नई पीढ़ी के मेमोरी चिप्स ऊर्जा उपयोग में कटौती का वादा करते हैं

जून 2022

By कैथरीन ज्वेली, सूचना और डिजिटल आउटरीच प्रभाग, डब्ल्यूआईपीओ, युका ओकाकिता और टोमोमी तागुची, डब्ल्यूआईपीओ जापान कार्यालय

सेमीकंडक्टर, "आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स का दिमाग," जिसके बिना हम हर दिन उपयोग किए जाने वाले डिजिटल उपकरण काम नहीं करेंगे, दशकों से डिजिटल प्रौद्योगिकियों में प्रगति के लिए जिम्मेदार हैं। अग्रणी जापानी कंपनी, सेमीकंडक्टर एनर्जी लेबोरेटरी कं, लिमिटेड (एसईएल), इस क्षेत्र में एक विश्व नेता है, और उच्च प्रदर्शन वाली अगली पीढ़ी की सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकियों के विकास में नई जमीन तोड़ना जारी रखती है। कंपनी के संस्थापक और अध्यक्ष श्री शुनपेई यामाजाकी, "फ्लैश मेमोरी" के आविष्कारक, संख्या के मामले में दुनिया के सबसे विपुल आविष्कारक हैं। पेटेंट के अनुसार प्राप्त किया है गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड्स. श्री यामाजाकी ने नवाचार के माध्यम से कार्बन तटस्थता प्राप्त करने के लिए एसईएल की प्रतिबद्धता, अपने व्यापार मॉडल के लिए बौद्धिक संपदा के महत्व और एसईएल के अग्रणी कार्य का समर्थन करने वाले खुले नवाचार की संस्कृति पर चर्चा की।

हमें एसईएल के काम के वर्तमान फोकस के बारे में बताएं और यह कैसे वैश्विक पर्यावरण लक्ष्यों का समर्थन करता है।

मैं कई दशकों से सेमीकंडक्टर्स के क्षेत्र में काम कर रहा हूं, जब से मैंने 886343 में 28 साल की उम्र में फ्लैश मेमोरी (पेटेंट संख्या जेपी 1970) का आविष्कार और पेटेंट कराया था। फ्लैश मेमोरी अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक में एम्बेडेड है। हम हर दिन जिन उपकरणों का उपयोग करते हैं। अनिवार्य रूप से, यह डिवाइस के बंद होने पर भी डेटा और सूचना को स्टोर करना संभव बनाता है। फ्लैश मेमोरी भी सेमीकंडक्टर मेमोरी या डेटा स्टोरेज का सबसे कम खर्चीला रूप है। मैंने कभी सपने में भी नहीं सोचा था कि सिलिकॉन बड़े पैमाने पर एकीकरण (Si LSI) - जिसने कंप्यूटर चिप्स को उनके माइक्रो-प्रोसेसिंग और डेटा स्टोरेज क्षमता के मामले में इतना शक्तिशाली बनाना संभव बना दिया - इतना व्यापक होगा, और न ही यह ग्लोबल वार्मिंग में योगदान देगा। इसकी उच्च शक्ति खपत के कारण।

2009 में, हमें ऑक्साइड सेमीकंडक्टर्स (CAAC संरचना) की एक नई क्रिस्टल संरचना मिली, जो अधिक ऊर्जा-बचत कंप्यूटर चिप्स या LSI बनाती है। 10 से अधिक वर्षों से, अब हम डेटा केंद्रों और सुपर कंप्यूटरों द्वारा खपत की जाने वाली बिजली को कम करने के लिए LSI के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए गहन अनुसंधान एवं विकास कर रहे हैं।

हमारा लक्ष्य अर्धचालकों को अधिक ऊर्जा दक्ष बनाना है। हमारे अग्रणी काम के माध्यम से, हमने उच्च वर्तमान प्रतिधारण विशेषताओं के साथ एक नई अर्धचालक सामग्री विकसित की है। एक Si FET में लगभग 10 का लीकेज करंट होता है^-12ए/µｍ जब बंद कर दिया; दूसरी ओर, एक OS FET (क्रिस्टलाइन ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) में 10 का बेहद कम ऑफ-स्टेट करंट होता है^-24ए/माइक्रो। यानी डेटा को लंबे समय तक बरकरार रखा जा सकता है। इन उच्च धारा प्रतिधारण विशेषताओं और सिलिकॉन के अच्छे विद्युत गुणों का लाभ उठाकर, हमने एक नई Si/OS समग्र संरचना विकसित की है। उनके संयुक्त सहक्रियात्मक प्रभाव का उपयोग करके, हमारा लक्ष्य अर्धचालक उपकरणों को अधिक बिजली-बचत गुणों के साथ बनाना है जो अकेले सिलिकॉन प्रौद्योगिकी द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। इस नई तकनीक का व्यापक उपयोग और उपयोग ग्लोबल वार्मिंग के खिलाफ लड़ाई में बहुत योगदान देगा।

उन लोगों के लिए जो सेमीकंडक्टर्स से परिचित नहीं हैं, क्या आप उनकी भूमिका और आधुनिक दुनिया में उनके महत्व के बारे में कुछ शब्द कह सकते हैं?

सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो हम हर दिन उपयोग करते हैं, हमारे स्मार्टफोन, लैपटॉप, टीवी, कंप्यूटर आदि सेमीकंडक्टर्स का उपयोग करते हैं। उनका उपयोग इतना व्यापक और इतना सामान्य हो गया है कि लोग उनकी भूमिका और महत्व को हल्के में लेने लगते हैं। लोग आमतौर पर इस बात से अनजान होते हैं कि इन उपकरणों का उपयोग करने में वे भारी मात्रा में बिजली की खपत कर रहे हैं, जो बदले में ग्लोबल वार्मिंग में योगदान दे रहा है।

एसईएल का काम जापान और अन्य देशों की अर्थव्यवस्था को डिजिटाइज़ और डीकार्बोनाइज़ करने की महत्वाकांक्षा में कैसे फिट बैठता है?

जून 2021 में श्री योशीहिदे सुगा द्वारा अनुमोदित जापान की विकास रणनीति कार्य योजना, जो उस समय प्रधान मंत्री थे, उन्नत सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकियों के विकास और उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए सरकार की प्रतिबद्धता पर प्रकाश डालती है, उनके कम ऊर्जा खपत गुणों को देखते हुए। रणनीति सरकार के लक्ष्य को भी रेखांकित करती है: ए) 30 तक सभी नए डेटा केंद्रों को 2030 प्रतिशत अधिक ऊर्जा कुशल बनाना; b) घरेलू डेटा केंद्रों द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली के हिस्से को नवीकरणीय ऊर्जा में परिवर्तित करना; और c) सेमीकंडक्टर और सूचना संचार उद्योगों को 2040 तक कार्बन न्यूट्रल बनाना।

2021 की गर्मियों में, हमारे पास SEL की हाइपर-पॉवर-सेविंग क्रिस्टलीय ऑक्साइड सेमीकंडक्टर LSI (OSLSI) तकनीक को अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्रालय (METI) में पेश करने का अवसर था। प्रधान मंत्री को सरकार की हरित नीति के लक्ष्यों में योगदान करने के लिए SEL की OSLSI प्रौद्योगिकी की क्षमता के बारे में सूचित किया गया था, और इसके बारे में अधिक जानने में रुचि थी। हमें उस तकनीक के गुणों की रूपरेखा तैयार करने के लिए एक दस्तावेज़ तैयार करने के लिए आमंत्रित किया गया था। दस्तावेज़ ने प्रधान मंत्री को METI के उप महानिदेशक द्वारा SEL और हमारी तकनीक पर विस्तृत ब्रीफिंग के आधार के रूप में कार्य किया। METI ने फिर हमारे साथ काम किया।

हमारा मानना ​​है कि हमारी अग्रणी OSLSI तकनीक का व्यापक उपयोग और उपयोग ग्लोबल वार्मिंग को हल करने में महत्वपूर्ण योगदान देगा।

2016 में, आपकी प्रविष्टि का नवीनीकरण किया गया था गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड्स आविष्कारक के रूप में सबसे अधिक पेटेंट का श्रेय। उस समय आपके नाम पर 11,350 से अधिक पेटेंट थे। आपके काम को क्या प्रेरित करता है और आपको इस क्षेत्र में अग्रणी तकनीकों का विकास जारी रखने के लिए प्रेरित करता है?

मैंने स्कूल में हमेशा खराब स्कोर किया था, लेकिन विश्वविद्यालय में अपने दूसरे वर्ष में, मैंने प्रोफेसर योगोरो काटो के साथ काम करना शुरू कर दिया (बाद में, वह टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में एक एमेरिटस प्रोफेसर बन गए), और उन्होंने मेरा बहुत समर्थन किया। मैंने उनके साथ पांच साल काम किया। जब मैंने उनसे कहा कि मैं संयुक्त राज्य अमेरिका में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय जाना चाहता हूं, जो उस समय सेमीकंडक्टर्स का मक्का था, तो वह मुझसे नाराज हो गए और मुझे अपने मार्गदर्शन में जापान में अपनी पढ़ाई जारी रखने के लिए मना लिया। आप जीवन की तुलना नहीं कर सकते हैं, इसलिए मुझे नहीं पता कि संयुक्त राज्य अमेरिका जाने का मेरा विकल्प अच्छा था या नहीं, लेकिन यह निश्चित रूप से मेरे जीवन का एक महत्वपूर्ण मोड़ था। मैंने एक मेधावी छात्र के रूप में शुरुआत नहीं की थी, लेकिन प्रोफेसर काटो का धन्यवाद, जिन्होंने मुझे अपने संरक्षण में लिया, मैं आज यहां हूं। और मैं उनकी शिक्षाओं पर विश्वास बनाए रखने के लिए अपना शोध जारी रखता हूं। वे एक महान शिक्षक थे।

हमारे द्वारा प्रतिदिन उपयोग किए जाने वाले सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, हमारे स्मार्टफोन, लैपटॉप, टीवी, कंप्यूटर आदि सेमीकंडक्टर्स का उपयोग करते हैं... आम तौर पर लोग इस बात से अनजान होते हैं कि इन उपकरणों का उपयोग करने में वे भारी मात्रा में बिजली की खपत कर रहे हैं, जो ग्लोबल वार्मिंग में योगदान दे रहा है।

एसईएल अग्रणी, नई प्रौद्योगिकियों के विकास पर ध्यान देना जारी रखे हुए है। पेटेंटिंग दुनिया भर में आपकी प्रौद्योगिकियों के प्रसार और उत्थान का समर्थन कैसे करता है?

अनुसंधान एवं विकास-केंद्रित कंपनी के रूप में, पेटेंट हमारे लिए बेहद महत्वपूर्ण हैं, जैसा कि प्रोफेसर काटो ने हमें सिखाया था। बौद्धिक संपदा एक महान तंत्र है, लेकिन पेटेंट तब तक आय उत्पन्न नहीं करते जब तक वे जिन उत्पादों की रक्षा करते हैं वे विपणन योग्य नहीं होते। आरएंडडी-ओनली कंपनी की प्रकृति ऐसी है कि बाजार में जितनी बार संभव हो उतनी बार और कुशलता से हिट करना आवश्यक है।

हमारे बौद्धिक संपदा अधिकारों के पोर्टफोलियो के साथ हम आत्मविश्वास से किसी भी पक्ष के खिलाफ मामला दर्ज कर सकते हैं जो बिना झिझके हमारे अधिकारों का उल्लंघन करता है। इस तरह, हम अपने अधिकारों का लाभ उठाने और अपनी बाजार हिस्सेदारी को प्रभावी ढंग से बढ़ाने में सक्षम हुए हैं। हालाँकि, एक पेटेंट अधिकार होना महत्वपूर्ण है जिसका सही उपयोग किया जा सकता है। यही कारण है कि एक पेटेंट विनिर्देश का मसौदा तैयार करना जो आरएंडडी परिणामों पर आधारित है और जो स्पष्ट रूप से बताता है कि पेटेंट का उद्देश्य और प्रभाव इतना महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, आर एंड डी गतिविधियों के विस्तार के लिए, पेटेंट के मूल्य में वृद्धि के लिए और लाइसेंसिंग से आय बढ़ने के लिए एक पेटेंट का रणनीतिक उपयोग आवश्यक है। पेटेंट अधिकारों के रणनीतिक उपयोग में कानूनी कार्रवाई भी शामिल हो सकती है।

क्या आप एसईएल की नवोन्मेषी संस्कृति और उसके मार्गदर्शक सिद्धांतों के बारे में कुछ शब्द कह सकते हैं?

1980 में एसईएल की स्थापना के बाद से, हम अनुसंधान एवं विकास के माध्यम से दुनिया की प्रगति में योगदान देने के लिए प्रतिबद्ध हैं। हमारा पहला भागीदार शार्प कॉर्पोरेशन था, जो उस समय सेमीकंडक्टर्स और लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले टीवी में विश्व में अग्रणी था। साझेदारी एक परिचित के परिचय के कारण हुई। हालाँकि, जब हमने Sharp के साथ शोध करना शुरू किया, तो उन्होंने माना कि हमारा R&D स्तर बहुत कम था। उस बिंदु से, SEL ने शार्प के आवश्यक स्तर तक पहुँचने के लिए कड़ी मेहनत की। उनकी कुछ माँगें पहली बार में भारी लग रही थीं, लेकिन हम उन्हें पूरा करने में कामयाब रहे।

मेरा मानना ​​है कि R&D और कड़ी मेहनत से ही हम सफल होंगे। जब आपके साथी विशिष्ट मुद्दों को इंगित करते हैं जिन्हें संबोधित करने की आवश्यकता होती है और आपके कर्मचारी उन्हें प्राप्त करने के लिए कड़ी मेहनत करते हैं, तो आप बेहतर परिणाम देंगे। मुझे नहीं लगता कि नवाचार कभी काम करेगा यदि आप बस अपने साथी को आपको सिखाने या आपके लिए चीजों को आसान बनाने के लिए कहें। यदि आपके पास अपने साथी की जरूरतों को पूरा करने के लिए विशेषज्ञता के नए स्तर हासिल करने के लिए प्रतिबद्धता और ड्राइव नहीं है तो यह काम नहीं करेगा। आर एंड डी के स्तर को बेहतर बनाने के लिए एक ऐसी कंपनी की तलाश करना जरूरी है जो एक भागीदार के रूप में समान संबंध बनाए रखते हुए आपको तकनीकी रूप से लंबा खींच सके।

डब्ल्यूआईपीओ ग्रीन एक सार्वजनिक मंच है जो हरित प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में वैश्विक नवाचार को बढ़ावा देना चाहता है। क्या आप इस पहल का समर्थन करने को तैयार हैं?

ग्लोबल वार्मिंग से निपटना आज मानव जाति के सामने सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा है। डब्ल्यूआईपीओ ग्रीन एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहल है जो पर्यावरण की रक्षा के लिए बौद्धिक संपदा प्रणाली की शक्ति का उपयोग करना चाहती है। हम देखते हैं कि WIPO GREEN OSLSI की दुनिया भर में तेजी से और व्यापक उपयोग और उपयोग को सक्षम करने के लिए एक महत्वपूर्ण वाहन हो सकता है, जो अत्यधिक ऊर्जा कुशल हैं। मेरा मानना ​​है कि इस लक्ष्य को हासिल करने के लिए डब्ल्यूआईपीओ जैसे अंतरराष्ट्रीय संगठनों के साथ सहयोग जरूरी है।

बेहतर भविष्य के निर्माण की आकांक्षा रखने वाले युवा वैज्ञानिकों के लिए आपके पास क्या सलाह है?

अतीत में, जापानी कंपनियां गुणवत्ता और कड़ी मेहनत के प्रति प्रतिबद्धता और इस विश्वास से प्रेरित थीं कि प्रतिकूलता लोगों को बुद्धिमान बनाती है। लेकिन आज वह सब गायब हो गया है। अगर हमें फलते-फूलते रहना है तो हमें उस विश्वास को फिर से जगाने की जरूरत है। जापान के लिए मानव संसाधन और बौद्धिक संपदा अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। हमें न्यायालयों में मूल्यों के बारे में अधिक समझ को बढ़ावा देने के लिए और अधिक प्रयास करने की आवश्यकता है बौद्धिक संपदा (आईपी) अधिकार, और विशेष रूप से पेटेंट। हमें बौद्धिक संपदा के महत्व के बारे में आम जनता के बीच अधिक जागरूकता को बढ़ावा देने की भी आवश्यकता है। जापान के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रतिस्पर्धी बने रहने का एकमात्र तरीका हमारी बौद्धिक संपदा का उपयोग करना है।

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• स्रोत: https://www.wipo.int/wipo_magazine/en/2022/02/article_0006.html