الصين على أعتاب ثورة تكنولوجية مع رقائق خالية من السيليكون

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 في العالم ، Nvidia.

وبفضل هذه الخطوة الجديدة، فإن الصين لا تحل مشكلة الاعتماد على الآخرين فحسب، بل تستطيع أيضاً إحداث ثورة في صناعة الكمبيوتر من خلال تكنولوجيا معالجة جديدة كلياً. لأول مرة، نجحت جامعة بكين في تطوير بنية ترانزستور ثنائية الأبعاد (2D) بشريحة خالية تمامًا من السيليكون.

وبحسب فريق التطوير، فإن الشريحة الجديدة لديها القدرة على أن تصبح واحدة من أقوى الشرائح وأكثرها كفاءة في استخدام الطاقة في العالم. في حين أن رقائق السيليكون التقليدية تصل تدريجيا إلى حدودها الفيزيائية عند أحجام بضعة نانومترات، فإن تكنولوجيا الترانزستور ثنائية الأبعاد في الصين تغلبت على هذه الحواجز.

الميزة الخاصة لهذه الشريحة هي استخدام مواد جديدة تحل محل السيليكون بشكل كامل. وعلى وجه التحديد، استخدم الفريق أكسيد سيلينيد البزموت (Bi 2 O 2 Se) للقناة وأكسيد سيلينيت البزموت (Bi 2 SeO 5 ) لقطب البوابة. تشكل هذه المواد أشباه موصلات ثنائية الأبعاد (2D) – وهي عبارة عن صفائح رقيقة ذريًا ذات خصائص إلكترونية متفوقة.

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.

يعد تبديل حالة الترانزستور أسرع، مما يقلل من خطر ارتفاع درجة الحرارة ويقلل من فقدان الطاقة. وفقا لأحد الباحثين، تتحرك الإلكترونات دون أي مقاومة تقريبًا، مثل الماء الذي يتدفق عبر أنبوب أملس.

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

لا تعد تقنية GAAFET جديدة تمامًا وتم تطبيقها على شرائح السيليكون التي يقل حجمها عن 5 نانومتر. ومع ذلك، بدلاً من هيكل قناة FinFET العمودي التقليدي، يتم وضع القنوات في هذا التصميم الجديد بشكل أفقي.

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

ورغم أن هذا الإنجاز يعد إنجازاً على مستوى المختبر، فقد نجح الفريق في دمج الشريحة في أجهزة نموذجية، مما يدل على التوافق مع الدوائر الإلكترونية الموجودة. ويفتح هذا الباب أمام الإنتاج الضخم، ويشعر الباحثون بالتفاؤل بشأن العمل على التصنيع على نطاق صناعي.

ورغم أن التسويق التجاري قد يستغرق عدة سنوات، فإن هذا الابتكار يمثل جهداً عدوانياً من جانب الصين لتقليل اعتمادها على التكنولوجيا الأميركية، وربما التغلب على قيود تكنولوجيا السيليكون التقليدية، وهو ما يفتح فصلاً جديداً 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