గుజరాత్‌లోని ధోలేరా సెజ్‌ (Dholera SEZ) లో భారతదేశపు తొలి చిప్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్లాంట్

వార్తల్లో ఎందుకు ఉంది? (Why in News?)

• గుజరాత్‌లోని ధోలేరా ప్రత్యేక ఆర్థిక మండలిలో (Special Economic Zone) దేశ మొట్టమొదటి సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్లాంట్‌ (Semiconductor fabrication plant) ఏర్పాటును భారత ప్రభుత్వం అధికారికంగా ప్రకటించింది.
• టాటా సెమీకండక్టర్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ ప్రైవేట్ లిమిటెడ్ (Tata Semiconductor Manufacturing Private Limited) సంస్థ ఈ ప్రాజెక్టును అభివృద్ధి చేస్తుంది. దేశీయంగా సెమీకండక్టర్ తయారీ సామర్థ్యాన్ని (Domestic capacity) పెంచడంలో, విదేశీ దిగుమతులపై (Imports) ఆధారపడటాన్ని తగ్గించడంలో ఇది ఒక ప్రధాన ముందడుగు.

భారతదేశపు తొలి చిప్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్లాంట్ అంటే ఏమిటి?

• ఇది భారతదేశపు తొలి పూర్తి స్థాయి సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్ కేంద్రం (Fabrication facility). దీనినే సాధారణంగా “ఫ్యాబ్” (Fab) అని పిలుస్తారు. దేశంలోనే అత్యాధునిక సెమీకండక్టర్ చిప్‌లను (Advanced semiconductor chips) తయారు చేయడానికి దీనిని ఏర్పాటు చేశారు.
• చిప్ డిజైన్ (Chip design) వేరు, ఫ్యాబ్రికేషన్ వేరు. అత్యంత అధునాతన పారిశ్రామిక పద్ధతులను ఉపయోగించి సెమీకండక్టర్ వేఫర్‌లు (Wafers), ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను భౌతికంగా ఉత్పత్తి చేయడమే ఫ్యాబ్రికేషన్.
• ఎలక్ట్రానిక్స్, సెమీకండక్టర్ తయారీ, ఐటీ ఆధారిత పరిశ్రమల కోసం ప్రత్యేకంగా కేటాయించిన ఒక రంగం-ఆధారిత ప్రత్యేక ఆర్థిక మండలి (Sector-specific SEZ) గా ఈ కేంద్రాన్ని అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.

ధోలేరా సెజ్ (SEZ), వ్యూహాత్మక ప్రాముఖ్యత

• ఈ ప్లాంట్ గుజరాత్‌లోని ధోలేరా ప్రత్యేక పెట్టుబడి ప్రాంతంలో (Special Investment Region – SIR) ఉంది.
• ఇది భారతదేశంలోనే అతిపెద్ద ప్రణాళికాబద్ధమైన (Planned) పారిశ్రామిక స్మార్ట్ సిటీలలో ఒకటి. ఢిల్లీ-ముంబై పారిశ్రామిక కారిడార్ (Delhi-Mumbai Industrial Corridor) కింద దీనిని అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.
• కొత్తగా ప్రకటించిన ఈ సెమీకండక్టర్ జోన్ దాదాపు 166 హెక్టార్లలో విస్తరించి ఉంది. అధునాతన పారిశ్రామిక కార్యకలాపాలకు (High-end industrial activity) మద్దతు ఇచ్చేలా దీనిని రూపొందించారు. దీనిలో ఇంటిగ్రేటెడ్ లాజిస్టిక్స్ (Integrated logistics), విద్యుత్ సరఫరా, నీటి వ్యవస్థలు, డిజిటల్ మౌలిక సదుపాయాలు ఉంటాయి.
• ఇది ఓడరేవులు (Ports), సరుకు రవాణా కారిడార్లు (Freight corridors), పారిశ్రామిక క్లస్టర్‌లకు చాలా దగ్గరగా ఉంది. కాబట్టి గ్లోబల్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ నెట్‌వర్క్‌లో (Global manufacturing integration) చేరడానికి ఇది ఎంతో అనుకూలమైన ప్రదేశం.

సెమీకండక్టర్లు (Semiconductors) అంటే ఏమిటి?

• సెమీకండక్టర్లు అంటే విద్యుత్ వాహకాలకు (Conductors), బంధకాలకు (Insulators) మధ్య విద్యుత్ వాహకత (Electrical conductivity) ఉండే పదార్థాలు.
• ఇవి ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు పునాది లాంటివి. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, మైక్రోచిప్‌లు, ప్రాసెసర్లు, మెమరీ పరికరాలు (Memory devices), సెన్సార్ల తయారీలో వీటిని ఉపయోగిస్తారు.
• ప్రపంచంలో అత్యంత సాధారణంగా వాడే సెమీకండక్టర్ పదార్థం సిలికాన్ (Silicon). ప్రత్యేక అవసరాల కోసం జర్మేనియం (Germanium), గాలియం ఆర్సెనైడ్ (Gallium arsenide) లాంటి సమ్మేళనాలను (Compounds) కూడా ఉపయోగిస్తారు.

సిలికాన్, జర్మేనియం (Silicon and Germanium)

• ప్రపంచంలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్ పదార్థం సిలికాన్. ఎందుకంటే ఇది చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది (Stability). విస్తృతంగా లభిస్తుంది (Abundance). అలాగే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా ఇది సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది.
• భూమి పైపొరలో (Earth’s crust) ఇది దాదాపు 28% ఉంటుంది. ఇసుక, క్వార్ట్జ్‌ (Quartz) లో ఉండే సిలికా (Silica) నుండి ప్రధానంగా దీనిని పొందుతారు.
• ట్రాన్సిస్టర్ టెక్నాలజీలో (Transistor technology) వాడిన మొదటి సెమీకండక్టర్ జర్మేనియం.
• 1947లో బెల్ ల్యాబ్స్ (Bell Labs) అభివృద్ధి చేసిన మొట్టమొదటి ట్రాన్సిస్టర్‌ జర్మేనియం ఆధారంగానే పనిచేసింది.
• అయితే, తక్కువ ఖర్చు, మెరుగైన ఉష్ణ స్థిరత్వం (Thermal stability), భారీ పారిశ్రామిక అవసరాలకు అనుకూలంగా ఉండటం వల్ల క్రమంగా జర్మేనియం స్థానాన్ని సిలికాన్ ఆక్రమించింది.

సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియ (Manufacturing Process)

• ప్రపంచంలో అత్యంత సంక్లిష్టమైన పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో సెమీకండక్టర్ చిప్ తయారీ ఒకటి.
• సిలికాన్‌ను శుద్ధి చేసి అతి-స్వచ్ఛమైన వేఫర్‌లుగా (Ultra-pure wafers) మార్చడంతో ఇది మొదలవుతుంది. ఈ వేఫర్‌లు ఆ తర్వాత ఫోటోలిథోగ్రఫీ (Photolithography), డోపింగ్ (Doping), ఎచింగ్ (Etching), డిపాజిషన్ (Deposition), టెస్టింగ్, ప్యాకేజింగ్ లాంటి అనేక దశల గుండా వెళ్తాయి.
• డోపింగ్ (Doping) అంటే స్వచ్ఛమైన సిలికాన్ విద్యుత్ వాహకతను మార్చడానికి, దానికి నియంత్రిత మోతాదులో మలినాలను (Impurities) కలపడం.
• ఒకే ఒక చిప్‌లో వందల కోట్ల ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఉంటాయి. దుమ్ము లేని, అత్యంత స్వచ్ఛమైన గదుల వాతావరణంలో (Clean room conditions) పూర్తి ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియ జరగడానికి కొన్ని నెలల సమయం పట్టవచ్చు.

సెమీకండక్టర్లు ఎందుకు ముఖ్యం?

1. అవి విద్యుత్‌ను నియంత్రిస్తాయి

సెమీకండక్టర్లు (సిలికాన్ లాంటివి) విద్యుత్ వాహకాలుగా (Conductors), బంధకాలుగా (Insulators) కూడా పనిచేయగలవు. అంటే విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఇంజనీర్లు కచ్చితంగా నియంత్రించవచ్చు. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను నిర్మించడానికి ఇది చాలా అవసరం.

2. కంప్యూటర్ చిప్‌ల తయారీకి ఇవి అవసరం

ప్రతి ఫోన్, ల్యాప్‌టాప్, గేమింగ్ కన్సోల్, సర్వర్‌.. ఇలా అన్నీ సెమీకండక్టర్లతో చేసిన మైక్రోచిప్‌లనే ఉపయోగిస్తాయి. ఈ చిప్‌లు డేటాను ప్రాసెస్ చేస్తాయి, యాప్‌లను నడిపిస్తాయి. అలాగే కృత్రిమ మేధస్సు (Artificial intelligence) కు ఇవే ప్రాణం.

3. ఇవి ఆధునిక కమ్యూనికేషన్‌ను సులభతరం చేస్తాయి

వై-ఫై (Wi-Fi), 5జీ (5G), ఉపగ్రహాలు (Satellites) లాంటి సాంకేతికతలు సిగ్నల్‌లను పంపడానికి, స్వీకరించడానికి సెమీకండక్టర్ విడిభాగాలపైనే ఆధారపడతాయి.

4. రోజువారీ వాడే పరికరాలు వీటితోనే పనిచేస్తాయి

ఎల్‌ఈడీ (LED) లైట్లు, టీవీల నుండి రిఫ్రిజిరేటర్లు, కార్ల వరకు దాదాపు అన్ని ఎలక్ట్రానిక్ వస్తువుల లోపల సెమీకండక్టర్లు ఉంటాయి.

5. అధునాతన సాంకేతికత (Advanced Tech) కు ఇవి చాలా కీలకం

కింది రంగాలు సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీపై తీవ్రంగా ఆధారపడి ఉంటాయి:

• కృత్రిమ మేధస్సు (AI)
• రోబోటిక్స్
• వైద్య పరికరాలు
• పునరుత్పాదక శక్తి (సౌర ఫలకాలు – Solar panels)

6. ఇవి ప్రపంచ ఆర్థిక వ్యవస్థను (Global Economy) నడిపిస్తాయి

సెమీకండక్టర్ల ఉత్పత్తిపై దేశాలు భారీగా పెట్టుబడులు పెడతాయి. ఎందుకంటే ఇవి వ్యూహాత్మక వనరులు. వీటి కొరత ఏర్పడితే ప్రపంచవ్యాప్తంగా పరిశ్రమలకు (కార్ల చిప్‌ల కొరత లాగా) అంతరాయం కలుగుతుంది.

ప్రభుత్వ మద్దతు, విధాన చట్రం (Policy Framework)

1. ఇండియా సెమీకండక్టర్ మిషన్ (ISM)

డిజిటల్ ఇండియా కార్పొరేషన్‌లో (Digital India Corporation) ఒక స్వతంత్ర వ్యాపార విభాగంగా.. ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఇన్ఫర్మేషన్ టెక్నాలజీ మంత్రిత్వ శాఖ (MeitY) ఆధ్వర్యంలో 2021లో ఇండియా సెమీకండక్టర్ మిషన్ (ISM) ప్రారంభమైంది.

2. సెమికాన్ ఇండియా ప్రోగ్రామ్ (Semicon India Programme)

భారతదేశంలో సెమీకండక్టర్, డిస్‌ప్లే తయారీ రంగాన్ని (Display manufacturing) అభివృద్ధి చేయడానికి ₹76,000 కోట్ల భారీ బడ్జెట్‌తో ఈ ప్రోగ్రామ్‌ను ప్రారంభించారు.

ఇది కింది వాటికి ఆర్థిక మద్దతు (Fiscal support) అందిస్తుంది:

• సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్ యూనిట్లు (Fabs)
• డిస్‌ప్లే ఫ్యాబ్రికేషన్ యూనిట్లు

3. డిజైన్ లింక్డ్ ఇన్సెంటివ్ (DLI) పథకం

ఈ పథకం దేశీయ సెమీకండక్టర్ డిజైన్ కంపెనీలకు (Design companies), స్టార్టప్‌లకు (Startups) మద్దతు ఇస్తుంది.

ఇది కింది వాటిని అందిస్తుంది:

• చిప్ డిజైన్ కోసం ఆర్థిక ప్రోత్సాహకాలు (Financial incentives)
• ఉత్పత్తి పంపిణీకి (Product deployment) మద్దతు
• డిజైన్ మౌలిక సదుపాయాలను (Design infrastructure) వాడుకునే అవకాశం
• సొంతంగా ఫ్యాబ్ లేని (Fabless) సెమీకండక్టర్ కంపెనీల ప్రోత్సాహం

భారతదేశపు తొలి ఫ్యాబ్ ప్లాంట్ ప్రాముఖ్యత

• ధోలేరా ఫ్యాబ్ ప్లాంట్ ఎంతో ముఖ్యమైనది. ఎందుకంటే ప్రపంచంలోని అత్యంత వ్యూహాత్మక పరిశ్రమలలో ఒకటైన సెమీకండక్టర్ రంగంలోకి భారతదేశం ప్రవేశించడానికి ఇది పునాది వేస్తుంది.
• సెమీకండక్టర్ దిగుమతులపై మనం అతిగా ఆధారపడటాన్ని (Excessive dependence) ఇది తగ్గిస్తుంది. ముఖ్యంగా తూర్పు ఆసియా సప్లై చైన్స్‌పై మన ఆధారపడటం తగ్గుతుంది.
• ఈ ప్రాజెక్టు అంచనా పెట్టుబడి దాదాపు ₹91,000 కోట్లు. దీని ద్వారా సుమారు 21,000 ప్రత్యక్ష, పరోక్ష ఉద్యోగాలు (Direct and indirect jobs) వస్తాయని అంచనా.
• ఇది భారతదేశపు ఎలక్ట్రానిక్స్ తయారీ పర్యావరణ వ్యవస్థను (Ecosystem) బలోపేతం చేస్తుంది. టెలికాం, రక్షణ, ఆటోమోటివ్ (Automotive), కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ (Consumer electronics) రంగాలలో ఇది బహుళ ప్రయోజనాలకు (Multiplier effects) దారితీస్తుంది.
• ప్రపంచ సెమీకండక్టర్ దౌత్యంలో (Semiconductor diplomacy) కూడా భారతదేశపు వ్యూహాత్మక స్థానాన్ని ఇది మెరుగుపరుస్తుంది.

సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఉన్న సవాళ్లు (Challenges)

• సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్‌కు అత్యంత భారీ పెట్టుబడి (High capital investment) అవసరం. అలాగే ఫలితాలు రావడానికి సుదీర్ఘ సమయం (Long gestation periods) పడుతుంది.
• దీనికి నిరంతరాయమైన విద్యుత్, అత్యంత స్వచ్ఛమైన నీరు (Ultra-pure water), కచ్చితమైన యంత్రాలు (Precision machinery), అత్యంత నైపుణ్యం కలిగిన ఇంజనీర్లు (Highly skilled engineers) తప్పనిసరి.
• తైవాన్, దక్షిణ కొరియా, అమెరికా, చైనా లాంటి దిగ్గజ సెమీకండక్టర్ దేశాల నుండి భారతదేశం తీవ్ర పోటీని ఎదుర్కొంటోంది.
• సాంకేతిక బదిలీ (Technology transfer), మేధో సంపత్తిపై (Intellectual property) ఇతరులపైన ఆధారపడటం, ప్రపంచ సప్లై చైన్ కేవలం కొన్ని దేశాల చేతిలోనే ఉండటం లాంటివి మన ముందున్న పెద్ద అడ్డంకులు.
• విధానాల్లో దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం (Policy stability) అవసరం. ఎందుకంటే ఫ్యాబ్‌లు స్వల్పకాలిక పారిశ్రామిక ప్రణాళికలతో (Short-term industrial planning) మనుగడ సాగించలేవు.

ముందున్న మార్గం (Way Forward)

• డిజైన్, ఫ్యాబ్రికేషన్, టెస్టింగ్, ప్యాకేజింగ్ (Packaging), పరిశోధనా సామర్థ్యాలతో (Research capabilities) సహా పూర్తి స్థాయి సెమీకండక్టర్ వ్యవస్థను (Ecosystem) భారతదేశం నిర్మించాలి.
• సాంకేతిక విద్య (Technical education), చిప్ డిజైన్ నైపుణ్యాలు (Talent), అధునాతన ఇంజనీరింగ్ సంస్థలపై పెట్టుబడులు పెట్టడం కూడా అంతే ముఖ్యం.
• ప్రపంచ స్థాయి టెక్నాలజీ లీడర్లతో (Technology leaders) భాగస్వామ్యాలు కేవలం అసెంబ్లీ కార్యకలాపాలకే (Assembly operations) పరిమితం కాకూడదు. దీర్ఘకాలిక సామర్థ్యాల పెంపుదలపై (Long-term capability building) దృష్టి పెట్టాలి.
• స్థిరమైన పారిశ్రామిక విధానం, నమ్మకమైన సప్లై చైన్స్, మౌలిక సదుపాయాల (Infrastructure) స్థిరత్వం.. ఇవన్నీ సెమీకండక్టర్ రంగంలో మన స్వయం సమృద్ధి (Self-reliance) విజయాన్ని నిర్ణయిస్తాయి.

ముగింపు

ధోలేరాలోని సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్లాంట్.. భారతదేశ పారిశ్రామిక, వ్యూహాత్మక అభివృద్ధిలో (Industrial and strategic development) ఒక పెను మార్పుకు నాంది పలికింది.

సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీని కేవలం కొనుగోలు చేసే (Consumer) స్థాయి నుండి, వాటిని స్వయంగా ఉత్పత్తి చేసే (Producer) స్థాయికి భారతదేశం ఎదుగుతోందని ఇది సూచిస్తోంది.

ప్రపంచ ఆర్థిక శక్తిని (Economic power), రక్షణ సామర్థ్యాన్ని (Defence capability), సాంకేతిక నాయకత్వాన్ని (Technological leadership) చిప్‌లు నిర్ణయిస్తున్న ఈ యుగంలో సెమీకండక్టర్ల తయారీ అనేది కేవలం ఒక ఆర్థిక ప్రాజెక్ట్ కాదు. అదొక వ్యూహాత్మక జాతీయ ప్రాధాన్యత (Strategic national priority).