आधुनिक स्मार्टफोन एक छोटा -सा छोटा होने का एक चमत्कार है, जो एक डेस्कटॉप कंप्यूटर की शक्ति को एक डिवाइस में पैक करता है जो आपके हाथ में फिट बैठता है। इस क्रांति के केंद्र में एक चिप (एसओसी) पर सिस्टम है, एक एकल एकीकृत सर्किट जो सीपीयू, जीपीयू, मॉडेम और अन्य विशेष प्रोसेसर के एक मेजबान को रखता है।
जबकि Apple और Google जैसी कंपनियां कस्टम स्मार्टफोन चिप्स के “निर्माण” के लिए जानी जाती हैं, वे वास्तव में उनका निर्माण नहीं करती हैं। सैमसंग भी चिप्स डिजाइन करता है और कंपनी के एक अलग डिवीजन में, उनका निर्माण कर सकते हैं। क्वालकॉम ने उन चीजों को डिजाइन करके उद्योग को हमेशा के लिए बदल दिया है जो कोई भी उनके बिना कभी भी निर्माण नहीं कर सकता है, और कंपनी दूसरों को वास्तविक उत्पादों का निर्माण करने देती है।
तो, ये तकनीकी दिग्गज कैसे डिजाइन करते हैं और इन शक्तिशाली घटकों को जीवन में लाते हैं? उत्तर डिजाइन विशेषज्ञता, बौद्धिक संपदा और एक विशेष विनिर्माण पारिस्थितिक तंत्र के एक जटिल अंतर में स्थित है।
एक विचार को एक खाका में बदलना
यात्रा डिजाइन चरण के साथ शुरू होती है, जहां इंजीनियरों, आर्किटेक्ट और शोधकर्ताओं की टीमें चिप की वास्तुकला की अवधारणा होती हैं। इसमें चिप की कार्यक्षमता, प्रदर्शन लक्ष्य और शक्ति दक्षता लक्ष्यों को परिभाषित करना शामिल है।
Apple के लिए, इसका अर्थ है iOS और इसके विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन; Google के लिए, यह चिप को Android और इसके बोझिल AI क्षमताओं के लिए सिलाई करने के बारे में है। सैमसंग और क्वालकॉम को चिप्स बनाने की आवश्यकता है जिसका कोई भी उपयोग कर सकता है। यह आसान नहीं है।
चिप के डिजाइन का मूल इसकी वास्तुकला है। यह विभिन्न प्रसंस्करण इकाइयों की व्यवस्था को निर्धारित करता है और वे कैसे बातचीत करते हैं। उदाहरण के लिए, Apple, अपने कस्टम CPU और GPU डिजाइनों में भारी निवेश करता है, जो प्रति वाट बेहतर प्रदर्शन के लिए लक्ष्य करता है। Google, अपने टेंसर चिप्स के साथ, ऑन-डिवाइस मशीन लर्निंग के लिए विशेष एआई त्वरक को एकीकृत करने पर केंद्रित है। क्वालकॉम सभी क्षेत्रों और कनेक्टिविटी विकल्पों में प्रदर्शन के बीच संतुलन बनाती है।
प्रत्येक कंपनी को पता है कि उसे किसी और से बेहतर क्या चाहिए।
एक बार कागज पर किए जाने के बाद, इंजीनियरों को चिप के तर्क का वर्णन और निर्माण करने की आवश्यकता होती है। हार्डवेयर विवरण भाषा (HDL) जैसे वेरिलोग या वीएचडीएल का उपयोग चिप के सर्किट के हर व्यवहार को “प्रोग्राम” करने के लिए किया जाता है: हर ट्रांजिस्टर, लॉजिक गेट, और यहां तक कि उन सभी के बीच कनेक्शन भी।
एक बार जब कोई संतुष्ट हो जाता है कि यह काम करने वाला है, तो परीक्षण शुरू होने से पहले कभी भी शुरू होता है। सॉफ्टवेयर का उपयोग विभिन्न व्यवहारों का अनुकरण करने के लिए किया जाता है, प्रदर्शन और संभावित त्रुटियों में अड़चनों की तलाश में और यह निर्धारित करने के लिए कि एक चिप को और भी बेहतर बनाने के लिए अन्य आईपी को क्या लाइसेंस दिया जा सकता है। कुछ भी एक वैक्यूम में नहीं बनाया गया है, और कोई भी कंपनी यह सब नहीं कर सकती है; सबसे अच्छे उत्पाद एक खुशहाल सहयोग हैं।
वहां से, प्रक्रिया को शारीरिक रूप से पागल स्मार्ट लोगों द्वारा इलेक्ट्रॉनिक्स, भौतिकी और विनिर्माण में पृष्ठभूमि के साथ रखा गया है। अंत में, भागों का निर्माण किया जा सकता है।
Apple या Qualcomm अपने स्वयं के चिप्स का निर्माण नहीं करते हैं। न तो Google, और यहां तक कि सैमसंग के नए उत्पादों को डिजाइन करने वाले डिवीजन आमतौर पर उन्हें बनाने वाले समान नहीं होते हैं। उसके लिए, आपको एक अर्धचालक फाउंड्री की आवश्यकता है। TSMC सबसे बड़ी में से एक है, लेकिन अन्य भी हैं – जिसमें सैमसंग की अपनी फाउंड्री भी शामिल है।
चिप को डिजाइन करने वाली कंपनी फाउंड्री के साथ बहुत करीब से काम करती है। बेहतर प्रदर्शन और विनिर्माण में आसानी के लिए डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए बहुत आगे और पीछे है, और लाइन से पहले चिप रोल से पहले अंतिम विनिर्देशों को तैयार किया जाता है।
अर्धचालक के निर्माण की प्रक्रिया जंगली है। जटिल मास्क और स्टेंसिल का उपयोग करते हुए, एक चिप को उन कमरों में परत द्वारा परत बनाई जाती है जहां धूल की एक कल्पना भी नहीं होती है। यह एक विज्ञान-फाई उत्पाद के लिए कुल विज्ञान-फाई वाइब है। परिणामों का लगातार परीक्षण किया जाता है इसलिए “अच्छे” चिप्स इसे उस ग्राहक को बनाते हैं जिसने उन्हें ऑर्डर किया था, फिर आपके हाथों में।
Fabless मॉडल के बहुत सारे फायदे हैं
आउटसोर्सिंग की तरह फैबलेस सेमीकंडक्टर डिजाइन के बारे में सोचना आसान है, लेकिन यह सिर्फ एक लागत-बचत पहल से बहुत अधिक है।
यह Apple या Qualcomm जैसी कंपनी की अनुमति देता है, जो उत्कृष्ट स्मार्टफोन चिप्स के निर्माण के लिए अच्छी तरह से जाने जाते हैं, जो उपभोक्ता की सटीक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उत्पाद का निर्माण करने के लिए बाहरी IP के डिजाइन और लाइसेंसिंग पर ध्यान केंद्रित करने के लिए।
उन्नत अत्याधुनिक सुविधाओं के निर्माण और बनाए रखने की कोशिश करने के बजाय, वे एक ऐसी कंपनी के साथ साझेदारी कर सकते हैं, जिसमें इसे सही करने के लिए साधन और अनुभव दोनों हैं। यह एक बदलते बाजार के लिए बहुत आसान बनाता है।
चिप डिज़ाइन में विशेषज्ञता, प्रमुख निर्माताओं के साथ रणनीतिक साझेदारी के साथ संयुक्त, उन्हें बाजार पर कुछ सबसे शक्तिशाली और कुशल स्मार्टफोन चिप्स बनाने की अनुमति देता है। यह जटिल पारिस्थितिकी तंत्र, जहां डिजाइन विशेषज्ञता विनिर्माण कौशल से मिलती है, वह है जो मोबाइल प्रौद्योगिकी की दुनिया में अथक नवाचार को चलाता है।
