مدونة ا.د سلوان كمال جميل العاني


صناعة الرقائق الالكترونية المتقدمة

ا.د سلوان كمال جميل العاني | Prof.Salwan K.J.Al-Ani (Ph.D) FInstP


06/12/2022 القراءات: 1295  


كيف اصبحت صناعة الرقائق الالكترونية (Microchips) في قلب صراع القوى الكبرى، وان فهمنا لكل الصراعات هو من خلال الرقائق الالكترونية مثل صناعة تايوان المتميزة، وكل الطرق تقودنا الى الرقائق الالكترونية والصراع بين الشرق والغرب هو الصراع على الرقائق واشباه الموصلات .. فما هي الرقائق ؟
الرقائق هي شريحة الكترونية مصنوعة من مادة أشباه الموصلات (نصف موصلة) مثل السيليكون النقي والتي تكاد تدخل في صناعة كل شيء اليوم، من الهواتف إلى السيارات، وحتى الأسلحة والصواريخ العابرة للقارات، وترصد ألولايات المتحدة الامريكية ميزانية تاريخية لصناعة الرقائق الإلكترونية، يصل مقدارها إلى حوالي 280 مليار دولار، وفي الوقت نفسه تمضي الصين قدماً في خططها لبناء 31 مصنعاً جديداً للرقائق بحلول عام 2024.
يتطلب صنع رقائق متقدمة استخدام برامج معقدة ، ومواد كيميائية حساسة، وسيليكون فائق النقاء، وآلات تكلف مئات الملايين من الدولارات لنمذجة مليارات ومليارات من الترانزستورات النانومترية على رقائق السيليكون. و على مدار نصف العقد الماضي ، كانت شركة TSMC رائدة في العالم ، حيث ابتكر مهندسوها طرقًا جديدة لنمذجة الرقائق بدقة غير مسبوقة وعلى نطاق لا مثيل له، وتمتلك الشركة حوالي الـ 55٪ من السوق العالمية لتصنيع الرقائق، وهي نسبة أعلى بكثير من حصة أوبك في سوق النفط البالغة 40٪.
وعلى عكس سوق النفط ، الذي يكون كل برميل متماثلًا إلى حد ما، هناك اختلافات كبيرة بين أنواع الرقائق، وتنتج تايوان جميع المعالجات الأكثر تقدمًا تقريبًا .
تحتوي اغلب الالات على قوة حاسوبية واغلب السيارات الحديثة فيها رقائق حاسوبية مثل الكارت في جهاز التبريد، المكون من مجموعة رقائق الكترونية فيها متحسسات او معالجات حاسوبية يٌشِغل المكيف، والثلاجات، والغسالات، والمصاعد، والانوار، والكاميرات، والهواتف، والساعات الرقمية وكل هذه الاجهزة اصبحت فيها قوة معالجة حاسوبية .
وما يهمنا هو كيف يعمل المعالج الحاسوبي الـ ( Processor) الذي هو مجموعة من الدوائر الكهربائية مصنوعة بشكل مطبوع وبشكل متقدم عن الدوائر التي نتعامل بها في المختبر بالاسلاك حتى نعمل منها دوائر كثيرة، وهذه الدوائر يطلق عليها الترانسستور، وتتجمع هذه الترانزسستورات لعمل البوابات المنطقية ( logic gates)، وتٌجمّع هذه البوابات المنطقية لتشكل قوة المعالج (processor) او القوة الحاسوبية للمعالج لان المعالج يعمل بالنهاية عملية جمع ارقام مع بعضها، اي ان كل حاسوب يعتمد على معالج وكل معالج يعتمد على دوائر أو ترانسستورات، والرقائق تحتوي على ملايين الترانسستورات، ويمكن القول ببساطة ان الترانسستور يمثل الخلية في الحاسوب كما هي الخلية في النباتات.
ترتبط حياتنا بانتاج الرقائق، وان انتاج الترانسستور يدخل في كل جهاز صغير ليُحركه، وتٌعتبر حكر لشركات دول معينة تمتلك التكنولوجيا وتتحكم بانتاج كل هذه الرقائق التي تحرك جميع الصناعات في العالم.
وتشير الدراسات الى ان ترتيب الدول العظمى في العالم بالارقام المصمته من هذه الصناعات بالعالم :
- الصين هي اكبر منتج للرقائق بنسبة 24%
- تايوان تنتج 21% ( عدد نفوسها 24 نسمة )
- الولايات المتحدة 10%
- أوربا 8%
ولكن عندما نتحدث عن النسب المؤثرة للرقائق الالكترونية المتقدمة (advanced microchips) التي توضع في الطائرات وفي الاجهزة الطبية سوف تتغير الصورة وتٌحِدث الفارق ، وتكون حصة تايوان 90%، لذلك تتسابق الدول للوصول الى الرقائق المتقدمة وحرمان غيرها من الوصول اليها.
نسترعي انتباه الزملاء الباحثين الى ان ما موضح في اعلاه هو الجزء الاول من رسالة المحرر التي تم نشرها في العدد العاشر لمجلة أريد الدولية للعلوم والتكنولوجيا وسيكون الجزء الثاني مخصصاً لـ (نظرية الدرع السليكوني لتايوان) ومن الله التوفيق.




السليكون ، الشرائح الالكترونية، المعالج ، الترانزستورات، البوابات المنطقية، النانومتر


يجب تسجيل الدخول للمشاركة في اثراء الموضوع