल और लागत-प्रभावी बनते हैं, वे कम कार्बन अर्थव्यवस्था में परिवर्तन लाने में मदद कर रहे हैं.