അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് നന്ദി, വ്യാവസായിക ഘടന മാറി. അർദ്ധചാലകങ്ങൾ കാരണം വ്യാവസായിക ഘടന മാറിയത് എന്തുകൊണ്ടെന്ന് നമുക്ക് കണ്ടെത്താം.


കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ലോകം വമ്പിച്ച മാറ്റങ്ങളെ അഭിമുഖീകരിച്ചു, ഇതിന്റെ കേന്ദ്രം വിവര വിനിമയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനമാണ്. അനലോഗ് ലോകത്ത് അവിടെയും ഇവിടെയും ചിതറിക്കിടക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ ഒരു ട്രാൻസിസ്റ്ററിലും ഒരു ചിപ്പിലും ഒരു മെഷീനിലും 0, 1 എന്നിവയുടെ ബൈനറി വിവരങ്ങളായി സംഭരിച്ചു.

സാങ്കേതിക പുരോഗതിക്ക് നന്ദി, മെഷീനുകൾ തമ്മിലുള്ള സ്വതന്ത്ര ആശയവിനിമയം സാധ്യമായി, ഏറ്റവും സൗകര്യപ്രദമായ പ്രശ്നങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു യുഗത്തിലേക്ക് ഞങ്ങൾ പ്രവേശിച്ചു. ഇപ്പോൾ, ഈ ഓൺലൈൻ, ഡിജിറ്റൽ ലോകത്ത്, സെൻസേഷണൽ ജനപ്രീതിക്കും വൻ ഡിമാൻഡിനും ഇടയിൽ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ അധിഷ്ഠിത സേവന വ്യവസായം അതിവേഗം വളരുകയാണ്. ജനങ്ങളുടെ പെരുമാറ്റരീതികളും വ്യാവസായിക ഘടനകളും മാറുന്ന സാഹചര്യം സൃഷ്ടിച്ച അടിസ്ഥാന വിപ്ലവത്തിന്റെ തുടക്കം എന്താണ്? ഇത് അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ വികസനവും അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിന്റെ തുടക്കവുമാണ്.

അപ്പോൾ, ഒരു അർദ്ധചാലകം കൃത്യമായി എന്താണ് ചെയ്യുന്നത്, അത് എങ്ങനെയാണ് വിവരങ്ങൾ സംഭരിക്കുകയും കൈകാര്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നത്? അർദ്ധചാലകമെന്നാൽ അർത്ഥമാക്കുന്നത് പകുതി കണ്ടക്ടറും പകുതി ഇൻസുലേറ്ററുമായ ഒരു പദാർത്ഥമാണ് (കണ്ട് ഒഴുകാത്ത ഒരു മെറ്റീരിയൽ). ഇവിടെ പ്രധാനമായ 'പാതി' എന്ന വാക്കിന്റെ അർത്ഥം അത് സമയത്തിനനുസരിച്ച് ഒരു ചാലകമോ ഇൻസുലേറ്ററോ ആകാം എന്നാണ്. പ്രകാശം, ചൂട്, വോൾട്ടേജ്, കറന്റ് തുടങ്ങിയ ബാഹ്യ സാഹചര്യങ്ങൾ മാറ്റുന്നതിലൂടെ അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ ഈ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളെ നമുക്ക് നിയന്ത്രിക്കാനാകും. ഒരു സാമ്യത്തിലൂടെ എളുപ്പത്തിൽ വിശദീകരിക്കാൻ, അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ വികാസത്തിന് മുമ്പുതന്നെ 『ജെയിംസ് ക്ലർക്ക് മാക്സ്വെൽ" എന്ന ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞൻ ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിസത്തിന്റെ സിദ്ധാന്തം പൂർണ്ണമായി സ്ഥാപിച്ചിരുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പാത്രങ്ങൾ (കപ്പാസിറ്ററുകളും കോയിലുകളും) സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ മാനവികതയ്ക്ക് പ്രശ്നങ്ങളൊന്നും ഉണ്ടായിട്ടില്ല. എന്നിരുന്നാലും, പാത്രങ്ങളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ ചലനം നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു വാൽവ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുമുള്ള സാങ്കേതികത ഇല്ലായിരുന്നു. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, അർദ്ധചാലകമെന്നാൽ വാൽവ് അല്ലെങ്കിൽ ഫ്യൂസറ്റ് ഉള്ള ഒരു പാത്രം എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്. പല തരത്തിലുള്ള അർദ്ധചാലകങ്ങളുണ്ട്, ഓരോ അർദ്ധചാലകവും സ്വയം പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിലെ മാറ്റങ്ങൾ, പ്രകാശ തീവ്രതയിലെ മാറ്റങ്ങൾ, താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങൾ എന്നിവയിലൂടെ വാൽവുകളുടെ തുറക്കലും അടയ്ക്കലും നിയന്ത്രിക്കുന്നു. അത് പ്രതികരിക്കുന്ന തരത്തിലുള്ള ഉത്തേജനത്തിന് പുറമേ, കറന്റ് ഒഴുകുന്ന ഒരു ടെർമിനലും ഇതിന് ഉണ്ട്. എത്ര പേരുണ്ട് എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യാസങ്ങളും ഉണ്ട്. ഒരു പ്രതിനിധി ഉദാഹരണമെന്ന നിലയിൽ, ഏറ്റവും ലളിതമായ രണ്ട് അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കാൻ ഞാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു. ഒരു ഡയോഡിന് ഒരു വാൽവും രണ്ട് ടെർമിനലുകളും ഉണ്ട്, വോൾട്ടേജിലെ മാറ്റങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച്, ഒരു വശത്ത് നിന്ന് കറന്റ് മറുവശത്തേക്ക് ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുകയോ അല്ലെങ്കിൽ അത് ഒഴുകുന്നത് തടയുകയോ ചെയ്യാം. ട്രാൻസിസ്റ്ററിന് മൂന്ന് ടെർമിനലുകൾ ഉണ്ട്, അതിന്റെ പ്രവർത്തനം ഒരു ടെർമിനലിൽ നിന്ന് ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയെ വിഭജിച്ച് വോൾട്ടേജിലെ മാറ്റങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ഒരു പ്രത്യേക അനുപാതത്തിൽ ശേഷിക്കുന്ന രണ്ട് ടെർമിനലുകളിലേക്ക് അയയ്ക്കുക എന്നതാണ്.

അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഞാൻ ഇതുവരെ ഒരു ഹ്രസ്വ വിശദീകരണം നൽകിയിട്ടുണ്ട്. ഒരിക്കൽ കൂടി സംഗ്രഹിച്ചാൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജവും വിവരങ്ങളും സംഭരിക്കാനും ചലിപ്പിക്കാനും കൈകാര്യം ചെയ്യാനും കഴിയുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ് അർദ്ധചാലകം. അപ്പോൾ, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ വികസനത്തിനും നിലവിലെ ഐടി വിപ്ലവത്തിനും ശേഷം അർദ്ധചാലക വ്യവസായം ഉൾപ്പെടെ ഇലക്ട്രോണിക്സ് വ്യവസായത്തിന്റെ സ്ഫോടനാത്മക വളർച്ചയ്ക്ക് പിന്നിലെ പ്രേരകശക്തി എന്തായിരുന്നു? വ്യവസായത്തിൽ പലപ്പോഴും ദൈവത്തിന്റെ സമ്മാനം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന മണലാണ് ഇത്, ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ രണ്ടാമത്തെ അളവ്, അതിനനുസരിച്ച് വിലകുറഞ്ഞതാണ്. മണലിന്റെ ഐഡന്റിറ്റി ഓക്സിഡൈസ്ഡ് സിലിക്കൺ ആണ്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഗ്രൂപ്പ് 4 മൂലകത്തിന്റെ മധ്യത്തിലാണ്, ഇത് കണ്ടക്ടറുകൾക്കും ഇൻസുലേറ്ററുകൾക്കുമിടയിൽ ഏറ്റവും മികച്ച അർദ്ധചാലക പ്രവർത്തനം നൽകുന്ന മൂലകമാക്കി മാറ്റുന്നു. വിലകുറഞ്ഞതും സമൃദ്ധവുമായ ഈ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഗുണങ്ങൾക്കും സാധ്യതകൾക്കും നന്ദി, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം നോക്കിയ ബെൽ ലാബിൽ നടന്നു. നോക്കിയ ബെൽ ലാബിലെ ബൈപോളാർ ജംഗ്ഷൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ വികസിപ്പിച്ചതിനുശേഷം, ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ വികസനം പ്രധാനമായും യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിൽ സജീവമായി നടപ്പിലാക്കി. നിർണ്ണായകമായി, "ജാക്ക് കിൽബി", "റോബർട്ട് നോർട്ടൺ നോയ്സ്" എന്നിവർ വികസിപ്പിച്ച ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിലൂടെ ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവും ചവിട്ടുപടിയും കൈവരിച്ചു. സംയോജിത സർക്യൂട്ടുകളുടെ വികസനം വളരെ സ്വാധീനം ചെലുത്തിയതിനാൽ അത് ശുദ്ധ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഒരു മേഖലയല്ലെങ്കിലും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ ശക്തി നമുക്ക് ചുറ്റും കാണാവുന്ന ലളിതമായ ഉദാഹരണങ്ങളിലൂടെ വിശദീകരിച്ചാൽ, സ്കൂൾ പഠനകാലത്ത് എളുപ്പത്തിൽ ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്ന സോൾഡറിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച റേഡിയോയുടെ ഉദാഹരണം കാണാം. ഈ റേഡിയോ നിർമ്മിക്കാൻ, നിങ്ങൾ ചെയ്യേണ്ടത് എല്ലാ ഘടകങ്ങളും ബോർഡിലേക്ക് ശരിയായി പ്ലഗ് ചെയ്യുക, തുടർന്ന് അവയെ സോളിഡിംഗ് വഴി ഓരോ ബോർഡിലേക്കും ബന്ധിപ്പിക്കുക. കാരണം, കറന്റ് ഒഴുകാൻ കഴിയുന്ന പാത ഇതിനകം രൂപകൽപന ചെയ്യുകയും ബോർഡിൽ സ്റ്റാമ്പ് ചെയ്യുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ആവശ്യമുള്ള ഉദ്ദേശ്യത്തിന് അനുയോജ്യമായ രീതിയിൽ ഒരു ഡിസൈൻ രൂപകൽപന ചെയ്‌തുകഴിഞ്ഞാൽ, കൊത്തുപണി ചെയ്യുന്നതുപോലെയോ പെയിന്റ് പ്രയോഗിക്കുന്നതുപോലെയോ ഒരു ബോർഡിൽ ഡിസൈൻ ആവർത്തിച്ച് പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ വളരെ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ വൻതോതിലുള്ള ഉത്പാദനം സാധ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഇവിടെ കൂടുതൽ ആശ്ചര്യപ്പെടുത്തുന്ന കാര്യം, പതിനായിരക്കണക്കിന് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഇപ്പോൾ ഒരു ചിപ്പിനുള്ളിൽ ഒരു സംയോജിത സർക്യൂട്ടിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അവയെല്ലാം ഒരേസമയം ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ്. ഉൽപ്പാദന രീതി അതിശയകരമാംവിധം എളുപ്പവും വിലകുറഞ്ഞതുമാണെങ്കിലും.

കൊറിയയിൽ മാത്രം, സാംസങ്, എൽജി, ഹൈനിക്സ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി അർദ്ധചാലക ഇലക്ട്രോണിക്സ് കമ്പനികൾ കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകളായി ശ്രദ്ധേയമായ ഉൽപ്പന്നവും വിൽപ്പനയും സാങ്കേതിക പുരോഗതിയും നേടിയിട്ടുണ്ട്. ആഗോള തലത്തിൽ, ഇന്റൽ, ഫെയർചൈൽഡ്, ടെക്സസ് ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സ്, ക്വാൽകോം തുടങ്ങിയ കമ്പനികളും സിലിക്കൺ വാലിയിലെ മറ്റ് നിരവധി ഇലക്ട്രോണിക്സ് കമ്പനികളും ലോകത്തെ മാറ്റിമറിച്ചു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അദൃശ്യമായ പ്രവാഹത്തെ നിയന്ത്രിച്ച് ഒരു പുതിയ യുഗം സൃഷ്ടിച്ച് സാമ്പത്തിക വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ച അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ലോകത്തെ മാറ്റിമറിച്ച ഏറ്റവും ശക്തവും ചെറുതുമായ ശക്തിയല്ലേ?