આજની દુનિયા એના થકી ચાલી રહી છે એમ કહીએ તો ખોટું નથી, તેમ છતાં ચીપ્સ વિશે બહુ લોકો ઝાઝું જાણતા નથી. તેના વિશે થોડું વધુ જાણીએ.

મિત્રો, આપણે ગયા અંકમાં કમ્પ્યુટર અને ચીપનો ઇતિહાસ સંક્ષિપ્તમાં જોયો. હવે આ વખતે આ ક્ષેત્રોમાં કારકિર્દીની શું તકો રહેલી છે એની ચર્ચા કરીએ.

પૃથ્વીના પડમાં વ્યાપકપણે મળી આવતા પદાર્થ સિલિકોનનો ઉપયોગ કરીને બનાવેલી ચીપ્સ વડે માનવજાતે જે અદભુત પ્રગતિ કરી છે એ કોઈ ચમત્કારથી ઉતરતું નથી. ખાસ અતિશયોક્તિ વિના કહી શકાય કે આપણે જે દરેક ક્ષેત્રે હરણફાળ ભરી છે અને આવનારા દિવસોમાં અકલ્પ્ય સુખ-સુવિધાઓ ઊભી થવાની છે એના પાયામાં સિલિકોન ચીપ્સનો વિકાસ ચાવીરૂપ હશે.

સંશોધન અને અખતરા કરી નવી નવી ચીપ્સ ડિઝાઇન કરવી અને તેમનો અલગ અલગ ઉપયોગ કરવો એ ભિન્ન બાબતો છે. સામાન્ય વ્યક્તિ માટે તો આ બધું સમજવું અને તેમાં તફાવત પડવો ઘણો મુશ્કેલ છે, પણ આ બધા ક્ષેત્રો એક બીજાથી એટલા જુદા છે કે એમ્બેડેડના જાણકાર ASIC કે FPGA વિશે ખાસ ન જાણતા હોય એવું બને છે. સર્વ પ્રથમ તો આપણે આ પેટા પ્રકારો શું છે એ સમજીએ :

Embedded systems: અંગ્રેજી શબ્દ એમ્બેડનો અર્થ થાય કોઈ વર્તમાન વસ્તુ કે સંરચનામાં એક વધુ પૂરજો ઉમેરવો. કોઈ ઈલેક્ટ્રોનિક કે મિકેનિકલ મશીનમાં કંટ્રોલ માટે કે સ્વયસંચાલન માટે જે સર્કિટ વાપરવામાં આવી હોય એને Embedded system કહી શકાય. Embedded system અનેક પ્રકારની હોય છે. સાવ સાદી એક ચીપ વાપરીને અથવા એક કરતાં વધુ ચીપ, એલસીડી, કીપેડ વગેરેનો પણ સમાવેશ કરીને Embedded system વિકસાવવામાં આવે છે. તેમને બનાવવા માટે સામાન્ય ચીપ્સનું પ્રોગ્રામિંગ કરીને અથવા ખાસ નવેસરથી ડિઝાઇન કરેલી ચીપ્સનો ઉપયોગ કરીને, એમ અનેક રીતે Embedded systemને બનાવી શકાય છે. અત્યંત જટિલ યંત્રોમાં જેમ કે સ્પેસ-રોકેટ અથવા રોબોટમાં એક કરતા વધુ Embedeed systemનો ઉપયોગ થતો હોય છે.

Embedded systemમાં બે તકો છે. પ્રથમ છે ચીપ ડિઝાઇન. આપણે ઉપર જોયું એમ Embedded System ખાસ કરીને જટિલ સિસ્ટમ બનાવવા માટે ચોક્કસ પ્રકારની ચીપ ડિઝાઇન કરવી પડે છે. ચીપ ડિઝાઇન કરવાની પ્રક્રિયા અત્યંત જટિલ છે અને તેમાં સેંકડો કે હજારો (ફરીથી વાંચો)માપદંડોનું ધ્યાન રાખીને ડિઝાઇન બનાવવી પડે છે. આ કામ સીનોપ્સીસ, કેડેન્સ અને મેન્ટર ગ્રાફિક્સ જેવી કંપનીઓના EDA (Electronic Design Automation) કહેવાતા સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને થાય છે. આ ઉપરાંત અનેક ઓપન-સોર્સ સોફ્ટવેર પણ ઉપલબ્ધ છે.

બીજી તક છે ચીપ પ્રોગ્રામિંગની. ઘણી બધી ચીપ્સ જનરલ પર્પઝ એટલે કે અનેક પ્રકારના વ્યાપક ઉપયોગમાં લઈ શકાય એવી હોય છે. દા.ત. આ ચીપ્સને જે તે ઉપયોગ પ્રમાણે ફક્ત પ્રોગ્રામ કરવાની હોય છે. C, C++,  મેટલેબ જેવી પ્રોગ્રામિંગ લેંગ્વેજ થકી તેમને ધાર્યા કામ માટે પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે.

ASIC: ASIC એ Application Specific Integrated  Circuit નું ટૂંકુ નામ છે. જથ્થાબંધ ઉત્પાદન કરવામાં આવતી આ પ્રકારની ચીપ અથવા IC કોઈ એક ચોક્કસ કાર્ય (અથવા ખૂબ જ થોડા કાર્યો) માટે ખાસ ડિઝાઇન થઈ હોય છે. મર્યાદિત ફીચર્સ ધરાવતી (પણ પરફોર્મન્સમાં જોરદાર) એવી આ ચીપ નવેસરથી પ્રોગ્રામ થઈ શકતી નથી અને તેની જ‚ર પણ હોતી નથી.  મોબાઈલ ફોન, ડિજિટલ કેમેરા, MP3 પ્લયેર વગેરેમાં જે તે મોડેલને અનુસાર ચીપ ડિઝાઇન કરવાનું કામ ASIC એન્જિનીયર કરતા હોય છે. આ માટે તેઓ અગાઉ જોયેલા ડિઝાઇન સોફ્ટવેર અને ખાસ તો Verilog/VHDL કહેવાતી લેંગ્વેજનો ઉપયોગ કરે છે. ASIC હવે એટલા વિકસી છે કે તેમાં આખે આખી ફ્લેશ મેમરી, રેમ, ક્લોક આવી જાય. આવી ASIC ને SoC (System on Chip) કહેવાય છે. જોકે અજઈંઈને ડિઝાઇન કરવાનું અને વિકસાવવાનું ખૂબ જ કડાકૂટભર્યું અને ખર્ચાળ છે. આનો વિકલ્પ છે FPGA (Field Programmable Gate Array) જેમાં પહેલેથી ઉપલબ્ધ ડિઝાઇન અને અન્ય સંસાધનોનો ઉપયોગ કરીને કામ ચલાવવામાં આવે છે.

VLSI: VLSIને વિસ્તારમાં Very Large Scale Integration કહેવાય છે. VLSL એક પ્રક્રિયા છે જેમાં Verilogમાં બનાવેલી ડિઝાઇનને ચીપ સ્વરૂપે મૂર્ત સ્વરૂપ આપવામાં આવે છે. આ કામ ખાસ્સું જટિલ અને કંઈક અંશે અનિશ્ચિતતાભર્યું હોય છે. જનરલ પર્પઝ ચીપ હોય, ASIC કે FPGA હોય આ સૌ બનવવાની પ્રક્રિયા એટલે VLSL ચીપ ડિઝાઇન થયા પછી જ્યારે એને ખરેખર બનાવવામાં આવે છે ત્યારે તે સંપૂર્ણપણે ડિઝાઇન પ્રમાણે બનતી નથી. આનુ કારણ એ છે કે એક સરેરાશ ચીપમાં હવે કરોડો કે અબજો ટ્રાન્ઝીસ્ટર અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનીક પૂર્જા ઠાંસી ઠાંસીને ભર્યા હોય છે. આ પૂર્જા એક બીજાથી માંડ અમુક નેનોમીટર (૧ નેનોમીટર = ૦.૦૦૦ ૦૦૦ ૦૦૦૧ મીટર) દૂર હોય છે. માટે ડિઝાઇન થોડી ઘણી આઘી પાછી થાય એ સ્વાભાવિક છે. VLSI ASICને ઘણું મળતું આવે છે, પણ તે છતાં એ બંને વચ્ચે ફરક તો છે જ. જ્યારે એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સનો હેતુ આ ચીપ્સનો ઉપયોગ કરીને માઈક્રોકંટ્રોલર બનાવવાનો હોય છે.

આ ક્ષેત્રમાં તકો મેળવવા માટે શું અભ્યાસ કરવો પડે? અને તેમાં પગારના ધોરણ કેવા હોય છે?

આ ક્ષેત્ર ટૂંકમાં EC (Electronics and Communication) અને ઈલેક્ટ્રીકલ કહેવાતી વિદ્યાશાખાઓ માટે ખૂબ સારું છે. આ ઉપરાંત B.Tech (Computers) કરીને પણ આ ક્ષેત્રમાં આવી શકાય છે. કેટલીક યુનિવર્સિટી આ માટેના ખાસ માસ્ટર અને પી.એચ.ડી. પ્રોગ્રામ પણ ચલાવે છે અને ખાનગી સંસ્થાઓના કોર્સ પણ છે, પ ણ ભારતમાં હજુ પણ દરેક સ્તરે આ પ્રકારના કામ અને કારકિર્દીની તકો અંગે ખાસ જાગરુકતા નથી.

આ પ્રકારનું કામ અત્યંત વિશિષ્ટ હોઈ આ ફિલ્ડમાં ઘણાં પણ સારાં મળે છે.  એક અંદાજ પ્રમાણે સામાન્ય સોફ્ટવેર એન્જિનીયર કરતાં Embedded, ASIC, VLSIના ક્ષેત્રમાં કામ કરતા એન્જિનીયરને દોઢથી બે ગણો પગાર મળે છે. પરદેશ જવાની તકો પણ સારા પ્રમાણમાં હોય છે.

આ ક્ષેત્રોમાં ભારતમાં અને ખાસ તો ગુજરાતમાં કેવી તકો ઉપલબ્ધ છે?

ભારત હાલમાં અબજો ડોલરની ચીપ્સ નિકાસ કરે છે, પણ તેથી વધુની આયાત કરે છે. કારણ કે હાલમાં આપણે ત્યાં ચીપ બનાવવા માટે જ‚રી એવી સુવિધાઓ ખાસ ઊભી નથી થઈ. આ સમસ્યા નિવારવા ભારત સરકારે દેશમાં ૨ વેફર ફેબ્રિકેશન પ્લાન્ટ નાખવાની મંજૂરી આપી દીધી છે. એક પ્લાન્ટ દિલ્હીની બાજુમાં આવેલા નોઇડામાં અને બીજો આપણા પ્રાંતિજમાં નાખવામાં આવશે. આ બંને પ્લાન્ટ્સ સંયુક્તપણે ૮-૧૦ હજાર પ્રત્યક્ષ નોકરીઓ અને ૪૦-૫૦ હજાર પરોક્ષ નોકરીઓ ઊભી કરશે. અલબત્ત, આ બધું વાસ્તવિકતામાં પલટાતાં બીજા ૪-૫ વર્ષો સહેજે નીકળી જશે.

હાલમાં આ ક્ષેત્રે સાસ્કેન, HSMC, એસ.ટી. માઈક્રોઇલેક્ટ્રોક્સિ વગેરે જેવી કંપનીઓ મેટ્રો શહેરોમાં મોજુદ છે અને અનેક સારી નોકરીઓ આપે છે. ગુજરાતમાં elnfochips, Sibridge અને C-Sam જેવી કેટલીક કંપનીઓ ખૂજ સારું કામ કરી રહી છે.

સોફ્ટવેર કે આઇ.ટી. વિશે ઘણું બધું જાણનારા લોકો પણ આ ક્ષેત્ર વિશે ઝાઝું નથી જાણતા, વિદ્યાર્થી કે વાલીઓની શું વાત કરવી, પણ ચિત્ર સ્પષ્ટ છે. અત્યારે છે એના કરતાં આવનારા દિવસોમાં આ ક્ષેત્રોમાં અનેક નવી તકો ઊભી થવાની છે. માટે હાલમાં જે ૧૦-૧૨માં હોય તેમણે અત્યારથી ૩-૫ વર્ષ પછીનું આયોજન કરી આ તકોનો લાભ લેવો જોઈએ.

હાલમાં આ ફિલ્ડમાં અમેરિકા, દ. કોરિયા, ચીન, જાપાન અને તાઇવાનનો દબદબો છે. જ્યારે મંગળગ્રહ પર પ્રથમ પ્રયત્ને (અને તે પણ સાવ નજીવા ખર્ચે) યાન પહોંચાડનાર દેશના તેજસ્વી યુવાનોઆ ફિલ્ડમાં પૂરેપૂરું ઝૂકાવશે ત્યારે આ લેખ વિધાર્થી અને વાલીઓને એક નવી દિશા ચીંધશે એવા આશા!

 કરિયર સેન્ટ્રલ ડિક્ષનરી

વેફર ફેબ્રિકેશન : વેફર ફેબ્રિકેશનની પ્રક્રિયા એટલી રસપ્રદ છે કે તેની ઉપર એક આખો લેખ થઈ શકે. ચીપ બનાવવા માટે સિલિકોન પદાર્થના વેફર જેવા પાતળા અને નાનકડા પતાકડા પર નિયત થયેલી ડિઝાઇન મુજબ રસાયણથી, ગરમી આપીને અને પારજાંબલી કિરણોનો મારો ચલાવીને (માઈક્રોસ્કોપિક) ખાંચા પાડવામાં આવે છે. આ ખાંચાઓમાં અનેક ટ્રાન્ઝીસ્ટર, વાયર પાથ, ગેટ વગેરે ગોઠવવામાં આવે છે. ખાંચા પડવાની અને તેમાં સર્કિટ ગોઠવવાની પ્રક્રિયા સેંકડો વાર કરવામાં આવે છે, જે થકી અત્યંત પરિષ્કૃત ચીપ તૈયાર થાય છે.