चिप-चरित्र: डिजिटल युगाचा आधारस्तंभ

‘इंटिग्रेटेड सर्किट’ किंवा ‘चिप’चं तंत्रज्ञान, निर्मितीचा इतिहास समजून घेतानाच या तंत्रज्ञानाचा सामाजिक परिणामही पाहणारं नवं सदर..

‘‘भविष्यातील युद्धं ही लष्करी सामग्री किंवा क्षेपणास्त्रांच्या निव्वळ संख्येवर नव्हे तर त्यांच्या अचूकतेवर जिंकली जातील. ज्या देशाचे क्षेपणास्त्र नियंत्रण केंद्राकडून मिळालेल्या माहितीचे जलदगतीने संकलन व छाननी करून, आपल्या लक्ष्यावर अचूकतेने प्रहार करू शकेल, त्यालाच अंतिम विजय प्राप्त होईल’’ –  विल्यम पेरी (अमेरिकेचे माजी संरक्षण सचिव) यांनी सत्तरच्या दशकात, रशियाबरोबरचे शीतयुद्ध शिगेला पोहोचले असताना केलेले विधान!

दि. १७ जानेवारी १९९१. स्थळ: बगदाद, इराक. सारा देश गुलाबी थंडीत झोपला असताना अमेरिकेच्या लढाऊ विमानांनी त्यांच्या सौदी अरेबियाच्या हवाईतळावरून इराकच्या राजधानीकडे – बगदादकडे कूच केलं. अमेरिकेला इराकविरुद्ध युद्ध छेडायचं असलं तरीही त्यांचं लक्ष्य बगदादला बेचिराख करण्याचं नव्हतं. अत्यंत नियोजनबद्धरीत्या अमेरिकेने आपली लक्ष्यं निवडली होती – इराकी लष्करी तसंच वायुदलाचं मुख्यालय व नियंत्रण कक्ष, टेलिफोन एक्सचेंज, वीजनिर्मिती केंद्रं आणि अमेरिकेचा (त्या काळचा) क्रमांक एकचा शत्रू सद्दाम हुसेन यानं विरंगुळय़ासाठी उभारलेले महाल!

लष्करी तळ उद्ध्वस्त करणं, संदेशवहनाची संपूर्ण यंत्रणा निकामी करणं, वीजनिर्मिती ठप्प करणं, हे उपाय अमलात आणायला फार वेळही लागणार नाही, नागरिकांचा निष्कारण बळीही जाणार नाही व सर्वात महत्त्वाचं म्हणजे अशा कोलाहल, अनागोंदीच्या वातावरणात इराकी नेतृत्व लवकर शरणागती पत्करेल, असा अमेरिकी युद्धनीती- तज्ज्ञांचा कयास होता.

अमेरिकेची ही युद्धनीती जरी आदर्शवत वाटली तरी त्यामागे एक महत्त्वाचं गृहीतक होतं. या युद्धाचा अमेरिकेच्या दृष्टीनं अपेक्षित निकाल शीघ्रगतीनं लागण्यासाठी अमेरिकेच्या वायुदलानं डागलेले बॉम्बगोळे व क्षेपणास्त्रांनी लक्ष्य अचूक भेदण्याची आत्यंतिक आवश्यकता होती. या बाबतीत अमेरिकेचा इतिहास फार गर्व करण्यासारखा नसला (उदाहरणार्थ, व्हिएतनाम युद्धात दळणवळणासाठी महत्त्वाचा असलेला एक पूल पाडण्यासाठी अमेरिकेला तब्बल हजारहून अधिक वेळा बॉम्बवर्षांव करायला लागला होता.) तरीही १९७० व ८०च्या दशकात, विल्यम पेरींनी वर उद्धृत केलेल्या विचारांशी अनुसरून, शस्त्रागारांची संख्या वाढवण्यापेक्षा त्याच्या तांत्रिक आधुनिकीकरणावर भर दिला गेला होता.

अखेरीस या युद्धात वापरल्या गेलेल्या ‘पेव्ह-वे’ या (लेसर-गायडेड) बॉम्बगोळय़ांनी आणि ‘टॉमाहॉक’ क्षेपणास्त्रांनी पेरींचे गृहीतक खरं ठरवलं. ठरवलेल्या लक्ष्याचा काटेकोरपणे माग घेत, वाऱ्याच्या बदललेल्या वेगाचा किंवा हवेच्या बदललेल्या दाबाचा योग्य अंदाज घेऊन, त्यानुसार आपली दिशा किंवा वेग बदलून, या उपकरणांनी प्रत्येक लक्ष्याचा अचूक पाडाव केला आणि केवळ महिन्याभराच्या आत इराकनं सपशेल शरणागती पत्करली.

याआधीच्या युद्धांमध्येही (मग ते दोन देशांतलं असो वा पहिल्या वा दुसऱ्या महायुद्धासारखं जागतिक असो) नवनवीन लष्करी उपकरणांचा वापर नियमितपणे केला गेला असला तरी त्यांच्यात आणि अमेरिका-इराकच्या आखाती युद्धात अमेरिकेकडून वापरल्या गेलेल्या उपकरणांत एक मूलभूत फरक होता. ‘पेव्ह-वे’ आणि ‘टॉमाहॉक’ या दोनही अस्त्रांमध्ये गणनक्षमता होती. नियंत्रण केंद्रांकडून मिळालेल्या सूचनांप्रमाणे ती आयत्या वेळेला आपली दिशा, वेग किंवा लक्ष्यामध्ये बदल घडवू शकत होती. अशा प्रकारे गणना करण्याची व त्यानुसार निर्णय घेऊन कार्यवाही करण्याची क्षमता या ‘विचारी’ उपकरणांना, इंटिग्रेटेड सर्किट (आयसी) अर्थात ‘चिप’ या तंत्रज्ञानानं बहाल केली होती.  

आधुनिक काळातील युद्धनीतीची संकल्पना आमूलाग्रपणे बदलवून टाकणाऱ्या व आजघडीला संगणक, सव्‍‌र्हर, डेटा सेन्टर, मोबाइल फोनपासून वस्तुजालातल्या (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) प्रत्येक डिजिटल उपकरणाचा कणा असलेल्या ‘सेमीकंडक्टर चिप’ या संकल्पनेच्या विविध पैलूंना अभ्यासण्याचा या लेखमालेत आपण प्रयत्न करणार आहोत.

जरी या संकल्पनेचा उगम जवळपास ७०-८० वर्षांपूर्वी भौतिकी, रसायनशास्त्र व इलेक्ट्रॉनिक्स शाखांतल्या संशोधनापासून झाला असला आणि आजही मूलभूत विज्ञानातील प्रगती या ‘चिप’च्या उन्नतीत भरीव सहभाग देत असली, तरीही हा विषय तेवढय़ापुरताच मर्यादित नाही. काही आत्यंतिक गरीब देशांतली जनता किंवा कोणत्याही देशातील मुख्य प्रवाहापासून दूर असलेले समूह सोडले तर आज संपूर्ण मानवजात या चिप किंवा सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानावर सर्वस्वी अवलंबून आहे. म्हणूनच या संकल्पनेच्या अधिक तपशिलात जाणं, त्यामागील तंत्रज्ञानाची सोप्या भाषेत उकल करणं, चिपनिर्मितीचा इतिहास समजून घेणं व या तंत्रज्ञानाचा सामाजिक परिणाम तपासणं अत्यंत रंजक आहे. या विषयाला उत्पादन प्रक्रिया तसेच पुरवठा साखळीचे (सप्लाय चेन) कार्यक्षम व्यवस्थापन, आर्थिक नियमन, भू-राजकीय संघर्ष, जागतिकीकरण असे विविध कंगोरे आहेत ज्यांना अभ्यासणंही खूप उद्बोधक आहे.

आज निर्मिली जाणारी कोणतीही चिप ही आकारानं लहानशीच असली तरीही तिची निर्मितीप्रक्रिया अत्यंत खर्चीक आहे. आजघडीला संगणक वा मोबाइल फोनमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ‘मायक्रोप्रोसेसर चिप’च्या निर्मितीचा अत्याधुनिक कारखाना उभारायला तब्बल दीड ते दोन हजार कोटी अमेरिकी डॉलर (१०० ते १५० अब्ज रुपये!) खर्च येतो. त्याचबरोबर दर एक ते दोन वर्षांनी अधिक शक्तिशाली, प्रचंड पटीनं अधिक गणनक्षमता करू शकणारी अशी चिपची नवी आवृत्ती बाजारात येत असते. अशा वेळेला चिपचं कार्यक्षम उत्पादन कशा प्रकारे केलं जातं, त्याचा आपण धांडोळा घेऊ.

चिपमागील वैज्ञानिक संशोधन आणि तिची निर्मिती ही अमेरिकेतून सुरू झाली. पश्चिम किनारपट्टीवरील कॅलिफोर्निया राज्य हे सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान व या तंत्रज्ञानाधिष्ठित कंपन्यांची कर्मभूमी बनलं. मात्र आज चिपची संरचना (डिझाइन) व निर्मिती ही अमेरिकेची मक्तेदारी राहिलेली नाही. किंबहुना चिपनिर्मितीचा लंबक हा पश्चिमेकडून अतिपूर्वेकडे सरकला आहे. जपान, तैवान, दक्षिण कोरिया, सिंगापूर आणि गेल्या दशकभरापासून या क्षेत्रात मुसंडी मारू इच्छिणारा चीन, या देशांचा चिप- निर्मितीत आजघडीला जवळपास ८० टक्के वाटा आहे. सेमीकंडक्टर उद्योगाचं जागतिकीकरण व त्यामुळे डिजिटल क्षेत्रावर होणाऱ्या बऱ्यावाईट परिणामांचं विश्लेषण आपण करणार आहोत.

चिपचं डिझाइन, उत्पादन व तिला विकण्यायोग्य बनविण्यासाठी विविध घटकांचं एकत्रीकरण (असेम्ब्ली) करणाऱ्या कंपन्या, त्यांना विविध कच्च्या, अर्ध-पक्क्या मालाचा, चिपनिर्मितीच्या उपकरणांचा, कारखान्यात लागणाऱ्या विविध वायू व रासायनिक द्रव्यांच्या पुरवठादार कंपन्यांची साखळी ही जगभरात पसरली आहे व त्यामुळेच प्रचंड गुंतागुंतीची आहे. या जटिल पुरवठा साखळीला समजून घेण्याचाही प्रयत्न आपण या लेखमालेत करणार आहोत.

या विषयाची तांत्रिक, आर्थिक व व्यवस्थापकीय बैठक पक्की झाल्यानंतर चिपनिर्मितीच्या संशोधनापासून अधिकाधिक शक्तिशाली चिपचं कमीतकमी खर्चात अत्यंत कार्यक्षमतेनं मोठय़ा प्रमाणावर उत्पादन करून डिजिटल युगाचा पाया रचणाऱ्या व या क्षेत्राच्या उत्तरोत्तर प्रगतीत मोलाचं योगदान देणाऱ्या काही वल्लींची व त्यांनी स्थापलेल्या कंपन्यांची आपण भेट घेऊ. त्याचबरोबर चिपच्या इतिहासात डोकावून या क्षेत्रात व्यावसायिक तसेच शासकीय स्तरावर घडलेली काही वैशिष्टय़पूर्ण प्रकरणं आपण तपशीलवार अभ्यासणार आहोत. या सर्वातून या क्षेत्राची जडणघडण का व कशी झाली याची कारणमीमांसा आपल्याला करता येईलच, पण त्याचबरोबर या क्षेत्राचा भविष्यवेधही घेता येईल.

चिप व सेमीकंडक्टर उद्योगामुळे भू-राजकीय पटलावर होणाऱ्या घडामोडींचं विश्लेषण केल्याशिवाय या विषयाचा अभ्यास पूर्ण होणार नाही. अमेरिका-रशिया शीतयुद्ध, व्हिएतनाम किंवा गल्फच्या आखातात लढलं गेलेलं युद्ध एवढय़ापुरतीच ही व्याप्ती सीमित नाही. अमेरिकेनं प्रथमत: जपान व पुढे दक्षिण कोरियाच्या या क्षेत्रातील मक्तेदारीला शह देण्यासाठी केलेल्या व्यूहरचना, चीनच्या राक्षसी महत्त्वाकांक्षेला आळा घालण्यासाठी छेडलेलं व्यापारयुद्ध व हुवावे ( Huawei) सारख्या कंपनींवर लादलेले ध, त्याचबरोबर त्या त्या देशांच्या सरकारांनी अमेरिकी दंडुकेशाहीविरोधी केलेल्या उपाययोजना या सर्वाचा विस्तृत परामर्श आपण घेऊ.

सरतेशेवटी, या आघाडीवर एक देश म्हणून आपण कुठे आहोत हे पाहणं अंतर्मुख करणारं आहे. गेल्या वर्षभरात चिपनिर्मिती संदर्भात शासकीय स्तरावर काही सकारात्मक घडामोडी निश्चितपणे झाल्या आहेत, ज्यामुळे येत्या दशकभरात या क्षेत्रात आपली कितपत प्रगती झाली असेल याचा अदमास घेणं औत्सुक्याचं ठरेल. 

या लेखमालेत प्रत्येक सदराला संवादात्मक स्वरूप देण्याचा व त्यात विविध बाजूंचा निष्पक्षपणे विस्तृत ऊहापोह करण्याचा माझा प्रामाणिक प्रयत्न असेल, जो तुमच्या सहभागाशिवाय पूर्ण होणार नाही. मानवाच्या केवळ एका बोटावर मावू शकेल एवढय़ा आकाराच्या पण डिजिटल युगाचा आधारस्तंभ असं बिरूद यथार्थपणे मिरवणाऱ्या ‘चिप’ नामक वामनमूर्तीचं हे चरित्र माझ्यासकट आपल्या सर्वाना बौद्धिकदृष्टय़ा आनंददायी व बरंच काही नावीन्यपूर्ण शिकवणारं असेल याची मला खात्री आहे.