পরবর্তী প্রজন্মের ২ডি সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে গতি ১,০০০ গুণ বাড়াল চীন

পরমাণু-পাতলা ইলেকট্রনিকসে গতির বাধা ভাঙা

চীনা গবেষকেরা উৎপাদনপ্রযুক্তিতে এমন এক অগ্রগতির কথা জানিয়েছেন, যা বৈশ্বিক সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের চেহারা বদলে দিতে পারে। তাঁরা দ্বিমাত্রিক সেমিকন্ডাক্টর উপাদান প্রচলিত কৌশলের তুলনায় প্রায় ১,০০০ গুণ বেশি গতিতে তৈরির পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন। ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি অব ডিফেন্স টেকনোলজি এবং চাইনিজ অ্যাকাডেমি অব সায়েন্সেসের বিজ্ঞানীদের নেতৃত্বে এই উদ্ভাবন পরবর্তী প্রজন্মের চিপের বাণিজ্যিক উৎপাদনের পথে দীর্ঘদিনের একটি বড় বাধা দূর করেছে।

ইনস্টিটিউট অব মেটাল রিসার্চের ঝু মেংজিয়ানের নেতৃত্বে তাঁর সহকর্মী রেন ওয়েনচাই ও শু চুয়ান ২৬ মার্চ ন্যাশনাল সায়েন্স রিভিউ সাময়িকীতে তাঁদের গবেষণার ফল প্রকাশ করেন। তাঁদের গবেষণায় পরিবর্তিত রাসায়নিক বাষ্প সঞ্চয়ন (CVD) কৌশল দেখানো হয়েছে, যাতে মিনিটে প্রায় ২০ মাইক্রোমিটার হারে টাংস্টেন সিলিকন নাইট্রাইডের বড় আকারের পাত তৈরি করা যায়। এর আগে ০.০০১ মিলিমিটার উপাদান তৈরি করতেই পাঁচ ঘণ্টা লাগত।

সিলিকনের সীমাবদ্ধতা

পাঁচ দশকেরও বেশি সময় ধরে ইলেকট্রনিকস শিল্প মুরের সূত্র অনুসরণ করে আসছে। এই পর্যবেক্ষণ অনুযায়ী, চিপের ট্রানজিস্টরের সংখ্যা প্রায় প্রতি দুই বছরে দ্বিগুণ হয়, আর খরচ কমে। স্মার্টফোন থেকে সুপারকম্পিউটার—সবকিছুর বিবর্তনেই এই ধারা ভূমিকা রেখেছে এবং সিলিকননির্ভর এক ট্রিলিয়ন ডলারের শিল্প গড়ে তুলেছে। তবে ট্রানজিস্টরের মাপ পরমাণুর কাছাকাছি পৌঁছানোয় মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান এখন এই অগ্রগতিতে বাধা হয়ে দাঁড়াচ্ছে।

প্রায় ৫ ন্যানোমিটারের নিচে সিলিকনের ইলেকট্রন কোয়ান্টাম বলবিদ্যার এমন আচরণ দেখাতে শুরু করে, যা ধ্রুপদি কম্পিউটিংকে দুর্বল করে। কোয়ান্টাম টানেলিংয়ের কারণে ইলেকট্রন এমন অন্তরক স্তর ভেদ করে বেরিয়ে যেতে পারে, যেগুলো তাদের আটকে রাখার কথা। একই সঙ্গে উপাদানগুলো কাছাকাছি বসানোয় তাপ অপসারণ ক্রমেই কঠিন হয়ে ওঠে। এই ভৌত সীমাবদ্ধতা আধুনিক প্রযুক্তির অগ্রগতির ভিত্তি হয়ে থাকা উন্নয়নকে থামিয়ে দেওয়ার হুমকি তৈরি করছে।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা ব্যবস্থা ও বৃহৎ ভাষা মডেলের কারণে কম্পিউটিং ক্ষমতার চাহিদা দ্রুত বাড়ছে; এগুলোর জন্য বহুগুণ বেশি প্রক্রিয়াকরণ সক্ষমতা প্রয়োজন। শিল্পখাতের পূর্বাভাস অনুযায়ী, ২০২৩ সালের তুলনায় ২০৩০ সাল নাগাদ এআই কম্পিউটিংয়ের চাহিদা ১,০০০ গুণ বাড়তে পারে। ক্রমবর্ধমান চাহিদা ও সিলিকনের ভৌত সীমাবদ্ধতার মধ্যকার এই ব্যবধান ঐতিহ্যগত সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনকে প্রসারিত বা প্রতিস্থাপন করতে পারে—এমন বিকল্প উপাদানের বৈশ্বিক অনুসন্ধান শুরু করেছে।

দ্বিমাত্রিক উপাদানের সম্ভাবনা

প্রচলিত সিলিকনের বিকল্প হিসেবে সবচেয়ে সম্ভাবনাময় পথগুলোর একটি হলো দ্বিমাত্রিক সেমিকন্ডাক্টর। এই উপাদানগুলোর কোনো কোনোটি মাত্র একটি পরমাণুর পুরু, এবং এগুলো ত্রিমাত্রিক স্ফটিকের তুলনায় মৌলিকভাবে ভিন্ন উপায়ে বিদ্যুৎ পরিবহন করে। কঠিন সিলিকনের খণ্ড থেকে বিদ্যুৎপ্রবাহের পথ কেটে তৈরি করতে হয়। কিন্তু ২ডি সেমিকন্ডাক্টর স্বাভাবিকভাবেই পাতলা হওয়ায় ন্যানোমাপের গঠন তৈরিতে উপাদান খোদাই করে সরানোর প্রয়োজন হয় না।

এই অতি-পাতলা স্তরগুলোতে কোয়ান্টাম আবদ্ধতার প্রভাব বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নষ্ট না করে বরং উন্নত করতে পারে। ইলেকট্রনকে দ্বিমাত্রিক চলাচলে সীমাবদ্ধ করলে তাদের ন্যূনতম শক্তি বেড়ে যায়, ফলে ট্রানজিস্টর চালু না বন্ধ থাকবে তা নিয়ন্ত্রণকারী ব্যান্ডগ্যাপ কার্যকরভাবে প্রশস্ত হয়। এর অর্থ, সমান মাপে সিলিকনের তুলনায় ২ডি উপাদানে বিদ্যুৎ ব্যবহারের দক্ষতা বাড়ানো এবং কারেন্ট লিকেজ কমানো সম্ভব হতে পারে। তাই ৫ ন্যানোমিটারের নিচের নোড প্রযুক্তির জন্য এগুলো উপযুক্ত প্রার্থী।

ইতিমধ্যে কয়েকটি ২ডি উপাদান শক্তিশালী কর্মক্ষমতার প্রমাণ দিয়েছে। ট্রানজিশন মেটাল ডাইকালকোজেনাইড শ্রেণির মলিবডেনাম ডাইসালফাইড ও মলিবডেনাম ডাইসেলেনাইডের স্বাভাবিক ব্যান্ডগ্যাপ রয়েছে, যা এগুলোকে পরিবাহী ও অন্তরক অবস্থার মধ্যে পরিবর্তিত হতে দেয়। ইলেকট্রনের মাধ্যমে বিদ্যুৎপ্রবাহ বহনকারী এই এন-টাইপ উপাদানগুলো গবেষণাগারে তুলনামূলক সহজে তৈরি করা গেছে। তবে কার্যকর সমন্বিত বর্তনী তৈরিতে পরস্পর-পরিপূরক এক জোড়া উপাদান দরকার।

পি-টাইপ উপাদানের সংকট সমাধান

আধুনিক ট্রানজিস্টর কাঠামো দুই ধরনের সেমিকন্ডাক্টরের সমন্বয়ের ওপর নির্ভরশীল: এন-টাইপ, যেখানে ইলেকট্রন চার্জবাহক হিসেবে কাজ করে, এবং পি-টাইপ, যেখানে ধনাত্মক চার্জ পরিবহনে হোল—অর্থাৎ স্ফটিক জালে ইলেকট্রনের অনুপস্থিতি—ব্যবহৃত হয়। কমপ্লিমেন্টারি মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর বা CMOS নামে পরিচিত এই স্থাপত্য সমসাময়িক সব ডিজিটাল লজিকের ভিত্তি। প্রতিটি NAND, NOR ও NOT গেটের জন্য দুই ধরনের উপাদানই একসঙ্গে কাজ করা দরকার।

২ডি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর সহজলভ্য হলেও উচ্চ কর্মক্ষমতা ও স্থিতিশীল পি-টাইপ বিকল্পের অভাব দীর্ঘদিনের। ঝু মেংজিয়ান এই ঘাটতিকে সেমিকন্ডাক্টর গবেষণার একটি গুরুত্বপূর্ণ বাধা এবং তীব্র প্রতিযোগিতার ক্ষেত্র হিসেবে বর্ণনা করেছেন। নির্ভরযোগ্য পি-টাইপ উপাদান ছাড়া প্রকৌশলীরা গণনার ভিত্তি গড়ে তোলা মৌলিক লজিক গেট তৈরি করতে পারেন না—এন-টাইপ উপাদান যত ভালোই হোক না কেন।

এই ভারসাম্যহীনতা দূর করার সমাধান হিসেবে চীনা দলটি টাংস্টেন সিলিকন নাইট্রাইড শনাক্ত করেছে। বাহ্যিক ডোপিং প্রক্রিয়া ছাড়াই এই উপাদানে স্বাভাবিকভাবে পি-টাইপ বৈশিষ্ট্য দেখা যায়; ডোপিং প্রায়ই অস্থিতিশীলতা তৈরি করে। পাতগুলোতে হোলের গতিশীলতা ও কারেন্টের ঘনত্ব বেশি, পাশাপাশি যান্ত্রিক শক্তি ও তাপ পরিবাহিতাও ভালো। এসব বৈশিষ্ট্য থেকে বোঝা যায়, বাণিজ্যিক চিপ তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় বহু ধাপের লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ায় উপাদানটি ফাটবে না বা ভিত্তি থেকে আলাদা হবে না।

বেইজিং বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক পেং হাইলিন বিসমাথ অক্সিসেলেনাইড ব্যবহার করে পৃথক, তবে সংশ্লিষ্ট একটি ২ডি ট্রানজিস্টর প্রকল্পে কাজ করছেন। ডোপিংয়ের এই ভারসাম্যের মৌলিক গুরুত্ব তিনি ব্যাখ্যা করেছেন। সিলিকন-পরবর্তী স্থাপত্যের লক্ষ্য নিয়ে করা ওই গবেষণায় তাঁর দল ইন্টেলের সর্বশেষ ৩ ন্যানোমিটার চিপের তুলনায় ১০ শতাংশ কম বিদ্যুৎ খরচে ৪০ শতাংশ বেশি গতি অর্জন করেছে। বেইজিং বিশ্ববিদ্যালয়ের দলটি তাদের উন্নয়নকে শর্টকাট নেওয়া নয়, বরং পথ বদলানো হিসেবে বর্ণনা করেছে; এর মাধ্যমে সিলিকনভিত্তিক নকশা থেকে মৌলিকভাবে সরে যাওয়ার ইঙ্গিত দিয়েছে।

সোনা ও টাংস্টেনের উদ্ভাবন

উৎপাদনের গতি বাড়ানোর গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবনটি এসেছে ২ডি সেমিকন্ডাক্টর পাত তৈরির রাসায়নিক বাষ্প সঞ্চয়ন প্রক্রিয়ার পুনর্নকশা থেকে। প্রচলিত CVD কৌশলে উত্তপ্ত ভিত্তির ওপর পূর্বপদার্থের গ্যাস প্রবাহিত করা হয় এবং পরমাণুগুলোকে এক স্তর করে স্ফটিকায়িত হওয়ার জন্য অপেক্ষা করতে হয়। এই প্রক্রিয়া ঐতিহাসিকভাবে অত্যন্ত ধীর। ফলে মিলিমিটার মাপের গবেষণাগারের নমুনা থেকে বাণিজ্যিক উৎপাদনে ব্যবহৃত ৩০০ মিলিমিটার ওয়েফারে যাওয়া অর্থনৈতিকভাবে অসম্ভব হয়ে পড়েছিল।

গবেষক দলটি প্রচলিত কঠিন ভিত্তির বদলে তরল সোনা ও টাংস্টেনের দ্বিস্তর ব্যবহার করেছে। তরল সোনার পৃষ্ঠে স্ফটিকের দানার সীমানা থাকে না, ফলে স্ফটিকের সূচনার জন্য সমান ও মসৃণ পৃষ্ঠ পাওয়া যায়। এতে পূর্বপদার্থের পরমাণু প্রচলিত কঠিন ভিত্তির তুলনায় পৃষ্ঠজুড়ে অনেক দ্রুত ছড়াতে পারে। একই সময়ে নিচের টাংস্টেন স্তরটি টাংস্টেন সিলিকন নাইট্রাইড পাত তৈরির জন্য দরকারি মৌলিক উপাদানগুলোর একটি সরবরাহ করে, ফলে প্রবৃদ্ধির গতি প্রায়ই সীমিত করে এমন গ্যাস-পর্যায়ের সরবরাহব্যবস্থার ওপর নির্ভরতা কমে।

ভিত্তির এই পরিবর্তনে প্রায় ৩৬ বাই ১৮ মিলিমিটার মাপের একক-স্তরের পাত তৈরি সম্ভব হয়েছে। এতে ২ডি সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার-স্কেল উৎপাদনের পর্যায়ে পৌঁছেছে। তৈরি উপাদানটির বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা, স্থায়িত্ব ও তাপ সামলানোর ক্ষমতা উন্নত চিপে ব্যবহারের জন্য প্রয়োজনীয় মানের। উৎপাদনের গতি পাঁচ ঘণ্টায় প্রায় ০.০০০০৪ ইঞ্চি থেকে বেড়ে মিনিটে প্রায় ০.০০০৮ ইঞ্চি হয়েছে, অর্থাৎ গতি ১,০০০ গুণ বেড়েছে—যা শিল্পখাতের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে।

এই পদ্ধতিতে ডোপিং বৈশিষ্ট্যও নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায়, ফলে প্রকৌশলীরা তৈরি পাতের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রয়োজনমতো সামঞ্জস্য করতে পারেন। বিদ্যমান CMOS স্থাপত্যে ২ডি উপাদান যুক্ত করার জন্য এই সমন্বয়ক্ষমতা জরুরি; বাণিজ্যিক ব্যবহারের পথে এটিও একটি অপরিহার্য ধাপ। বর্তমান সেমিকন্ডাক্টর অবকাঠামোর সঙ্গে সামঞ্জস্য ভবিষ্যতে এই উপাদান যুক্ত করা সহজ করতে পারে। তবে বর্তমান প্রদর্শিত মাপ থেকে পূর্ণ উৎপাদন-ওয়েফারে যাওয়ার ক্ষেত্রে বড় প্রকৌশলগত চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে।

বৈশ্বিক প্রতিযোগিতা ও কৌশলগত তাৎপর্য

প্রধান অর্থনৈতিক শক্তিগুলোর মধ্যে প্রযুক্তিগত প্রতিযোগিতা তীব্র হওয়ার সময়েই সেমিকন্ডাক্টর খাতে এই অগ্রগতি এসেছে। CAS কনটেন্ট কালেকশনের তথ্য অনুযায়ী, মাইক্রোইলেকট্রনিকস-সংশ্লিষ্ট সাময়িকী প্রকাশনা ও পেটেন্ট—দুই ক্ষেত্রেই চীনা প্রতিষ্ঠানগুলোর অগ্রগতি উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়েছে। দেশটি বাণিজ্যিক ব্যবহারের লক্ষ্যে অনেক মেধাস্বত্ব আবেদনও করেছে। এদিকে যুক্তরাষ্ট্র CHIPS and Science Act-এর মাধ্যমে দেশীয় উৎপাদন ও গবেষণার সক্ষমতা জোরদারে ৫২.৭ বিলিয়ন ডলার বরাদ্দ দিয়ে নেতৃত্ব ধরে রাখার জোরালো কৌশল নিয়েছে।

ভূরাজনৈতিক উত্তেজনায় বৈশ্বিক সরবরাহ শৃঙ্খল জটিল হয়েছে। ২০২২ সালের অক্টোবরে কার্যকর রপ্তানি নিয়ন্ত্রণের ফলে চীনের উন্নত সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জাম ও কম্পিউটিং চিপে প্রবেশাধিকার সীমিত হয়। এআই ও প্রতিরক্ষা প্রযুক্তিতে চীনের অগ্রগতি ঠেকানো এসব বিধিনিষেধের লক্ষ্য। তবে প্রযুক্তিগত স্বনির্ভরতা অর্জনে দেশটির অভ্যন্তরীণ গবেষণা উদ্যোগও এতে জোরদার হয়েছে। ২ডি সেমিকন্ডাক্টরের অগ্রগতি ঠিক সেই ধরনের মৌলিক গবেষণার উদাহরণ, যা বিকল্প উপাদানের প্ল্যাটফর্ম তৈরি করে চীনকে প্রচলিত সরঞ্জামের বাধা এড়াতে সাহায্য করতে পারে।

বাজার বিশ্লেষণ অনুযায়ী, ২০২৫ সালে প্রায় ১১১.৮৪ বিলিয়ন ডলারের বৈশ্বিক সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জাম বাজার ২০৩৪ সাল নাগাদ ২৬৮.০৬ বিলিয়ন ডলারে পৌঁছাবে বলে ধারণা করা হচ্ছে। ৫ ন্যানোমিটারের নিচের উন্নত নোডে যাওয়ার প্রবণতা এই প্রবৃদ্ধির চালিকা শক্তি; সেখানে চরম অতিবেগুনি লিথোগ্রাফি ও নতুন উপাদান অপরিহার্য হয়ে উঠছে। বর্তমানে এশিয়া-প্রশান্ত মহাসাগরীয় অঞ্চলের দখলে বাজারের প্রায় ৬৯ শতাংশ। তবে সরবরাহ শৃঙ্খলের ওপর নির্ভরতা কমাতে ইউরোপ ও উত্তর আমেরিকাও ব্যাপক বিনিয়োগ করছে।

শিল্পবিশেষজ্ঞদের মতে, গবেষণাগারের প্রদর্শন থেকে বাণিজ্যিক উৎপাদনে যেতে উপাদানবিজ্ঞানী, প্রক্রিয়া প্রকৌশলী ও ডিভাইস পদার্থবিদদের সহযোগিতায় বহু বছর ধরে কাজ করতে হয়। একক চিপে থাকা কোটি কোটি ট্রানজিস্টর যেন নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে, সে জন্য ত্রুটির ঘনত্ব কমাতে হবে। নতুন উপাদানকে বিদ্যমান লিথোগ্রাফি, খোদাই ও ধাতব আবরণ প্রক্রিয়ার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়ার প্রমাণও দিতে হবে। চীনা দলের তৈরি তরল ধাতব ভিত্তির পদ্ধতি শেষ পর্যন্ত যে নির্দিষ্ট উপাদানই ব্যাপক উৎপাদনে যাক না কেন, পুরো শিল্পের প্রকৌশল নীতিতে প্রভাব ফেলতে পারে।

বাণিজ্যিক উৎপাদনের পথে চ্যালেঞ্জ

গবেষণাগারের ফল আশাব্যঞ্জক হলেও ২ডি ট্রানজিস্টরযুক্ত ভোক্তা পণ্য বাজারে আসার আগে বেশ কিছু কঠিন বাধা পেরোতে হবে। উৎপাদনের পরিসর বাড়ার সঙ্গে বড় ওয়েফার এলাকাজুড়ে একরূপতা বজায় রাখা ক্রমেই কঠিন হয়। ৩৬ বাই ১৮ মিলিমিটারের পাত থেকে ৩০০ মিলিমিটার উৎপাদন-ওয়েফারে যাওয়ার জন্য শুধু রাসায়নিক বাষ্প সঞ্চয়ন চেম্বারের আকার বাড়ালেই চলবে না; অনেক বড় পৃষ্ঠজুড়ে পরমাণু-স্তরের নির্ভুলতা বজায় রাখতে হবে।

তাপ ব্যবস্থাপনাও আরেকটি বড় বিবেচ্য বিষয়। কিছু বিকল্পের তুলনায় টাংস্টেন সিলিকন নাইট্রাইডের তাপীয় বৈশিষ্ট্য ভালো হলেও, অতি-পাতলা উপাদানে তাপ প্রবাহের জন্য স্বাভাবিকভাবেই সীমিত ক্ষেত্রফল থাকে। ট্রানজিস্টর আরও ঘন করে বসানো হলে কর্মক্ষমতা ধরে রাখতে এবং নাজুক কাঠামোর তাপজনিত ক্ষতি ঠেকাতে বর্জ্য তাপ অপসারণ জরুরি হয়ে পড়ে। খোদাই, স্তর জমা ও পরিষ্কারের মতো উৎপাদন ধাপের শারীরিক চাপও ২ডি উপাদানকে সহ্য করতে হবে; এসব প্রক্রিয়ায় পরমাণু-পাতলা স্তর ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

দক্ষ কর্মীর ঘাটতি প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলোকে আরও জটিল করে তুলছে। সেমিকন্ডাক্টর ইন্ডাস্ট্রি অ্যাসোসিয়েশনের পূর্বাভাস, ২০৩০ সাল নাগাদ শুধু যুক্তরাষ্ট্রেই প্রায় ৬৭ হাজার দক্ষ প্রযুক্তিবিদ, প্রকৌশলী ও বিজ্ঞানীর ঘাটতি দেখা দিতে পারে। বিশ্বের উৎপাদনকেন্দ্রগুলোতেও একই ধরনের ঘাটতি রয়েছে। ফলে গবেষণায় নতুন প্রযুক্তি কার্যকর প্রমাণিত হওয়ার পরও তা বাস্তবায়নের গতি কমে যেতে পারে।

সম্প্রসারণ পরিকল্পনায় পরিবেশগত উদ্বেগও বড় ভূমিকা রাখছে। ১২ ইঞ্চি ওয়েফার উৎপাদনকারী একটি আধুনিক কারখানা প্রতিদিন প্রায় ১ কোটি গ্যালন পানি ব্যবহার করে। ২০২১ সালে তাইওয়ানের তীব্র খরা সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনের ক্ষেত্রে সম্পদ-সংকটের ঝুঁকি তুলে ধরেছিল। উৎপাদনকারীরা ক্রমেই পানি পুনর্ব্যবহার প্রযুক্তি ও টেকসই পদ্ধতি গ্রহণ করছে। তবে নতুন উপাদান নিয়ে উৎপাদনকেন্দ্র নির্মাণের কথা ভাবার সময় চিপ উৎপাদনে বিপুল শক্তি ও পানির প্রয়োজন এখনও বড় বিবেচ্য বিষয়।

মূল কথা

• চীনা গবেষকেরা রাসায়নিক বাষ্প সঞ্চয়নের এমন কৌশল উদ্ভাবন করেছেন, যাতে ২ডি সেমিকন্ডাক্টর উপাদান আগের পদ্ধতির তুলনায় ১,০০০ গুণ দ্রুত, অর্থাৎ মিনিটে প্রায় ২০ মাইক্রোমিটার হারে তৈরি করা যায়।
• তরল সোনা ও টাংস্টেনের দ্বিস্তরভিত্তিক উপাদান ব্যবহার করে ওয়েফার-স্কেলের টাংস্টেন সিলিকন নাইট্রাইড পাত তৈরি করা হয়েছে। এতে CMOS ট্রানজিস্টরের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ কর্মক্ষমতার ২ডি পি-টাইপ উপাদানের গুরুত্বপূর্ণ ঘাটতি দূর হতে পারে।
• সিলিকন ৫ ন্যানোমিটারের নিচে মৌলিক ভৌত সীমায় পৌঁছাচ্ছে। কোয়ান্টাম টানেলিং ও তাপ অপসারণের সমস্যা মুরের সূত্রের অধীনে কয়েক দশকের ধারাবাহিক কর্মক্ষমতা বৃদ্ধিকে থামিয়ে দেওয়ার হুমকি তৈরি করছে।
• মাত্র কয়েকটি পরমাণু পুরু দ্বিমাত্রিক সেমিকন্ডাক্টর প্রচলিত ত্রিমাত্রিক সিলিকনের তুলনায় বেশি শক্তি-সাশ্রয়ীভাবে ট্রানজিস্টরের আকার ছোট করে যাওয়ার সম্ভাব্য পথ দেখায়।
• সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে আধিপত্য নিয়ে তীব্র বৈশ্বিক প্রতিযোগিতার মধ্যে এই অগ্রগতি এসেছে। চীন গবেষণা বাড়াচ্ছে, আর যুক্তরাষ্ট্র ও ইউরোপ দেশীয় সরবরাহ শৃঙ্খল সুরক্ষায় CHIPS আইনের মাধ্যমে শত শত কোটি ডলার বিনিয়োগ করছে।
• গবেষণাগারের প্রদর্শন থেকে বাণিজ্যিক উৎপাদনে যেতে ত্রুটির ঘনত্ব, তাপ ব্যবস্থাপনা, উৎপাদনের একরূপতা এবং বিদ্যমান উৎপাদন অবকাঠামোর সঙ্গে সমন্বয়ের মতো চ্যালেঞ্জ মোকাবিলা করতে হবে।
• এআই কম্পিউটিং, উন্নত নোড এবং ২ডি সেমিকন্ডাক্টরসহ নতুন উপাদানের চাহিদায় সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন সরঞ্জামের বাজার ২০২৫ সালের ১১১.৮৪ বিলিয়ন ডলার থেকে ২০৩৪ সালে ২৬৮ বিলিয়ন ডলারে পৌঁছাতে পারে।