الرقائق الإليكترونية نفط القرن الجديد

الرقائق الإليكترونية تصاعد التنافس في مجال تصنيع الرقائق الإليكترونية بين الدول الكبرى بعدما تسببت الجائحة وأزمة سلاسل التوريد (نقص الرقائق) في تعطل الكثير من الصناعات.  في هذا الإطار تسعى الولايات المتحدة الأمريكية لبذل جهود كبيرة للاستثمار في هذه الصناعة التي شبهها الكثير  أشباه “بنفط القرن الجديد”. فالصراعات بسبب النفط، والطاقة، والموارد كانت هي المسيطرة على خلال القرن العشرين، وهو المتوقع بالنسبة للرقائق خلال القرن الحالي. 

تكتسب الرقائق اللإيكترونية أهميتها من كونها تماثل العقل المفكر في كل الأجهزة تقريبًا مثل الاجهزة المنزلية والشخصية حتى المعدات الحربية، مما يجعلها حاسمة لكافة الاستخدامات اليومية في حياة البشر في الوقت الحالي.

مكونات الرقائق الإليكترونية

الرقائق الإلكترونية أو أشباه الموصلات هي قطع مصنعة من السيليكون تكون صغيرة الحجم في المعتاد، يتم حفظها عن طريق تغليفها في طبقة البلاستيك يطلق عليها الحزمة. تتعدد مهام تلك الرقائق ما بين تضخيم الإشارات الكهربائية، أو العمل كمفتاح لتشغيل أو إيقاف تطبيقات الحاسب، بشكل عام تختلف الرقائق الإلكترونية حسب استخدامتها حيث تتباين من حيث الحجم وتعقيد الوظيفة المنوط بها والتصميم والأداء، 

تتكون الرقائق من عدة عناصر وهي ترانزستور، مكثفات ومقاومات وجزء اخير يطلق عليه أسم محرّض. لكل عنصر منهم دور محدد اما عن الترانزستور (أهم عناصر الدائرة الإلكترونية) فتحتوى كل رقاقة على عدد ترانزستور  واحد فقط ، أو من عدة ترانزستورات مترابطة مكونة دائرة متكاملة.  

• يعمل الترانزستورات كصمام يسمح بنقل التيار الكهربائي في اتجاه واحد.
• تعمل المقاومات على توفير كمية محددة من المقاومة للتيار.
• تقوم المكثفات بتخزين الشحنة الكهربائية، وهناك عنصر في الدائرة الإلكترونية.
• محرّض يعمل على تخزين الطاقة في شكل مجال مغناطيسي.

تصنيع وعمل الرقائق الإليكترونية

تتميز عملية تصنع الرقاقات بنوع من التعقيد تصنيعها حيث يتم استخدام تقنيات حديثة، يتم تصنيعها في مصانع خاصة، بالإضافة لعملة مراقبة لدرجة حرارة الاواح (تتم العملية في غرف خاصة بدرجات حرارة محددة) والضغط الذي يتعرض له كذلك تتطلب إجراءات تنظيف وتحضير دقيقة للسطح قبل إضافة العناصر الإلكترونية.

وتتكون الرقائق الإلكترونية من طبقات متعددة تبدأ عملية الصنيع بواسطة آلات متطورة تسمى “معالجات الرقائق” بالترتيب التالي:

• تقطيع ألواح السيلكون إلى شرائح رقيقة،
• باستخدام تقنية الطباعة بالضوء يتم إضافة العناصر الإلكترونية على سطح الشريحة.
• يتم ربط العناصر الإلكترونية باستخدام أسلاك رفيعة لإنشاء الدوائر الإلكترونية.
• اخيرًا يتم توصيل الرقائق بالأجهزة الأخرى باستخدام تقنية “ربط الأسلاك”،

اما عن كيفية عمل تلك الرقائق فهي تتم عن طريق اطلاق فولت كهربائي (عبر الأبواب الكهربائية) عبر الرقاقة الإلكترونية التي تقوم  بتحويل الفولت الكهربائي إلى حركات للإلكترونية عبر المواد الشبه موصلة، وهو يتيح للرقاقة الإلكترونية العمل حسب البرمجة المحددة وإنتاج الإشارات الإلكترونية اللازمة لعمل الأجهزة الإلكترونية.

المواد التي تتكون منها الرقائق  

أهم العناصر الرئيسة الداخلة في تكوين الرقائق الإبكترونية هي:

1. الموصلات: وهي عناصر مكونة من معدني النحاس او اللألمنيوم ذات قدرة على تمرير التيار الكهربائي.
2. العوازل: عناصر اخرى مثل البلاستيك والزجاج غير موصلة للتيار الكهربائي.
3. شبه الموصلات: عناصر وسط ما بين الموصلاات والعوازل لها قدرة محدودة في تمرير التيار الكهربائي مثل السيلكون.

 ندرة الرقائق الإلكترونية

تتوسع المنافسة حول الرقائق الإلكترونية لندرتها النسبية لعدة أسباب:

• تكلفة مرتفعة: فهي ذات تكلفة تصنيعية مكلفة نظرًا لاعتمادها على تقنيات متطورة ومعدات حديثة.
• ارتفاع الطلب عالميًا: نظرًا لدخولها في كل الصناعات الحديثة تقريبًا فهي عنصر تصنيعي مطلوب بشدة.
• مواد نادرة: يدخل في تصنيع تلك الرقائق مواد محدودة الكمية مثل التنغستن والتانتالوم والكوبالت.

اشهر الشركات العالمية في تصنيع الرقائق الإلكترونية؟

تتوزع الشركات العاملة في مجال تصنيع الرقائق الإليكترونية عالميًا ما بين عدة دول أشهرها الولايات المتحدة الأميركية، واليابان، و تايوان، وكورويا الجنوبية والصين. اما أشهر الشركات العاملة في تصنيع الرقائق الإليكترونية فهي

• شركتي إنتل وإي بي إم في الولايات المتحدة
• شركتي سوني وتوشيبا في اليابان.
•  شركتي سامسونغ وشركة إل جي في كوريا الجنوبية.
•  شركة تايوان سيميكوندكتور وشركة تايوان ستار في تايوان
•  شركتي هواوي وشياومي في الصين.

 حرب الرقائق الإليكترونية والعقوبات

لأهميتها تستخدم تلك الرقائق كوسيلة للحد من تقدم بعض الدول التي تعاني صناعيًا بسبب تراجع عدد تلك الرقاقات. حيث استخدمت الولايت المتحدة نفوذها على شركاتها وبعض الشركات الأخرى مثل شركة تي إس إم سي التايوانية (والتي تنتج أغلب الإنتاج العالمي لصناعة أشباه الموصلات) لوقف امداد الصين وروسيا بهذه الرقاقات. 

أوضح مثال على ذلك هو الحرب التجارية والتي تضمنت الحظر المفروض على الشحنات إلى الأعمال التجارية الصينية “هواوي” الذي فرضته إدارة الرئيس الأمريكي السابق دونالد ترامب في يونيو 2020 على شركات أشباه الموصلات الدولية التي تستخدم التكنولوجيا والمعدات الأمريكية. والتي وضعت الشركة في وضع تنافسي محفوف بالمخاطر في أسواق الهواتف الذكية ومعدات الشبكات. تعتمد هواوي بشكل كبير على أشباه الموصلات المتطورة من شركة تي إس إم سي التايوانية