अमृतांशु नेरुरकर,‘चिप’-उद्योगात कार्यरत असलेले तज्ज्ञ.
‘डार्पा’ (DARPA – डिफेन्स अ‍ॅडव्हान्स्ड रिसर्च प्रोजेक्ट एजन्सी) ही लष्कराच्या तांत्रिक अद्ययावतीकरणासाठी नावीन्यपूर्ण तंत्रज्ञानाच्या शोधाचे प्रकल्प राबवणारी अमेरिकी संरक्षण खात्याची अग्रगण्य संस्था आहे. ‘आपल्या सभोवतालच्या आधुनिक व डिजिटल जगाची शिल्पकार’, असा डार्पाचा यथोचित गौरव ‘द इकॉनॉमिस्ट’ या प्रख्यात वृत्तसाप्ताहिकानं केला आहे. भांडवलशाही (अमेरिका) विरुद्ध साम्यवादी (तत्कालीन सोव्हिएत रशिया) विचारसरणी या दोन तट आणि दोन्हीपैकी कोणत्याही एका विचारसरणीचं पालन करणाऱ्या देशांमध्ये सुरू झालेल्या शीतयुद्धाच्या कालखंडात तत्कालीन अमेरिकी राष्ट्राध्यक्ष आयसेनहॉवर यांच्या कल्पनेतून डार्पाचा जन्म झाला. १९५७ साली जेव्हा रशियानं स्पुटनिक उपग्रह अंतराळात सोडून अमेरिकेवर कुरघोडी करण्याचा प्रयत्न केला तेव्हा त्याचं प्रत्युत्तर म्हणून – आणि अमेरिकी लष्कराला तंत्रज्ञानाच्या माध्यमातून युद्धसज्ज बनविण्यासाठी- या संस्थेचा पाया रचला गेला. आज आधुनिक तंत्रज्ञानाचं असं कोणतंच अंग नसेल ज्याला आकार देण्यात डार्पाने आपला हातभार लावला नाही. हवामानाचा अचूक अंदाज वर्तवणारे उपग्रह, जीपीएस प्रणाली, ड्रोन तंत्रज्ञान, बिनतारी संदेशवहनाचं (वायरलेस) तंत्रज्ञान, खासगी संगणक (पीसी), इंटरनेट अशी ही न संपणारी यादी आहे. या सर्वाबरोबर सेमीकंडक्टर चिप तंत्रज्ञानाच्या जडणघडणीतही डार्पाचं योगदान अतुलनीय आहे. विशेषत: ऐंशीच्या दशकात चिपनिर्मिती क्षेत्रातील अमेरिकेच्या पुनरुत्थानाचं श्रेय काही प्रमाणात तरी डार्पाला द्यावंच लागेल.
तसं पाहिलं तर, अमेरिकी संरक्षण खात्याला आणि पर्यायाने डार्पाला सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानामध्ये फारसा रस असण्याची गरज नव्हती कारण एक तर चिप तंत्रज्ञान आणि निर्मिती पुष्कळशी खासगी कंपन्यांच्या प्रयत्नांनी सुरू झाली होती. या तंत्रज्ञानाच्या सुरुवातीच्या काळातल्या जडणघडणीत शासकीय सहभाग फारसा नव्हता. दुसरं म्हणजे फेअरचाइल्ड सेमीकंडक्टर, एएमडी, इंटेलसारख्या कंपन्यांनासुद्धा या तंत्रज्ञानाची भविष्यातली दिशा निश्चित करण्यामध्ये सरकारी हस्तक्षेप नको होता. त्याचबरोबर या तंत्रज्ञानाचं उपयोजन ग्राहकोपयोगी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण निर्मितीमध्ये करण्याचाही त्यांचा मनसुबा होता. यामुळेच या क्षेत्राला सरकारपासून चार हात लांब ठेवण्याचं धोरण चिपनिर्मिती कंपन्यांनी स्वीकारलं होतं.
सत्तरच्या दशकात जपानी मेमरी कंपन्यांच्या स्पर्धेला तोंड देताना या कंपन्यांना पहिल्यांदाच शासनाची आठवण झाली असली तरीही शासन स्तरावर या क्षेत्राला उभारी देण्यासाठी झालेले प्रयत्न फारसे उत्साहवर्धक नव्हते. एक तर चिपनिर्मिती तंत्रज्ञानासाठी शासनानं निधी उपलब्ध करून द्यावा का, यावर सरकारमध्येच एकवाक्यता नव्हती. पुष्कळ प्रयत्नांनंतर सरकारी अनुदानाची मंजुरी मिळवूनही ‘सेमाटेक’सारखा महत्त्वाकांक्षी प्रकल्प अयशस्वी ठरला होता. दुसरं म्हणजे डार्पा ही ‘भविष्यवेधी तंत्रज्ञानासाठी’ प्रकल्प राबवणारी संस्था होती. अशा प्रकल्पांत शोधलं गेलेलं तंत्रज्ञान व्यावसायिक स्तरावर उपलब्ध होण्यापूर्वी ते लष्करी कामासाठी वापरलं जाणं अपेक्षित होतं व साहजिकच त्याच्या वापराचे हक्क सर्वस्वीपणे अमेरिकी संरक्षण खात्याकडे होते. उदाहरणार्थ, आंतरजालासारखं (इंटरनेट) सर्वव्यापी तंत्रज्ञान जनसामान्यांना उपलब्ध होण्यापूर्वी कित्येक वर्ष त्याचा वापर केवळ लष्कराकडून संदेशांची देवाणघेवाण करण्यासाठी होत होता. पण चिप तंत्रज्ञान अगोदरच सामान्यांच्या हाती असल्यामुळे या तंत्रज्ञानाला केवळ लष्करापुरतं सीमित ठेवणं निव्वळ अशक्य होतं.
असं असूनही डार्पानं सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानात विशेष लक्ष घातलं, त्याला शीतयुद्धच कारणीभूत ठरलं. युद्धसामग्रीमध्ये (क्षेपणास्त्रं, बॉम्बगोळे, सेन्सर) निर्वात नलिकांऐवजी चिपचा वापर केल्यास त्या शस्त्रास्त्रावरलं नियंत्रण आणि त्याची अचूकता कित्येक पटीनं वाढते याचा अनुभव अमेरिकी संरक्षण खात्याला प्रकर्षांने व्हिएतनाम युद्धात आला. पाच वर्ष, हजारहून अधिक वेळेला बॉम्बगोळे टाकूनही न पडलेला ‘थॅन हो’ पूल जेव्हा टेक्सास इन्स्ट्रुमेंट्सनं चिप तंत्रज्ञानाचा वापर करून बनवलेल्या सेन्सरच्या साहाय्यानं पहिल्या प्रयत्नातच जमीनदोस्त करण्यात यश आलं, तेव्हा ‘चिप’ला आणि एकूण चिप उद्योगाला शीतयुद्धाच्या पार्श्वभूमीवर असलेलं धोरणात्मक महत्त्व अधोरेखित झालं. चिप तंत्रज्ञानातल्या प्रगतीचा वापर आपल्या शस्त्रागाराला अद्ययावत करून युद्धसज्जतेत रशियाच्या दोन पावलं पुढे राहता येईल याची अमेरिकी संरक्षण खात्याला खात्री पटली. मग डार्पानं या क्षेत्रातील नावीन्यपूर्ण संशोधन प्रकल्पांना निधी उपलब्ध करून देण्याचा निर्णय घेतला.
त्यामुळेच, जेव्हा लिन कॉनवे आणि काव्‍‌र्हर मीड यांनी उच्च कार्यक्षमता असणाऱ्या चिपची संरचना आणि पुढे तिच्या घाऊक उत्पादनासाठी व्हीएलएसआय (‘व्हेरी लार्ज स्केल इंटिग्रेशन’) तंत्रज्ञानाची मुहूर्तमेढ रोवली तेव्हा या संशोधनाला आर्थिक पाठबळ पुरवण्यासाठी डार्पानं पुढाकार घेतला. चिप आरेखन प्रक्रियेचं प्रमाणीकरण करून तिला चिपनिर्मिती प्रक्रियेपासून विलग करणं हा कॉनवे आणि मीडच्या संशोधनाचा पाया होता. उपलब्ध निर्मिती क्षमतेचा फारसा विचार न करता जर चिप आरेखनकारानं चिप डिझाइन तयार केलं असेल तर, त्याच्या उत्पादनासाठी लागणारे चिपनिर्मितीचे कारखाने अद्ययावत असण्याची गरज होती. व्हीएलएसआय तंत्रज्ञानावर आधारित चिप संरचना आणि निर्मितीसाठी अद्ययावत सुविधांची उभारणी करण्यासाठी डार्पानं विद्यापीठातील संशोधकांना निधीचा पुरवठा करण्यास सुरुवात केली.
अत्याधुनिक चिपची निर्मिती घाऊक प्रमाणात करायची असेल तर हे तंत्रज्ञान केवळ विद्यापीठीय संशोधनापुरतं सीमित ठेवून चालणार नव्हतं. व्यावसायिक स्तरावर उच्च क्षमतेच्या चिपची निर्मिती करण्यासाठी मोठय़ा प्रमाणात चिप आरेखनकारांची (डिझायनर) गरज नजीकच्या भविष्यात लागणार होती. यासाठी डार्पानं अग्रगण्य अमेरिकी विद्यापीठांना सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान व चिप संरचनेवर आधारलेल्या पदवी व पदव्युत्तर अभ्यासक्रमांचा आराखडा तयार करण्यासाठी उद्युक्त केलं. अशा अभ्यासक्रमांसाठी ज्या काही पायाभूत शैक्षणिक सुविधा लागतील त्यांच्या उभारणीसाठी निधीसुद्धा डार्पानं उपलब्ध करून दिला. अत्याधुनिक संगणक, चिप आरेखन तसंच त्याची प्रतिकृती (प्रोटोटाइप) तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या संशोधन प्रयोगशाळा, फोटोलिथोग्राफीसारख्या गुंतागुंतीच्या प्रक्रिया करू शकणारी उपकरणं, अशा सुविधा उभारण्यासाठी डार्पानं सढळहस्ते पैसा पुरवला.
डार्पाचं उद्दिष्ट सुस्पष्ट होतं. अमेरिकेच्या लष्करी सामर्थ्यांत आधुनिकता आणायची असेल तर अत्युच्च क्षमतेच्या चिपची निर्मिती करणं आवश्यक होतं व त्यासाठी मूरनं आखून दिलेल्या नियमाला अनुसरून सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानात प्रगती होत राहण्याची गरज होती. हे साध्य करण्यासाठी डार्पानं उपलब्ध करून दिलेल्या निधीच्या जोरावर शैक्षणिक आस्थापनांतर्फे या विषयात होणारं संशोधन पुरेसं नव्हतं. चिप उद्योगाच्याही सक्रिय सहभागाची यासाठी नितांत आवश्यकता होती. चिप उद्योग व शैक्षणिक क्षेत्रांमध्ये विचारांची तसेच संशोधनाची देवाणघेवाण निरंतर पद्धतीने सुरू राहावी म्हणून सेमीकंडक्टर विषयाला वाहिलेली वार्षिक परिषद भरवण्यास डार्पानं सुरुवात केली.
याचबरोबर चिप उद्योगानं विद्यापीठात सुरू असलेल्या चिप संरचनेसंदर्भातील प्रकल्पांना मार्गदर्शन करण्यासोबत निधीही पुरवावा म्हणून ‘सेमीकंडक्टर रिसर्च कॉर्पोरेशन’ या संस्थेच्या उभारणीत डार्पानं हातभार लावला. या संस्थेतर्फे कार्नेजी मेलन, कॅलिफोर्निया बर्कले विद्यापीठ अशा अग्रगण्य शैक्षणिक आस्थापनांना लिन कॉनवेच्या संशोधनानुसार चिप आरेखनाच्या प्रक्रियेत आमूलाग्र बदल घडवण्यासाठी निधी मिळाला. यातूनच पुढे या विद्यापीठातील विद्यार्थ्यांनी चिप आरेखन प्रक्रियेचं प्रमाणीकरण करून तसंच कॉनवे व मीडनं लिहिलेल्या अल्गोरिदम्सचा वापर करून सॉफ्टवेअर प्रणालींची निर्मिती केली. आजघडीला चिप आरेखनासाठी सॉफ्टवेअर प्रणालीची (ज्याला ईडीए – इलेक्ट्रॉनिक डिझाइन ऑटोमेशन, सॉफ्टवेअर असंही संबोधलं जातं) निर्मिती करणाऱ्या जगातल्या पहिल्या तीन क्रमांकाच्या कंपन्यांची (केडन्स, सिनॉप्सिस व मेन्टॉर ग्राफिक्स) स्थापना ही मुळात डार्पाच्या पैशावरल्या संशोधनातूनच शक्य झाली आहे. यावरूनच, विशेषकरून चिप आरेखन सॉफ्टवेअर क्षेत्रात, डार्पाचं योगदान किती महत्त्वपूर्ण आहे याची प्रचीती येऊ शकेल.
एरवी ज्या ज्या तंत्रज्ञानांच्या जडणघडणीत डार्पानं योगदान दिलं, त्यांचं उपयोजन डार्पा प्रामुख्यानं लष्करी कार्यासाठीच करते.. सेमीकंडक्टर क्षेत्र मात्र ह्याला अपवाद! चिपच्या वाढत्या गणनक्षमतेचा लष्करी कामाव्यतिरिक्त आणखी कोणत्या उभरत्या क्षेत्रात वापर करून घेता येईल याचाही पाठपुरावा डार्पानं केला. आपल्या दैनंदिन जीवनाचं अविभाज्य अंग असलेला मोबाइल फोन व तो निरंतर कार्य करत राहण्यासाठी त्यात वापरलं गेलेलं वायरलेस तंत्रज्ञान हे याचं एक उत्तम उदाहरण आहे. आज बिनतारी संदेशवहनात (वायरलेस कम्युनिकेशन) अव्वल दर्जाची कंपनी असलेल्या क्वॉलकॉमची सुरुवातही प्रथमत: डार्पाच्या निधीमुळे आणि पुढे डार्पाकडून मिळत राहिलेल्या कंत्राटांमुळे झाली होती.
थोडक्यात- अमेरिकी शासन, चिपनिर्मिती कंपन्या, कॉनवे, मीडसारखे संशोधक व डार्पा तसेच कार्नेजी मेलन, बर्कलेसारख्या लष्करी व शैक्षणिक संस्थांच्या एकत्रित प्रयत्नांतून चिपनिर्मिती क्षेत्रातील अमेरिकी पुनरुत्थानाची कथा ऐंशीच्या दशकाच्या अंतापर्यंत सुफळ संपूर्ण झाली.
