कैसे एक विशिष्ट तकनीक कृत्रिम बुद्धिमत्ता के लिए बाधा बन गई

ताइवानी सेमीकंडक्टर कंपनी, जो एनवीडिया और अन्य कृत्रिम बुद्धिमत्ता नेताओं के लिए अत्याधुनिक चिप्स बनाती है, उनमें से लगभग सभी को पैकेज भी करती है। इसके प्रमुख आपूर्तिकर्ता और साझेदार भी बड़े पैमाने पर ताइवान में हैं, जो चीन से उसी खतरे का सामना कर रहे हैं जिसने अमेरिकी नीति निर्माताओं को घरेलू चिप उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए अरबों डॉलर का निर्देश देने के लिए प्रेरित किया है।

सिलिकॉन वैली में पैकेजिंग बाधा एक गर्म विषय बन गई है क्योंकि टीएसएमसी मांग को पूरा करने के लिए संघर्ष कर रही है। अय्यर ने एरिजोना में बनने वाले $1.1 बिलियन के बिडेन प्रशासन-वित्त पोषित पैकेजिंग अनुसंधान और विकास केंद्र के लिए योजनाएं विकसित करके मदद करने की कोशिश की, लेकिन ट्रम्प प्रशासन ने पिछले साल उन प्रयासों को प्रभावी ढंग से खत्म कर दिया।

अय्यर ने कहा, “मुख्य बात यह है कि उन्होंने बच्चे को नहाने के पानी के साथ बाहर फेंक दिया।” “हम खुद को ऐसी स्थिति में पाते हैं जहां हम टीएसएमसी पर और भी अधिक निर्भर हैं।”

यह बाधा इस बात को रेखांकित करती है कि कैसे बिडेन और ट्रम्प प्रशासन के प्रयासों के बावजूद ताइवान पर अमेरिका की निर्भरता कम नहीं हुई है। बिडेन प्रशासन ने 2022 के चिप्स और विज्ञान अधिनियम के तहत घरेलू चिप निर्माण को तेजी से शुरू करने के लिए 50 बिलियन डॉलर से अधिक की प्रतिबद्धता जताई है। राष्ट्रपति डोनाल्ड ट्रम्प ने चिप निर्माताओं को अनुदान का विरोध करते हुए, इसके बजाय अमेरिकी कंपनियों के साथ सौदों पर जोर दिया है जिसमें इक्विटी हिस्सेदारी शामिल है और अनिवार्य रूप से वही चीज़ हासिल करने के लिए विदेशी कंपनियों को टैरिफ की धमकी दी है।

चिप्स बनाने के बाद, “पैकेजिंग सबसे महत्वपूर्ण चीज है,” सीएचआईपी अधिनियम की पैरवी करने वाले पूर्व इंटेल सीईओ पैट्रिक जेल्सिंगर ने कहा। “और हमारी पैकेजिंग आपूर्ति शृंखला और भी अस्थिर हो सकती है।”

ट्रम्प प्रशासन के एक अधिकारी ने कहा कि पैकेजिंग सर्वोच्च प्राथमिकता नहीं है। अधिकारी ने नाम न छापने की शर्त पर बताया कि नौ पैकेजिंग परियोजनाओं को CHIPS एक्ट फंडिंग प्राप्त हुई है, और वाणिज्य विभाग क्षेत्र में कुछ महत्वपूर्ण अनुसंधान परियोजनाओं का मूल्यांकन कर रहा है।

इस गतिरोध को दूर करने के लिए, कुछ बड़ी अमेरिकी कंपनियां अपने परिचालन को बढ़ाने की कोशिश कर रही हैं। लंबे समय से प्रौद्योगिकी में अग्रणी इंटेल ने पैकेजिंग ग्राहकों को जोड़ा है और पिछले सप्ताह कहा था कि उसने अपने उन्नत पैकेजिंग प्रयासों का नेतृत्व करने के लिए एक नए कार्यकारी को नियुक्त किया है। चिप निर्माण उपकरण बनाने वाली प्रमुख कंपनी एप्लाइड मटेरियल्स, सिलिकॉन वैली में 5 बिलियन डॉलर का अनुसंधान केंद्र बनाने के लिए भागीदारों के साथ काम कर रही है, जिसमें पैकेजिंग पर मुख्य ध्यान दिया जाएगा।

पैकेजिंग विशेषज्ञ एमकोर टेक्नोलॉजी एरिजोना में अपना पहला अमेरिकी संयंत्र बना रही है और 10 साल के समझौते के तहत टीएसएमसी के लिए कुछ पैकेजिंग कार्य संभालने की उम्मीद है। Amkor, जिसे बिडेन प्रशासन से $407 मिलियन का अनुदान प्राप्त हुआ, ने ट्रम्प प्रशासन के अधिकारियों के साथ बातचीत और Nvidia और Apple से रुचि खरीदने के संकेतों के बाद सुविधा में अपने संभावित निवेश को $7 बिलियन तक बढ़ा दिया।

एमकोर के अध्यक्ष और सीईओ केविन एंगेल ने कहा, ऐसे ग्राहक “बहुत मजबूत मांग दिखा रहे हैं, अमेरिकी पारिस्थितिकी तंत्र का निर्माण करना चाहते हैं।”

लंबे समय से यह माना जाता रहा है कि पैकेजिंग को एक बाद का विचार माना जाता है, जिसे अमेरिकी चिप निर्माताओं ने कम वेतन वाले एशियाई देशों के लिए छोड़ दिया है। ग्लोबल इलेक्ट्रॉनिक्स एसोसिएशन के अनुसार, चिप पैकेजिंग में अमेरिकी हिस्सेदारी लगभग 3% है।

पैकेजिंग के बिना चिप्स काम नहीं करते. एक प्रक्रिया में जिसे असेंबलिंग भी कहा जाता है, सिलिकॉन के नंगे टुकड़ों को आमतौर पर सर्किट बोर्ड पर अन्य चिप्स तक सिग्नल ले जाने के लिए कनेक्टर्स के साथ सुरक्षात्मक प्लास्टिक में लपेटा जाता है।

इन दिनों, चिप्स को अक्सर एक मध्यवर्ती परत पर रखा जाता है जिसे सब्सट्रेट कहा जाता है, जिसमें आम तौर पर एम्बेडेड तांबे के तारों के साथ प्लास्टिक और फाइबरग्लास होते हैं।

1981 में आईबीएम में शामिल होने से पहले यूसीएलए से डॉक्टरेट की उपाधि हासिल करने वाले अय्यर ने एक और महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की। आईबीएम में, उन्होंने पहले “मिडिलवेयर” में से एक विकसित किया – सिलिकॉन की एक परत जो कई चिप्स को एक साथ रखती है और उनके बीच उच्च गति पर सिग्नल प्रसारित करती है।

कुछ एआई प्रोसेसरों के लिए आवश्यक बड़े पैकेजों के लिए, टीएसएमसी और इंटेल सिलिकॉन के छोटे टुकड़ों को वेफर्स में एम्बेड करते हैं जो चिप्स के बीच संचार पुल के रूप में कार्य करते हैं।

इंटेल के उपाध्यक्ष और पैकेजिंग और परीक्षण के महाप्रबंधक मार्क गार्डनर ने कहा, “उन्हें उन्नत पैकेजिंग के बिना नहीं बनाया जा सकता है।” “इसके बिना, हम एआई दुनिया में एक बहुत अलग जगह पर होते।”

TSMC CoWoS नामक उन्नत पैकेजिंग प्रदान करता है, जो चिप-ऑन-वेफर-ऑन-सब्सट्रेट का संक्षिप्त रूप है। उदाहरण के लिए, एनवीडिया का नया रुबिन प्रोसेसर दो बड़े AI चिप्स को आठ हाई-स्पीड मेमोरी स्टैक के साथ संयोजित करने के लिए CoWoS का उपयोग करता है, प्रत्येक में 12 चिप्स होते हैं, जो 336 बिलियन ट्रांजिस्टर को एक पैकेज में पैक करते हैं। टीएसएमसी ने 2024 की तुलना में 2029 तक एक पैकेज में कंप्यूटिंग ट्रांजिस्टर की संख्या में 48 गुना वृद्धि की भविष्यवाणी की है।

लेकिन कंपनी, जिसे एरिज़ोना में बड़ी चिप फ़ैक्टरियाँ बनाने के लिए CHIPS एक्ट फ़ंडिंग प्राप्त हुई थी, 2028 या 2029 तक राज्य में CoWoS का उपयोग करने की योजना नहीं बना रही है। अब वहां उत्पादित किसी भी चिप्स को पैकेजिंग के लिए ताइवान भेजा जाना चाहिए।

टीएसएमसी पहले से ही एआई-संचालित ऑर्डरों को पूरा करने के लिए संघर्ष कर रहा है। इंटरनेशनल बिजनेस स्ट्रैटेजीज़ के एक विश्लेषक हैंडेल जोन्स का अनुमान है कि CoWoS का उत्पादन मांग से लगभग 30% पीछे है। उनके अनुसार, टीएसएमसी सभी आधुनिक पैकेजिंग का लगभग 95% हिस्सा है।

टीएसएमसी के वरिष्ठ उपाध्यक्ष केविन चांग ने कहा, “मैं देख रहा हूं कि मांग लगातार बढ़ती जा रही है।” “यह निश्चित रूप से बहुत सारे प्रतिबंधों का कारण बनेगा।”

और लागत अधिक रहती है. रिसर्च फर्म टेकसर्च इंटरनेशनल के अध्यक्ष जान वर्दमान ने कहा, एक उन्नत चिप पैकेज की कीमत 500 डॉलर हो सकती है। उद्योग के अधिकारियों का कहना है कि सरल पैकेज की कीमत लगभग $40 हो सकती है।

कुछ चिप स्टार्टअप ने जानबूझकर CoWoS पर आधारित परियोजनाओं से परहेज किया है, जिसमें आवश्यक मिडलवेयर विकसित करने में महीनों लग सकते हैं।

“मैं इसे छूना नहीं चाहता था,” मैजेस्टिक लैब्स के सह-संस्थापक और अध्यक्ष शा रबी ने कहा, जो एक कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रोसेसर विकसित कर रहा है जो सरल पैकेजिंग और सस्ते मेमोरी चिप्स का उपयोग कर सकता है। “यह आपूर्ति श्रृंखला समस्या का एक महत्वपूर्ण हिस्सा दूर कर देता है।”

लंबी अवधि में, अय्यर और उद्योग जगत के नेताओं का कहना है कि नई पैकेजिंग अवधारणाओं की आवश्यकता होगी। कंपनी के सीईओ एकातेरिना विक्टोरोवा ने कहा, ऑस्ट्रेलियाई स्टार्टअप सिएंटा ने कम उत्पादन चरणों और संचार थ्रूपुट को बीस गुना तक बढ़ाने के साथ अल्ट्रा-बड़े पैकेज बनाने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल तरीकों का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया।

अन्य लोग पैकेजिंग अनुसंधान के लिए साझेदार ला रहे हैं। जापानी रसायन निर्माता रेसोनैक ने हाल ही में सिलिकॉन वैली के पास 12-कंपनी पैकेजिंग कंसोर्टियम और एक पायलट उत्पादन लाइन के निर्माण की घोषणा की।

लेकिन सरकारी समर्थन अनिश्चित बना हुआ है। बिडेन प्रशासन ने एक प्रमुख उम्मीदवार की पैकेजिंग के साथ, CHIPS अधिनियम के तहत $7.4 बिलियन की अनुसंधान निधि की देखरेख के लिए गैर-लाभकारी नैटकास्ट को नियुक्त किया है।

2023 में, अय्यर वाणिज्य विभाग के चिप कार्यक्रम में शामिल हो गए, और एक केंद्र बनाने की योजना विकसित की, जहां शोधकर्ता नई अर्धचालक सामग्री, चिप्स और पैकेजिंग का विकास और परीक्षण कर सकें। वह 2024 के अंत में यूसीएलए में लौट आए।

वाणिज्य विभाग ने जनवरी 2025 तक प्रस्तावित फंडिंग और एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी रिसर्च पार्क में सुविधा के स्थान की घोषणा नहीं की। ट्रम्प के तहत बहुत कम कार्रवाई हुई जब तक कि वाणिज्य सचिव हॉवर्ड लुटनिक ने उस वर्ष अगस्त में कहा कि नैटकास्ट एक अवैध इकाई थी और उसने अपनी फंडिंग वापस ले ली। समूह ने इस दावे का खंडन किया लेकिन पिछली बार वह भंग हो गया।

सभी उद्योग जगत के नेता आगामी एरिज़ोना पैकेजिंग प्लांट पर शोक नहीं मना रहे हैं। गेल्सिंगर, जो अब वेंचर कैपिटल फर्म प्लेग्राउंड वेंचर्स में एक जनरल पार्टनर हैं, का तर्क है कि उन्हें शुरुआत से शुरू करने के बजाय मौजूदा शोध केंद्र में शोध करना चाहिए था।

अय्यर, जो स्थान चुनने में शामिल नहीं थे, सहमत हुए। लेकिन उन्होंने आगे कहा, “मुझे लगा कि मैंने एक अच्छा कार्यक्रम तैयार किया है। मुझे उम्मीद नहीं थी कि यह टूट जाएगा।”