الصين على أعتاب ثورة تكنولوجية مع رقائق خالية من السيليكون

(دان تري) - تواجه الصين اختراقًا تكنولوجيًا كبيرًا، مع إمكانية تغيير صناعة الرقائق العالمية وتقليل الاعتماد على التكنولوجيا الأمريكية.

الميزة الخاصة لهذه الشريحة هي استخدام مواد جديدة تحل محل السيليكون بشكل كامل (صورة توضيحية: FS).

أعلنت جامعة بكين مؤخرا عن تطوير شريحة ثورية، يقال إنها أقوى بنسبة 40% وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من أحدث المعالجات الحالية، دون استخدام السيليكون.

وتأتي هذه الجهود في الوقت الذي يبدو فيه أن العقوبات الأمريكية التي تهدف إلى الحد من وصول الصين إلى تكنولوجيا الرقائق المتقدمة لم تحقق غرضها المقصود.

وهذا يشبه كيف أدى حظر Android إلى إنشاء HarmonyOS (نظام التشغيل الذي طورته Huawei ذاتيًا)، والآن تسعى الصين إلى تحقيق استقلالية الشريحة.

وتخطط الدولة أيضًا لحظر استخدام معالجات Intel و AMD في أجهزة الكمبيوتر والخوادم الحكومية، بينما تبذل أيضًا جهودًا لإنتاج شرائح عالية الأداء للذكاء الاصطناعي للتنافس مع مجموعة تكنولوجيا شرائح الكمبيوتر الرائدة عالميًا ، Nvidia.

بهذه الخطوة الجديدة، لا تحل الصين مشكلة الاعتماد على التكنولوجيا فحسب، بل تُحدث ثورةً في صناعة الحاسوب بتقنية معالجة جديدة كليًا. ولأول مرة، نجحت جامعة بكين في تطوير بنية ترانزستور ثنائية الأبعاد (2D) بشريحة خالية تمامًا من السيليكون.

وفقًا لفريق التطوير، تتمتع الشريحة الجديدة بالقدرة على أن تصبح واحدة من أقوى الرقائق وأكثرها كفاءةً وكفاءةً في استهلاك الطاقة في العالم. في حين أن رقائق السيليكون التقليدية تصل تدريجيًا إلى حدودها الفيزيائية عند حجم بضعة نانومترات، فقد تجاوزت تقنية الترانزستور ثنائية الأبعاد الصينية هذه العوائق.

الميزة الفريدة للرقاقة هي استخدام مواد جديدة تحل محل السيليكون تمامًا. على وجه التحديد، استخدم الفريق أكسيد سيلينيد البزموت (Bi₂O₂Se) للقناة، وأكسيد سيلينيت البزموت (Bi₂SeO₂) لقطب البوابة. تُشكل هذه المواد أشباه موصلات ثنائية الأبعاد (2D)، وهي صفائح رقيقة ذريًا ذات خصائص إلكترونية فائقة.

تتضمن مزايا هذه المواد ما يلي:

أوكسي سيلينيد البزموت (Bi 2 O 2 Se): يمتلك معدلات نقل عالية للإلكترون، حتى بدون الحاجة إلى مادة رقيقة مثل السيليكون، وهو قادر على الحفاظ على طاقة الشحن والتحكم فيها بكفاءة أكبر.

يحدث تبديل حالات الترانزستور بشكل أسرع، مما يقلل من خطر ارتفاع درجة الحرارة ويقلل من فقدان الطاقة. ووفقًا لأحد الباحثين، تتحرك الإلكترونات دون أي مقاومة تُذكر، كما يتدفق الماء في أنبوب أملس.

الواجهة بين المادتين أكثر سلاسة، مما يُساعد على تقليل العيوب والضوضاء الكهربائية. من الناحية المعمارية، يستخدم الترانزستور الجديد بنية ترانزستور تأثير المجال الشامل (GAAFET).

تقنية GAAFET ليست جديدة كليًا، وقد استُخدمت في شرائح السيليكون التي يقل سمكها عن 5 نانومتر. مع ذلك، بدلاً من بنية قناة FinFET العمودية التقليدية، وُضعت القنوات في هذا التصميم الجديد أفقيًا.

ويزعم الفريق أن الشريحة الجديدة قادرة على العمل أسرع بنسبة 40% وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة بنسبة 10% من أحدث معماريات شرائح السيليكون مقاس 3 نانومتر الموجودة اليوم.

على الرغم من أن هذا إنجازٌ مختبري، فقد نجح الفريق في دمج الشريحة في أجهزة نموذجية، مُظهرًا توافقها مع الدوائر الإلكترونية الحالية. وهذا يفتح آفاق الإنتاج الضخم، والباحثون متفائلون بالعمل على عملية التصنيع على نطاق صناعي.

ورغم أن التسويق التجاري قد يستغرق عدة سنوات، فإن هذا الابتكار يمثل جهدا عدوانيا من جانب الصين لتقليل اعتمادها على التكنولوجيا الأميركية، وربما التغلب على قيود تكنولوجيا السيليكون التقليدية، وهو ما يفتح فصلا جديدا في تاريخ الحوسبة.

المصدر: https://dantri.com.vn/cong-nghe/trung-quoc-tren-da-cach-mang-cong-nghe-voi-chip-khong-dung-silicon-20250517113350547.htm