الهيمنة التكنولوجية الأمريكية تحت تهديد رقاقات الجرافين الصينية.كارفع واقوى مادة متناهية الصغر بهرت مادة الجرافين العالم بخصائصها وقدراتها الفيزيائية وبمستقبلها الواعد في صناعة اشباه الموصلات والمعالجات في ظل استنفاذ القدرات الفيزيائية لمادة السيليكون بعد تربعها لعقود من الزمن على عشر سوق صناعات المعالجات والخلايا الالكترونية
الهيمنة التكنولوجية الأمريكية تحت تهديد رقاقات الجرافين الصينية
ولكن هل سمعت من قبل عن رقاقات الجراف الالكترونية? حسنا يتم تطوير اشباه الموصلات الكربونية باستخدام المواد النانوية التي تستند على الكربون مثل الجرافين والانابيب الكرب
نانوية والالياف الكربونية النانوية والكريات الكربونية النانوية. على عكس اشباه الموصلات الحالية التي تستخدم مادة السيليكون. في الوقت الراهن تستخدم معظم شركات اشباه الموصلات الرقا
الالكترونية التي تستند على السيليكون ولكن مع استمرار حجم الرقاقة الالكترونية في الانكماش واقترابه من بلوغ مستوى اثنين نانو متر فهذا يعني ان الرقاقة الالكترونية التي تستند على السيليكون تقترب من بلوغ حدها الاقصى
القيود الناتجة عن طبيعة مادة السيليكون والفيزياء الكمومية والاجهزة المستخدمة اليوم. ونتيجة لكل ذلك. فقد قررت الان المزيد والمزيد من شركات اشباه الموصلات. تطوير الرقاقة الالكترونية التي تستند على مادة الكربون
لان سرعة المعالجات في الرقاقة المبنية على الكربون يمكن ان تكون اعلى الف مرة من الرقاقة المبنية على السيليكون. في الواقع سرعة المعالجات المبنية على السيليكون ستبقى محصورة في نطاق الجيكا هيرتز
اما رقاقات الجرافين فسوف يكون بمقدورها كسر حاجز التيراهيرز. وعلى ذكر ذلك فقد حققت الصين تقدما ملحوظا في مجال تطوير الرقاقات الالكترونية التي تستند على الكربون. ولكن ما هي مزايا الرقاقات الكربونية
والى اي حد تعتبر رقاقة الكربونية الصينية المتقدمة. وماذا عن الرقاقة الكربونية في البلدان الاخرى? حسنا هذا ما سوف نكتشفه جميعا في حلقة اليوم
تعتبر الرقاقة الالكترونية التي تستند على مادة الكربون هي العصر الجديد للرقاقات الالكترونية المتقدمة. فهي قادرة على تقديم اداء افضل واستهلاك طاقة اقل
مع الرقاقة الالكترونية التي تستند على مادة السيليكون. وهذا كله دون توريد الكثير من الحرارة. وعلاوة على ذلك فعملية تصنيع هذه الرقاقة الالكترونية تعتبر اقل تعقيدا مقارنة مع رقاقات السيليكون
لانها لا تتطلب تقنية الطباعة الحجرية باستخدام الاشعة فوق البنفسجية. مع العلم بانها تحتوي كذلك على قنوات موصلة نحيفة جدا وثابتة للغاية. فضلا عن قابلية التنقل العالية. مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة
وفيما يخص الحدود القصوى فان الحد الاقصى للرقاقة الالكترونية المبنية على مادة السيليكون يبلغ حوالي واحد نانو متر. مع العلم بان شركة تي اس ام سي التايوانية بدأت فعلا بتجهيز نفسها لانتاج رقاقات اثنين نانو متر
ومع ذلك فان الرقاقات الالكترونية المبنية على مادة الكربون مختلفة. فهذه الاخيرة لديها حدود اقل من رقاقات السيليكون. على سبيل المثال تفقد طراز السرة السيليكون الاستقرار عندما تكون ادنى من عشرة نانومترا
على عكس طراز الصورة وطراز الصورة الكربونية الاخرى التي تملك شبكات ترانزيستورات مستقرة للغاية ويمكن ان تعمل بثبات حتى لو بلغ سمكها سمك ذرة كربون واحدة
وفيما يخص مادة الجرافين فانها تمتاز بسمك يبلغ صفر فاصل ثلاثمائة وخمسة وثلاثون نانو متر فقط. وهو ما يعادل مليونا ومائتي الف من الشهرة. ولكنها اقوى مئتي مرة من الفولاذ. الرقاقة الالكترونية التي تستند على مادة الجرافين
القدرة على توفير اداء اعلى بنحو عشرة مرات مقارنة مع رقاقات السيليكون. وتقليل استهلاك الطاقة بمقدار الربع في نفس الوقت. وعلى سبيل المثال من المتوقع ان توفر رقاقة تسعون نانومتر التي تستند على مادة
نفس الاداء والتكامل الذي توفره رقاقة الثمانية والعشرون نانو متر التي تستند على مادة السيليكون. الرقاقات التي تستند على مادة الكرافين مهمة للغاية
وهذا ما يفسر لماذا قررت الولايات المتحدة الامريكية الاستثمار مبكرا في هذه التكنولوجيا. في الواقع لقد قامت المؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الامريكية بانشاء العديد من المشاريع التي تبحث في الالكترونيات التي تستند على الكربون. كما
وكالة مشاريع الابحاث الدفاعية المتقدمة الامريكية باستثمار ما يصل الى واحد فاصلة خمسة مليار في مبادرة التي تم اطلاقها في العام الفين وثمانية عشر على امل استكشاف طرق تسمح باستخدام
الجرافين في مختلف التكنولوجيات الحالية بما في ذلك الرقاقات الالكترونية والدوائر الالكترونية وغيرها من الالكترونيات الاخرى. وبغض النظر عن الولايات المتحدة الامريكية. فالدول الاوروبية مهتمة جدا هي الاخرى بالالكترونيات التي
على مادة الجرافين ونفس الامر ينطبق ايضا على اليابان التي قامت فعلا بتشجيع شركاتها المحلية مثل هيطاشي وصوني وتوشيبا والاكاديميين ورجال الاعمال للمشاركة في البحوث ذات الصلة بالتقنيات التي تستند على مادة الجرافين
الرقاقة الالكترونية التي تستند على مادة الجرافين تمتلك العديد من المزايا. وهناك العديد من البلدان التي ادركت ذلك بالفعل. لدرجة انها قامت بانشاء العديد من مراك
البحث والتطوير لاستكشاف هذه التكنولوجيا وتطويرها ولكن ماذا عن الصين? حسنا اتضح ان الصين كانت من بين اولى الدول التي قررت الاستثمار في رقاقات الجرافين ان لم تكن هي الاولى
فقد قام الباحثون من جامعة بكين في الصين بدراسة الرقاقات الالكترونية التي تستند على الكربون منذ العام الفين وسبعة. ووفقا لبعض المتخصصين. فهذه هي المرة الاولى التي تتفوق فيها الصين على الغرب في مجال تكنولوجيا المتقدمة. مما سيسمح
باختراق عنق الزجاجة وتطوير الكترونيات تستخدم مادة الجرافين قبل الجميع. الصين تعتبر الان هي الدولة الرائدة في مجال انتاج جراف بكميات كبيرة بفضل تكنولوجيا المعالجة الخاصة بها
التي تعتبر الافضل في العالم حاليا. وعلى ذكر ذلك فقد حقق فريق من الباحثين في جامعة بكين خلال شهر مايو من العام الفين وواحد وعشرون انجازا ضخما اخر بتمكنه من ايجاز طريقة جديدة لانتاج طبقات كراف عالية النقاء
وبالتالي نجاح الصينيين في حل مشكلة انتاج طبقات جراف عالية النقاء بحجم ثمانية بوصات والتي احبطت عددا لا يحصى من الشركات الامريكية من قبل. يعني اقتراب حدوث تغييرات هائلة
في مجال تصنيع الرقاقات والمعالجات بصفة خاصة وفي مجال اشباه الموصلات بصفة عامة. الصين تدعم بقوة وبشكل كامل.