آج کل سائنس اور ٹیکنالوجی کا مقابلہ تیزی سے شدید ہوتا جا رہا ہے اور سب سے زیادہ توجہ مبذول کرنے والی چپ ٹیکنالوجی ہر گزرتے دن کے ساتھ تبدیل ہو رہی ہے۔ آئی بی ایم کی 2 نینو میٹر چپ پھیلنے کی خبر پھیلنے سے پہلے ٹی ایس ایم سی اور اس کے شراکت داروں نے ذیلی 1 نینو میٹر چپس میں کامیابی کا اعلان کیا۔ یہ وسیع پیمانے پر خیال کیا جاتا ہے کہ انسان الیکٹرانک چپس کی نظریاتی حدود تک پہنچ رہے ہیں۔
سلیکون آپٹیکل چپ میں زیادہ کمپیوٹنگ رفتار، کم بجلی کی کھپت اور کم وقت کی تاخیر کی خصوصیات ہیں، اور عمل کے سائز کی حد میں کمی کو آگے بڑھانا ضروری نہیں ہے۔ مینوفیکچرنگ کے عمل میں الیکٹرانک چپ کی طرح سخت ہونا ضروری نہیں ہے، لیکن انتہائی بالائے بنفشی لیتھوگرافی مشین (ای یو وی) کا استعمال کرنا ضروری ہے۔
تو، سلیکون لائٹ چپ مور کے قانون کی "چھت" کے ذریعے توڑ سکتے ہیں, ایک نیا "ٹریک" کھول سکتے ہیں؟
ابھی بھی تکنیکی رکاوٹیں ہیں جن پر قابو پانے کی ضرورت ہے
"سلیکون فوٹونیکس کا تصور ایک طویل عرصے سے تجویز کیا جا رہا ہے، لیکن سلیکون فوٹونیکس چپس بنانا آسان نہیں ہے۔ بیجنگ یونیورسٹی آف پوسٹس اینڈ ٹیلی کمیونیکیشن کے پروفیسر اور ڈاکٹریٹ سپروائزر لی پیگانگ نے سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ڈیلی کو بتایا کہ 1990 کی دہائی کے اوائل میں آئی ٹی پریکٹیشنرز نے روایتی سیمی کنڈکٹر چپ انڈسٹری کے جانشین کی تلاش شروع کی اور فوٹونک کمپیوٹنگ کو کبھی مستقبل کی سب سے امید افزا ٹیکنالوجی سمجھا جاتا تھا۔ تکنیکی وجوہات کی بنا پر اکیسویں صدی کے آغاز تک انٹیل اور آئی بی ایم کی قیادت میں کاروباری اداروں اور تعلیمی اداروں نے سلیکون چپس کی آپٹیکل سگنل ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی تیار کرنے میں پیش قدمی کی اور امید کی کہ چپس کے درمیان ڈیٹا سرکٹ کو آپٹیکل پاتھ سے تبدیل کیا جائے گا۔ لی پیگانگ نے کہا۔
لی پیگانگ نے صحافیوں کو بتایا کہ سلیکون آپٹیکل چپ مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی سلیکون اور سلیکون سبسٹریٹ مواد پر مبنی ہے، آپٹیکل ڈیوائس ڈویلپمنٹ اور انضمام ٹیکنالوجی کے لئے کمپلیمنٹری میٹل آکسائڈ سیمی کنڈکٹر (سی ایم او ایس) کے عمل کا استعمال، جو الٹرا لارج اسکیل کی خصوصیات، مربوط سرکٹ ٹیکنالوجی کی الٹرا ہائی پریسیژن مینوفیکچرنگ اور فوٹونک ٹیکنالوجی کی الٹرا ہائی اسپیڈ، الٹرا لو پاور کھپت کے فوائد کو یکجا کرتا ہے۔ یہ موجودہ سیمی کنڈکٹر ویفر مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کا تکمیلی ہے۔
لی پیگانگ نے کہا کہ چین سلیکون آپٹیکل چپ صنعت کی ترقی کو بہت اہمیت دیتا ہے۔ لیکن پہلے تو گھریلو ہائی اینڈ سلیکون چپس لائٹ کو ڈیزائن کے ساتھ ترجیح دی جاتی ہے، فلو شیٹ مین یا بیرون ملک ہے، چپ کی تیاری، طویل چکر، زیادہ لاگت، چین میں سلیکون فوٹونیکس ٹیکنالوجی کی ترقی کو محدود کرنا، "اور بیرون ملک چینی چپ ٹیکنالوجی کی ترقی کو محدود کرنا، متعدد اقدامات اپنائے ہیں، چین میں سلیکون لائٹ چپ کمپنیوں کی ترقی نے سنگین اثر و رسوخ پیدا کیا ہے۔"
لی پیگانگ نے صحافیوں کو بتایا کہ سلیکون آپٹیکل ٹیکنالوجی کی ترقی کو تین مراحل میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: پہلا، سلیکون پر مبنی آلات بتدریج متفرد اجزاء کی جگہ لے لیتے ہیں، سلیکون سے آپٹیکل مواصلات کو بنیادی آلات بنانے کے لئے، عمل کی معیاربندی حاصل کرنے کے لئے؛ دوسرا، انضمام ٹیکنالوجی کپلنگ انضمام سے یک جہتی انضمام تک تیار ہوتی ہے، جزوی انضمام کا احساس کرتی ہے، اور لیگو اینٹوں کی طرح مختلف آلات کے امتزاج کے ذریعے ان آلات کو مختلف چپس میں ضم کرتی ہے۔ تیسرا، آپٹو الیکٹرانک کے مکمل انضمام کے حصول کے لئے آپٹو الیکٹرانک ٹیکنالوجی کا انضمام۔ مزید پیچیدہ افعال کے حصول کے لئے روشنی اور بجلی دونوں کو مربوط کریں۔ اب ہم سلیکون آپٹک ٹیکنالوجی کے دوسرے مرحلے میں ہیں۔ لی پیگانگ نے کہا۔
ان کی رائے میں اگرچہ سلیکون آپٹک ٹیکنالوجی پختہ ہو رہی ہے اور سلیکون آپٹک چپس بڑے پیمانے پر تجارتی استعمال کے مرحلے میں داخل ہونے والی ہیں لیکن ابھی بھی تکنیکی رکاوٹیں ہیں جن پر قابو پانے کی ضرورت ہے، جیسے غیر معیاری ڈیزائن ٹولز، سلیکون آپٹک کپلنگ کے عمل کی اعلی ضروریات اور خودکار ویفر ٹیسٹنگ اور کٹنگ جیسے تکنیکی چیلنجز۔
لی پیگانگ کا خیال ہے کہ چین نے سلیکون آپٹیکل چپس کی تحقیق اور ترقی میں تکنیکی کامیابیاں حاصل کی ہیں لیکن صنعتکاری کے پہلو میں گھریلو سلیکون آپٹیکل چپس کی صنعتکاری ٹیکنالوجی میں ابھی بھی کچھ مسائل ہیں جن میں ڈھانچہ جاتی ڈیزائن، مینوفیکچرنگ کا عمل، ڈیوائس پیکجنگ اور ایپلی کیشن سپورٹنگ وغیرہ شامل ہیں جن کو تیار اور پختہ کرنے کی ضرورت ہے۔ انہوں نے کہا کہ ٹیکنالوجی کے علاوہ سلیکون آپٹیکل چپس کی صنعتکاری مواد، ٹیکنالوجی، آلات، سافٹ ویئر، صلاحیتوں اور مارکیٹ ایکولوجی جیسے جامع عوامل سے بھی متاثر ہوگی۔ اس لئے تکنیکی تحقیق اور ترقی میں سرمایہ کاری کے علاوہ ایک اچھی صنعتی ماحولیات کی تشکیل، پلیٹ فارم تعمیر کرنا اور ماحولیات کو بہتر بنانا اور سلیکون آپٹیکل چپس کی ترقی کے لئے صنعتی چین کے اوپر اور نیچے کے درمیان تعاون بڑھانا بھی بہت ضروری ہے۔ لی پیگانگ نے کہا۔
چین میں سلیکون آپٹیکل چپس تیزی سے ترقی کر رہے ہیں
28 نومبر2017ء, وزارت صنعت و انفارمیشن ٹیکنالوجی نے ووہان میں نیشنل انفارمیشن آپٹو الیکٹرانکس انوویشن سینٹر کی تعمیر کی باضابطہ منظوری دے دی ہے۔ اس مرکز میں بہت سے گھریلو کاروباری اداروں اور تحقیق اور ترقیاتی اداروں جیسے آپٹو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی، فائبر ہوم کمیونیکیشن، ہینگٹونگ آپٹو الیکٹرانکس وغیرہ نے مشترکہ طور پر شرکت کی ہے اور چین میں انفارمیشن آپٹو الیکٹرانکس کے شعبے میں اختراعی وسائل کا 60 فیصد سے زیادہ اکٹھا کیا ہے۔ چین کی انفارمیشن آپٹو الیکٹرانکس مینوفیکچرنگ انڈسٹری میں "کلیدی اور عام ٹیکنالوجیز کی مشترکہ تحقیق اور ترقی" اور "پہلی کمرشلائزیشن" کو حل کرنے کے تزویراتی کام کو برداشت کرتے ہوئے ہم انفارمیشن آپٹو الیکٹرانکس میں "بنیادی کمی" کی صورتحال کو حل کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔
2017 میں شنگھائی میونسپل حکومت نے سلیکون فوٹونیکس کو پہلے میونسپل بڑے منصوبوں میں سے ایک کے طور پر درج کیا تھا اور سلیکون بیسڈ آپٹیکل انٹر کنکشن چپس کی آر ڈی اور پیداوار کو ترتیب دینے کے لئے بڑی رقم کی سرمایہ کاری کی تھی جس کا مقصد سلیکون آپٹیکل چپس کی پوری انڈسٹری چین بنانا، اہم بنیادی ٹیکنالوجیز میں مہارت حاصل کرنا اور گھریلو کاروباری اداروں کو غیر ملکی سپلائرز پر انحصار سے چھٹکارا دلانا تھا۔
اکتوبر 2018 ء میں چونگ چنگ میونسپل حکومت کی جانب سے تشکیل دیا گیا ایک نیا قومی بین الاقوامی تحقیق و ترقیاتی ادارہ یونائیٹڈ مائیکرو الیکٹرانکس سینٹر کمپنی ایل ٹی ڈی کا اندراج کیا گیا اور چونگ چنگ میں 10 ارب یوآن سے زائد کی ابتدائی سرمایہ کاری کے ساتھ قائم کیا گیا۔
وزارت صنعت و انفارمیشن ٹیکنالوجی نے 2017 ء کے اختتام پر جاری کیا "چائنا آپٹو الیکٹرانک ڈیوائس انڈسٹری ٹیکنالوجی ڈویلپمنٹ روڈ میپ (2018-2022ء)" میں نشاندہی کی گئی ہے کہ ہائی اسپیڈ آپٹیکل چپ لوکلائزیشن کی موجودہ شرح صرف 3 فیصد ہے، 2022 ء کی لو اینڈ آپٹو الیکٹرانک چپ لوکلائزیشن ریٹ کی ضروریات 60 فیصد سے زائد، ہائی اینڈ آپٹو الیکٹرانک چپ لوکلائزیشن ریٹ بریک تھرو 20 فیصد ہیں۔
پالیسی سپورٹ کے ساتھ چین میں سلیکون آپٹیکل چپس تیزی سے ترقی کر رہے ہیں۔ جنوری 2018 ء میں شنگھائی میں چین کا پہلا سلیکون فوٹونیکس ٹیکنالوجی پلیٹ فارم قائم کیا گیا جس سے چین اور غیر ممالک کے درمیان پروسیسنگ اور مینوفیکچرنگ میں فرق کم ہوا۔
29 اگست2018ء, سینوٹیک نے اعلان کیا کہ چین کی پہلی کمرشل "100جی سلیکون آپٹیکل ٹرانسسیور چپ" کو باضابطہ طور پر پیداوار میں شامل کیا گیا ہے۔
ستمبر 2019 میں یونائیٹڈ مائیکرو الیکٹرانکس سینٹر ایل ایل سی کو 8 انچ کے سلیکون بیسڈ آپٹو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی پروسیس پلیٹ فارم کی وائرنگ کا احساس ہوا۔ صرف چند مہینوں میں اس کا خود ساختہ سلیکون آپٹیکل عمل بہت اچھی سطح پر پہنچ گیا ہے اور باضابطہ طور پر دنیا کو "180 این ایم سلیکون آپٹیکل پروسیس پی ڈی کے کا مکمل سیٹ" جاری کیا گیا ہے، جو اس بات کی نشان دہی کرتا ہے کہ کمپنی کے پاس سلیکون بیسڈ آپٹو الیکٹرانکس کے شعبے میں آزادانہ عمل مینوفیکچرنگ کی صلاحیت ہے، اور اس نے دنیا کو سلیکون آپٹیکل چپ فلو سروسز فراہم کرنا شروع کر دیں۔
قومی سطح پر سلیکون آپٹیکل ٹیکنالوجی کی حمایت کرنے والی سازگار پالیسیاں آرہی ہیں اور مقامی حکومتیں بھی بورڈ میں داخل ہو چکی ہیں۔ شنگھائی نے واضح طور پر ڈیوائس کے ساتھ فوٹون چپ کی ترقی، اہم پیش رفت سلیکون فوٹونیکس، آپٹیکل کمیونیکیشن ڈیوائسز، فوٹون چپ ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ اور فوٹونک ڈیوائسز کی نئی نسل کی ایپلی کیشن، جیسے کہ فوٹونک ڈیوائسز ماڈیولر ٹیکنالوجی، سی ایم او ایس سلیکون فوٹونیکس ٹیکنالوجی، چپ انضمام ٹیکنالوجی، فوٹو الیکٹرک انضمام ماڈیول انکیپسولیشن ٹیکنالوجی ریسرچ پر مبنی ہے تاکہ اہم تحقیق کی جاسکے۔ صوبہ ہوبی، چونگ چنگ بلدیہ، سوژو اور دیگر حکومتوں نے 14 ویں پانچ سالہ منصوبہ بندی کے دوران ترقی کے لئے سلیکون آپٹیکل چپس کو اہم صنعت کے طور پر لیا ہے۔ "مختلف خطوں کے درمیان ان کے منصوبوں کی بنیاد پر ترتیب میں خاطر خواہ فرق دیکھنا مشکل ہے۔ " ہم نئی کمپنیوں کو فعال طور پر متعارف کروا کر اور اپنی موجودہ چپ انڈسٹری فاؤنڈیشن کا استعمال کرتے ہوئے سلیکون آپٹیکل چپ انڈسٹری کو ترقی دیں گے۔ " لی پیگانگ نے کہا۔
روشنی اور بجلی جیت کے مستقبل کے لئے مل کر کام کریں گے
سلیکون آپٹیکل ٹیکنالوجی اپنی بہت سی خصوصیات کی وجہ سے صنعت کا اگلا ہدف بن گئی ہے۔ صنعتکاری ٹیکنالوجی کی مسلسل پختگی اور صنعتی ماحول کو بہتر بنانے کے ساتھ چین کی سلیکون آپٹیکل چپ صنعت ترقی کے لئے تیار ہے۔
انٹیل کے سلیکون فوٹونیکس انڈسٹری کے ترقیاتی منصوبے کے مطابق سلیکون آپٹیکل ماڈیول انڈسٹری میں
تیز رفتار ترقی کے دور میں داخل ہوا۔ 2022 میں سلیکون فوٹونیکس ٹیکنالوجی فی سیکنڈ چوٹی کی رفتار، توانائی کی کھپت اور لاگت کے لحاظ سے روایتی آپٹیکل ماڈیولز کو پیچھے چھوڑ دے گی۔ پیش گوئی کی گئی ہے کہ سلیکون آپٹیکل ماڈیولز کی مارکیٹ میں 40 فیصد اضافہ ہوگا اور 2024 تک یہ 3.9 ارب ڈالر تک پہنچ جائے گی جو اس وقت تک مارکیٹ کے مجموعی سائز کا 21 فیصد ہے۔
"اس وقت روشنی اور بجلی دو 'ریس ٹریک' پر ہیں، ہر ایک کا اپنا اطلاق منظر نامہ ہے۔ منطقی کمپیوٹنگ میں مستقبل کا رجحان آپٹو الیکٹرانک انضمام ہے اور آل آپٹیکل کمپیوٹنگ کو حاصل کرنے میں کافی وقت لگے گا۔ " لی پیگانگ نے کہا کہ اگرچہ فوٹونک انٹیگریٹڈ سرکٹ ابھی ترقی کے ابتدائی مرحلے میں ہے لیکن یہ آپٹیکل ڈیوائسز کا مرکزی دھارے کی ترقی کا رجحان بن گیا ہے۔
عمومی طور پر فوٹونک چپس اب الیکٹرانک چپس کی جگہ صرف انفرادی کمپیوٹنگ اور ٹرانسمیشن فیلڈز میں لے سکتے ہیں۔ لی پیگانگ نے کہا کہ اگرچہ دونوں مینوفیکچرنگ کے عمل اور پیچیدگی میں ایک جیسے ہیں لیکن فوٹونک چپ ڈھانچے کی ضروریات الیکٹرانک چپس، عام طور پر 100 نینو میٹر کی طرح سخت نہیں ہیں، "اس سے جدید ٹیکنالوجی پر انحصار بہت کم ہو جاتا ہے، ایک حد تک موجودہ چپ کی ترقی کی رکاوٹ کو کم کرنے کے لئے۔"
روشنی کا فائدہ ہے، بجلی کو بجلی کا فائدہ ہے۔ مسٹر لی نے کہا کہ 'کچھ ایپلی کیشن منظرناموں میں مقابلہ ہوتا ہے لیکن اکثر یہ جیت کا رشتہ ہوتا ہے'۔
سلیکون آپٹیکل چپ ٹیکنالوجی الیکٹرانک چپ ٹیکنالوجی کی طرح پختہ نہیں ہے، لہذا بہت سے نامعلوم عوامل ہیں، مستقبل دونوں کے درمیان ایک اچھا ربط ہونا چاہئے۔ لی پیگانگ کا خیال ہے کہ الیکٹرانک مربوط سرکٹ اور فوٹونک مربوط سرکٹ تکمیلی ہیں۔ مستقبل میں ہم فوٹونک انٹیگریٹڈ سرکٹس' ہائی اسپیڈ ٹرانسمیشن اور الیکٹرانک انٹیگریٹڈ سرکٹس' ملٹی فنکشن اور ذہین کے فوائد سے بھرپور استفادہ کر سکتے ہیں اور نئے 'ٹریک' پر بہتر طریقے سے چل سکتے ہیں۔ لی پیگانگ نے کہا۔