অর্থ নয়, প্রকৌশল ও ডিজিটাল টুইনে জাতীয় সক্ষমতার রূপরেখা

শৈশবে মহাকাশচারী হওয়ার স্বপ্ন দেখতাম। বয়স বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে উপলব্ধি হলো বাস্তবতার সীমা। এই পথপরিক্রমায় ২০০১ সালের এপ্রিলের এক জুমার পর ইউনিভার্সিটি অব সাউদার্ন ক্যালিফোর্নিয়ার (USC) ফিজিক্স ভবনের বেজমেন্টে দাঁড়িয়ে এক কাচের দরজার ওপারে তাকিয়েছিলাম। দেখলাম, একদল তরুণ-তরুণী বিশেষ ‘বানি স্যুট’ (Bunny suit) পরিধান করে সিলিকন ওয়েফার হাতে গবেষণায় নিমগ্ন। খোঁজ নিয়ে জানলাম, সেটি সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশনের ক্লাস—ইরানি বংশোদ্ভূত অধ্যাপক কাভিয়ানি পরিচালনা করেন। প্রবল আগ্রহ নিয়ে পরবর্তী ফল সেমিস্টারে কোর্সে ভর্তি হলাম। সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশনের প্রেমে পড়ে গেলাম। আমার দুই মেয়ের জন্মের আগমুহূর্তে স্ত্রী ফোন করে ল্যাব থেকে বের করে না আনলে হয়তো সেখান থেকেই সময় পার হয়ে যেত।

এরপর দীর্ঘ পথচলা। ইউনিভার্সিটি অব টেক্সাস অ্যাট অস্টিনের মাইক্রোইলেকট্রনিক্স রিসার্চ সেন্টার (MRC), টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টসের ইন্ডাস্ট্রিয়াল ফ্যাব এবং পরবর্তীতে অস্টিনে সিমাটেক-এর (SEMATECH) ৬৮,০০০ বর্গফুটের ‘ক্লাস-১’ ক্লিনরুমে ২০০ মিলিমিটার ওয়েফার প্রসেসিংয়ে কাজের সুযোগ হয়। অক্টোবর ২০০৪ থেকে জানুয়ারি ২০০৮ পর্যন্ত তাদের প্রাতিষ্ঠানিক লগ অনুযায়ী সেখানে ১০,০০০ ঘণ্টার বেশি সরাসরি কাজ করেছি—সপ্তাহে প্রায় ছয় দিন, দৈনিক দশ ঘণ্টা করে। টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টসের ২২ ন্যানোমিটার নোডের ফিনফেট (FinFET) আর্কিটেকচার তখন টিএসএমসি (TSMC) ও ইউএমসিতে (UMC) পাঠানোর প্রস্তুতি চলছিল।

২০০৮ সালের জানুয়ারিতে প্রাতিষ্ঠানিকভাবে সিমাটেকের প্রোগ্রাম ম্যানেজার হিসেবে দায়িত্ব গ্রহণ করি; যার মূল কাজের একটি অংশ ছিল ফ্যাব অপারেশনস ম্যানেজমেন্ট। এরপর নিউইয়র্কের অ্যালবানিতে ২৫০ হাজার বর্গফুটের ৩০০ মিলিমিটার ওয়েফার সুবিধাসম্পন্ন সুবিশাল ফ্যাব্রিকেশন ফ্যাসিলিটিতে পুরো অপারেশন স্থানান্তর করার কর্মযজ্ঞ শুরু হয়। তীব্র শীতের পাশাপাশি অন্যতম বড় চ্যালেঞ্জ ছিল আইবিএমের কনসোর্টিয়ামের সাথে টেকনোলজি বেসলাইন সমন্বয়ের দ্বন্দ্ব। প্রবল চাপের মুখে মাত্র নয় মাসের মধ্যে ইন্ডাস্ট্রি বিশেষজ্ঞদের নিয়ে ৪৫ জনের একটি শক্তিশালী দল গঠন করে দুটি আন্তর্জাতিক বেসলাইন স্থাপন করি: ২৮ ন্যানোমিটার প্ল্যানার হাই-কে মেটাল গেট (HKMG) LSTP CMOS এবং ২২ ন্যানোমিটার নোড FinFET CMOS।

পরবর্তী ধাপে সৌদি আরবের কিং আব্দুল্লাহ ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজিতে (KAUST) যুক্ত হই। মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের ইইসিএস বিভাগের সাবেক দীর্ঘমেয়াদি প্রধান ড. জর্জ হাদ্দাদ আমাকে একটি ফ্যাব্রিকেশন ল্যাব গড়ে তোলার নিশ্চয়তা দিয়েছিলেন। কোনো বিশাল স্টার্টআপ প্যাকেজ ছাড়া, মাত্র ১.৭ মিলিয়ন ডলার ব্যয়ে একদম কাঁচা বালুর ভূমি থেকে ধাপে ধাপে সেই ন্যানোফ্যাব গড়ে তুলি। এই মডেল অনুসরণ করেই পরবর্তীতে তাদের দুটি সুবিশাল ন্যানোফ্যাব কোর ফ্যাসিলিটি ও সোলার সেন্টারের সেফটি ইঞ্জিনিয়ারিং সম্পন্ন হয়। এরপর ইউসি বার্কলের মাইক্রোফ্যাব, পারডিউ ইউনিভার্সিটির বার্ক ন্যানোটেকনোলজি সেন্টারের ২৫,০০০ বর্গফুটের ফ্যাব এবং অ্যাডভান্সড প্যাকেজিং বিভাগে কাজের ধারাবাহিকতা বজায় থাকে।

একই ধারাবাহিকতায় বুয়েটে ‘সেমিকন্ডাক্টর ট্রেনিং, অ্যাডভান্সেস অ্যান্ড রিসার্চ’ (STAR) ফ্যাসিলিটি এবং সম্প্রতি একটি বক্স ট্রাকে প্রশিক্ষণ উপযোগী বিশ্বের প্রথম ‘মোবাইল ফ্যাব’ গড়ে তুলেছি। ২০২৩ সালে একটি শীর্ষস্থানীয় বহুজাতিক সেমিকন্ডাক্টর কোম্পানি থেকে তাদের ব্যবহৃত প্রায় ১০০ মিলিয়ন ডলার মূল্যমানের একটি ৩০০ মিলিমিটার টুল-সেট উপহার হিসেবে অনুমোদিত হলেও স্থানীয় অ্যাকাডেমিক জটিলতার কারণে তা বাস্তবায়নে বাধা আসে। তবে সেই অভিজ্ঞতা থেকেই নকশা ও স্থাপত্য সংক্রান্ত বহু সমাধান অর্জিত হয়েছে।

এই বাস্তব অভিজ্ঞতার আলোকেই নিশ্চিতভাবে বিশ্বাস করি—একদিন বাংলাদেশেও নিজস্ব ফ্যাব্রিকেশন ল্যাব গড়ে উঠবে।

আমাদের দেশের অধিকাংশ সেমিকন্ডাক্টর পেশাজীবী চিপ ডিজাইন বা ডিভাইস লেভেলে দক্ষতার সাথে কাজ করছেন। সরাসরি ফ্যাব অপারেশন, প্রসেস ইন্টিগ্রেশন কিংবা ফ্যাসিলিটি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে অভিজ্ঞ মানুষের সংখ্যা কিছুটা কম হলেও সম্ভাবনাময় অনেকে বিশ্বজুড়ে কাজ করছেন। জাতীয় অগ্রযাত্রায় তাঁদের সবাইকে এক প্ল্যাটফর্মে আনা জরুরি।

বিশ্বের শীর্ষ ফ্যাবগুলোতে কাজ করে পাওয়া শিক্ষাটি খুব সরল: একটি ফ্যাব কখনো ভবন বা বিপুল অর্থের অঙ্কে শুরু হয় না। শুরু করতে হয় ‘আমরা কী তৈরি করতে চাই’—সেই সুস্পষ্ট লক্ষ্য দিয়ে। পণ্য নির্বাচনের পর নির্ধারিত হয় প্রসেস ফ্লো; তারপর যন্ত্রপাতি, ক্লিনরুমের মানদণ্ড, অতিবিশুদ্ধ পানি, বিদ্যুৎ, গ্যাস, ভ্যাকুয়াম, একজস্ট, লজিস্টিকস এবং সবশেষে বাজেট। আমরা প্রায়ই ভুলটা করি উল্টো দিক থেকে—শুরুতেই কয়েক বিলিয়ন ডলারের একটি প্রাক্কলন দেখে ধরে নিই ‘বাংলাদেশে সম্ভব নয়’।

বাংলাদেশকে তো শুরুতেই ৩ ন্যানোমিটার বা উন্নত নোডের ৩০০ মিলিমিটার সুবিশাল ফ্যাব বানাতে হবে না। আমাদের নিজস্ব প্রয়োজনকে সামনে রেখে নকশা তৈরি করতে হবে। সোলার সেল, এমইএমএস (MEMS) সেন্সর, অ্যাকচুয়েটর, টিএফটি (TFT) এবং স্পেশালিটি ইলেকট্রনিক্স দিয়ে শুরু করে ২০০ মিলিমিটার ১৮০ ন্যানোমিটার CMOS প্ল্যাটফর্মে মাইক্রোকন্ট্রোলার, অ্যানালগ-টু-ডিজিটাল কনভার্টার (ADC), ডিএসি (DAC), অ্যানালগ ফ্রন্ট-এন্ড, পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট এবং ওয়্যারলেস চিপ নির্মাণ করা সম্ভব। এরপর নিজস্ব অ্যাডভান্সড প্যাকেজিংয়ের মাধ্যমে তৈরি হবে একটি সম্পূর্ণ মাইক্রোসিস্টেম—যা অনুধাবন করবে, হিসাব করবে এবং যোগাযোগ স্থাপন করবে। স্বপ্নটি কেবল চিপ উৎপাদনে সীমাবদ্ধ নয়; বাংলাদেশে পূর্ণাঙ্গ প্রযুক্তিপণ্য উৎপাদনের সক্ষমতা তৈরি করাই মূল লক্ষ্য।

টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টসে কাজের অভিজ্ঞতা শিখিয়েছে—স্থায়িত্ব বা সাসটেইনেবিলিটি মানে নিছক প্রদর্শনবাদ নয়; এটি মূলত নিখুঁত ‘কস্ট ইঞ্জিনিয়ারিং’। যথাযথ এয়ারফ্লো নির্ধারণ করলে ফ্যান ও চিলারের বিদ্যুৎ খরচ কমে; পানির পুনর্ব্যবহার এবং বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার করলে পরিচালন ব্যয় নেমে আসে। প্রয়োজন অনুযায়ী মডিউলার পদ্ধতিতে ধাপে ধাপে সক্ষমতা বাড়ানোই কার্যকর সমাধান।

প্রথম দিনেই সব যন্ত্রপাতি নতুন কেনার কোনো প্রয়োজন নেই। আন্তর্জাতিক পার্টনারদের অব্যবহৃত কার্যকর মেশিন, ওয়ারেন্টিযুক্ত ডিফ্যার্ড পেমেন্টে সংগ্রহযোগ্য টুলস, কোয়ালিফায়েড রিফার্বিশড যন্ত্রপাতি দিয়ে যাত্রা শুরু করা যায়। যেখানে ইল্ড (Yield) ও নির্ভরযোগ্যতার জন্য অপরিহার্য, কেবল সেখানেই নতুন যন্ত্র বসবে। আমাদের বর্তমান আর্কিটেকচারে প্রায় একশত কোর টুলসের প্রয়োজনীয়তা যাচাই করে কাজ চলছে। ৬৫০ মিলিয়ন ডলারের হিসাবটি কোনো বাজেট নয়; এটি একটি ‘ডিজাইন কনস্ট্রেইন্ট’—যাকে প্রকৌশলগত কৌশলে আরও কমিয়ে আনা সম্ভব।

২৫ জন শীর্ষস্থানীয় আন্তর্জাতিক বিশেষজ্ঞের পাশে ৫০০ জন তরুণ বাংলাদেশি প্রকৌশলীকে যুক্ত করে সরাসরি কাজের মাধ্যমে প্রশিক্ষণ (Learning by doing) দেওয়া হবে। এই ৫০০ জনই পরবর্তীতে হাজারো দক্ষ প্রকৌশলী তৈরি করবেন।

তবে অবকাঠামোগত ফ্যাবের চেয়েও এই মুহূর্তে বাংলাদেশের জন্য সবচেয়ে বড় ও সম্ভাবনাময় সুযোগটি হলো—‘ডিজিটাল টুইন’ (Digital Twin)।

একটি ফ্যাবের ডিজিটাল টুইন মানে কোনো থ্রিডি অ্যানিমেশন নয়; এটি ফ্যাব্রিকেশন প্ল্যান্টের একটি জীবন্ত, গাণিতিক প্রতিরূপ। বাস্তব কারখানার প্রসেস ফ্লো, সরঞ্জাম পরিচালনা, ক্যাডেন্স, কেমিক্যাল সাপ্লাই, পানি, গ্যাস, চিলার, সাইকেল টাইম ও ইকোনমিক মডেলিংয়ের একটি সক্রিয় সিমুলেশন। এর মাধ্যমে একজন শিক্ষার্থী বাস্তব ফ্যাবে প্রবেশ করার আগেই ডিজিটাল প্ল্যাটফর্মে হাজার ঘণ্টা ব্যয় করে ঝুঁকিমুক্তভাবে ফ্যাব্রিকেশনের জটিল বিদ্যা আয়ত্ত করতে পারবেন। বাস্তব ফ্যাবে সামান্য ভুলের মাশুল লাখ লাখ ডলারের ক্ষতি; আর ডিজিটাল টুইনে সেই ভুলই একজন তরুণের শ্রেষ্ঠ ব্যবহারিক শিক্ষা।

আমাদের সুস্পষ্ট লক্ষ্য—২০৩৫ সালের মধ্যে বিশ্বের অন্তত ৩৫ শতাংশ সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাবের কোনো না কোনো পর্যায়ের ডিজিটাল টুইন ডেভেলপমেন্ট, মডেলিং বা অপটিমাইজেশনের কাজ বাংলাদেশে সম্পন্ন হবে। এই রূপান্তরের জন্য প্রাথমিক পর্যায়ে শত কোটি ডলারের কারখানা লাগে না; প্রয়োজন উচ্চক্ষমতাসম্পন্ন কম্পিউটার, সফটওয়্যার প্ল্যাটফর্ম, প্রসেস ইঞ্জিনিয়ারিং জ্ঞান এবং বিশ্বজুড়ে থাকা দক্ষ প্রবাসীদের সমন্বিত নেটওয়ার্ক।

ভারত, দক্ষিণ কোরিয়া কিংবা তাইওয়ানের সাফল্য আমাদের পিছিয়ে থাকার অজুহাত হতে পারে না। পৃথিবীর বড় বড় সেমিকন্ডাক্টর কোম্পানি ও বিশ্বখ্যাত গবেষণাগারে দশকের পর দশক যে বাংলাদেশিরা নেতৃত্ব দিয়েছেন, নিজেদের প্রশ্ন করতে হবে—আমরা কি কেবল আমদানিনির্ভর ভোক্তা হয়েই সন্তুষ্ট থাকব, নাকি দেশের নতুন প্রজন্মের জন্য সক্ষমতার পথ উন্মোচন করব?

সমালোচনা আসুক গাণিতিক যুক্তিতে—কোন প্রসেস ফ্লো কাজ করবে না, কোথায় ইল্ড ড্রপ করবে, কিংবা ডিজিটাল টুইনের গণিত কোথায় ত্রুটিপূর্ণ। সেই বিশ্লেষণ প্রকৌশলকে সমৃদ্ধ করবে। কিন্তু কোনো হিসাব ছাড়া ‘বাংলাদেশ পারবে না’ বলা কোনো প্রকৌশলগত যুক্তি নয়।

২০০১ সালের সেই কাচের দরজার ওপারে দেখা সেই দৃশ্য থেকে আজ পঁচিশ বছর পর বাংলাদেশের সামনে আরেকটি সম্ভাবনার দরজা উন্মোচিত। সেই দরজা খোলার প্রত্যয়েই এগিয়ে যেতে হবে। 

মোটা দাগে বললে, এই সামগ্রিক পরিকল্পনা বাস্তবায়নে বাংলাদেশ সরকারের কাছ থেকে কোনো আর্থিক অনুদান বা তহবিল নেওয়ার পরিকল্পনা নেই। যারা সেই আশঙ্কা করছেন, তাদের জন্য এই বিশ্লেষণটি স্পষ্ট করবে কেন মেধা ও কৌশলভিত্তিক মডেল দিয়ে এটি সম্ভব।

লেখক || আন্তর্জাতিক খ্যাতিসম্পন্ন সেমিকন্ডাক্টর গবেষক ও প্রযুক্তিবিদ; প্রধান স্থপতি, সিলিকন রিভার (Silicon River); অধ্যাপক, স্কুল অব ইলেকট্রিক্যাল অ্যান্ড কম্পিউটার ইঞ্জিনিয়ারিং, পারডিউ ইউনিভার্সিটি (Purdue University), ইন্ডিয়ানা, যুক্তরাষ্ট্র। পূর্বে তিনি সেমাটেক (SEMATECH), টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টস, ইউসি বার্কলে এবং কাউস্টে (KAUST) উন্নত নোড সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস ও ফ্যাব্রিকেশন গবেষণায় নেতৃত্ব দিয়েছেন।

সম্পাদকীয় নোট | 

উন্নয়নশীল অর্থনীতিতে ডিপ-টেক রূপান্তর কীভাবে মেগা-বাজেটের আমলাতান্ত্রিক ফাঁদ এড়িয়ে বিশুদ্ধ প্রকৌশল, কস্ট-অপটিমাইজেশন এবং মডুলার ডিজাইনের মাধ্যমে বাস্তবায়িত হতে পারে—লেখক তার দীর্ঘ বৈশ্বিক কর্মজীবনের অভিজ্ঞতা থেকে তারই একটি টেকনিক্যাল ব্লুপ্রিন্ট উপস্থাপন করেছেন। সেমিকন্ডাক্টর খাতে বাংলাদেশের আত্মপ্রকাশের জন্য বিলিয়ন ডলারের সরকারি ভর্তুকির চেয়েও জরুরি হলো ফ্যাব অপারেশনস ও মেকাট্রনিক্সের প্রায়োগিক জ্ঞান। বিশেষ করে ‘ফিজিক্যাল ফ্যাব’-এর পূর্বশর্ত হিসেবে ‘ডিজিটাল টুইন’ মডেলের মাধ্যমে মেধাভিত্তিক আন্তর্জাতিক বাজার ধরার যে রূপরেখা এখানে দেওয়া হয়েছে, তা নীতি-নির্ধারক ও প্রযুক্তি মহলের জন্য এক যুগান্তকারী ও আত্মনির্ভরশীল পথনির্দেশ। লেখাটি লেখকের মূল বয়ান ও প্রযুক্তিগত সততা সমুন্নত রেখে সম্পাদকীয় প্রমিতকরণসহ প্রকাশ করা হলো।