سیمی کنڈکٹرز کی بدولت صنعتی ڈھانچہ بدل گیا ہے۔ آئیے معلوم کریں کہ سیمی کنڈکٹرز کی وجہ سے صنعتی ڈھانچہ کیوں بدل گیا ہے۔


پچھلی چند دہائیوں میں دنیا کو زبردست تبدیلیوں کا سامنا کرنا پڑا ہے اور اس کے مرکز میں انفارمیشن اور کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی رہی ہے۔ اینالاگ دنیا میں یہاں اور وہاں بکھری معلومات کو ایک ٹرانجسٹر، ایک چپ اور ایک مشین میں 0 اور 1 کی بائنری معلومات کے طور پر محفوظ کیا گیا تھا۔

تکنیکی ترقی کی بدولت مشینوں کے درمیان آزادانہ رابطہ ممکن ہو گیا ہے، اور ہم ایک ایسے دور میں داخل ہو گئے ہیں جہاں زیادہ تر سہولت کے مسائل کو آسانی سے حل کیا جا سکتا ہے۔ اور اب، اس آن لائن اور ڈیجیٹل دنیا میں، سنسنی خیز مقبولیت اور بے پناہ مانگ کے درمیان سافٹ ویئر پر مبنی سروس انڈسٹری تیزی سے ترقی کر رہی ہے۔ بنیادی انقلاب کا آغاز کیا تھا جس نے ایسی صورتحال پیدا کی جس میں لوگوں کے طرز عمل اور صنعتی ڈھانچے میں تبدیلی آئی؟ یہ سیمی کنڈکٹرز کی ترقی اور سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کا آغاز ہے۔

تو، ایک سیمی کنڈکٹر بالکل کیا کرتا ہے، اور یہ معلومات کو کیسے ذخیرہ اور منظم کرتا ہے؟ سیمی کنڈکٹر کا لفظی مطلب ہے ایک ایسا مواد جو آدھا موصل اور آدھا انسولیٹر ہو (ایسا مواد جس کے ذریعے کرنٹ نہیں بہہ رہا ہے)۔ لفظ 'آدھا'، جو یہاں اہم ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ وقت کے لحاظ سے یا تو موصل یا موصل ہو سکتا ہے۔ اور ہم بیرونی حالات جیسے روشنی، حرارت، وولٹیج اور کرنٹ کو تبدیل کرکے سیمی کنڈکٹرز کی ان برقی خصوصیات کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ ایک تشبیہ کے ذریعے آسانی سے اس کی وضاحت کرنے کے لیے، کلاسیکی برقی مقناطیسیت کا نظریہ سیمی کنڈکٹرز کی ترقی سے پہلے ہی 『James Clerk Maxwell』 نامی ایک طبیعیات دان کی طرف سے مکمل طور پر قائم کیا جا چکا تھا۔ برقی مقناطیسی توانائی پر مشتمل برتن (کیپسیٹرز اور کنڈلی) بنانے میں انسانیت کو کوئی پریشانی نہیں ہوئی۔ تاہم، ایسا والو بنانے اور چلانے کے لیے کوئی ٹیکنالوجی نہیں تھی جو پیالوں کو ایک دوسرے سے جوڑے اور ان کے درمیان توانائی کی نقل و حرکت کو کنٹرول کرے۔ سیمی کنڈکٹر کا مطلب ہے والو یا ٹونٹی والا برتن۔ سیمی کنڈکٹرز کی بہت سی قسمیں ہیں، اور ہر سیمی کنڈکٹر خود پر لاگو وولٹیج میں تبدیلی، روشنی کی شدت میں تبدیلی، اور درجہ حرارت میں تبدیلی کے ذریعے والوز کے کھلنے اور بند ہونے کو کنٹرول کرتا ہے۔ محرک کی قسم کے علاوہ جس کا یہ جواب دیتا ہے، اس میں ایک ٹرمینل بھی ہے جس کے ذریعے کرنٹ بہتا ہے۔ کتنے ہیں اس پر منحصر ہے کہ اختلافات بھی ہیں۔ ایک نمائندہ مثال کے طور پر، میں دو آسان ترین سیمی کنڈکٹر آلات متعارف کروانا چاہوں گا۔ ایک ڈایڈڈ میں ایک والو اور دو ٹرمینلز ہوتے ہیں، اور وولٹیج میں ہونے والی تبدیلیوں پر منحصر ہے، یہ ایک طرف سے کرنٹ کو دوسری طرف بہنے کی اجازت دے سکتا ہے یا اسے بہنے سے بالکل بھی روک سکتا ہے۔ ٹرانزسٹر کے تین ٹرمینلز ہیں، اور اس کا کام ایک ٹرمینل سے بہنے والے کرنٹ کو تقسیم کرنا ہے اور اسے وولٹیج میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق مخصوص تناسب سے باقی دو ٹرمینلز پر بھیجنا ہے۔

اب تک میں نے سیمی کنڈکٹرز کے افعال کی مختصر وضاحت کی ہے۔ ایک بار پھر خلاصہ کرنے کے لیے، ایک سیمی کنڈکٹر ایک ایسا آلہ ہے جو برقی مقناطیسی توانائی اور معلومات کو ذخیرہ کرنے، حرکت کرنے، اور جوڑ توڑ کا کام کرتا ہے۔ تو، سیمی کنڈکٹر آلات کی ترقی اور موجودہ آئی ٹی انقلاب کے بعد، الیکٹرانکس کی صنعت، بشمول سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی دھماکہ خیز ترقی کے پیچھے کون سی محرک قوت تھی؟ یہ وہ ریت ہے جسے صنعت میں اکثر خدا کی طرف سے تحفہ کہا جاتا ہے، زمین کی سطح پر دوسری سب سے زیادہ وافر مقدار میں فخر کرتی ہے، اور اسی مناسبت سے سستی ہے۔ ریت کی شناخت آکسیڈائزڈ سلکان ہے، اور سلیکان عناصر کی متواتر جدول پر گروپ 4 عنصر کے درمیان میں ہے، جو اسے وہ عنصر بناتا ہے جو کنڈکٹرز اور انسولیٹروں کے درمیان بہترین سیمی کنڈکٹر فنکشن فراہم کرتا ہے۔ ان سستے اور وافر مواد کے فوائد اور امکانات کی بدولت، سیمی کنڈکٹر آلات پر تحقیق نوکیا بیل لیبز میں کی گئی۔ نوکیا بیل لیبز میں بائپولر جنکشن ٹرانزسٹر کی ترقی کے بعد سے، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کی ترقی بنیادی طور پر ریاستہائے متحدہ میں فعال طور پر کی گئی ہے۔ اہم طور پر، ایک اہم موڑ اور قدمی پتھر 『جیک کِلبی 』 اور 『 رابرٹ نورٹن نوائس 』 کے تیار کردہ انٹیگریٹڈ سرکٹ کے ذریعے حاصل کیا گیا۔ مربوط سرکٹس کی ترقی اس قدر متاثر کن تھی کہ اسے طبیعیات کا نوبل انعام ملا حالانکہ یہ خالص طبیعیات کا شعبہ نہیں تھا۔ اگر ہم انٹیگریٹڈ سرکٹس کی طاقت کو آسان مثالوں کے ساتھ بیان کریں جو ہمارے ارد گرد دیکھی جا سکتی ہیں، تو ہم سولڈرنگ کے ساتھ بنائے گئے ریڈیو کی مثال دیکھ سکتے ہیں جو اسکول کے دنوں میں آسانی سے قابل رسائی تھا۔ اس ریڈیو کو بنانے کے لیے، آپ کو صرف یہ کرنا تھا کہ تمام عناصر کو بورڈ میں صحیح طریقے سے لگانا تھا اور پھر انہیں سولڈرنگ کے ذریعے ہر بورڈ سے جوڑنا تھا۔ وجہ یہ ہے کہ جس راستے سے کرنٹ بہہ سکتا ہے وہ پہلے ہی ڈیزائن اور بورڈ پر مہر لگا چکا ہے۔ ایک بار جب کسی ڈیزائن کو مطلوبہ مقصد کے مطابق ڈیزائن کر لیا جائے تو، بڑے پیمانے پر پیداوار بہت کم قیمت پر صرف بورڈ پر بار بار پرنٹ کرنے سے ممکن ہے جیسے کندہ کاری یا پینٹ لگانا۔ تاہم، یہاں اس سے بھی زیادہ حیران کن بات یہ ہے کہ اب دسیوں ہزار ٹرانزسٹر ایک ہی چپ کے اندر ایک مربوط سرکٹ میں جڑے ہوئے ہیں، اور وہ سب ایک ہی وقت میں ٹھیک سے کام کرتے ہیں۔ اگرچہ پیداوار کا طریقہ حیرت انگیز طور پر آسان اور سستا ہے۔

اکیلے کوریا میں، سام سنگ، LG، اور Hynix سمیت بہت سی سیمی کنڈکٹر الیکٹرانکس کمپنیوں نے پچھلی چند دہائیوں کے دوران قابل ذکر مصنوعات، فروخت اور تکنیکی ترقی حاصل کی ہے۔ عالمی سطح پر، Intel، Fairchild، Texas Instruments، Qualcomm، اور Silicon Valley کی بہت سی دوسری الیکٹرانکس کمپنیوں نے دنیا کو بدل کر رکھ دیا ہے۔ کیا سیمی کنڈکٹرز نہیں ہیں، جنہوں نے ایک نئے دور کی تخلیق کی اور الیکٹران کے غیر مرئی بہاؤ کو کنٹرول کر کے ایک معاشی انقلاب برپا کیا، جو سب سے طاقتور اور سب سے چھوٹی طاقت ہے جس نے دنیا کو بدل دیا؟