باحثون يكسرون الحدود ويصلون لدقة 1nm..كيف حدث ذلك؟
نتحمس كثيراً عندما نسمع عن فريق من الباحثين أو العلماء قد ابتكروا طريقة ما لتحسين إمكانية الوصول الى دقات تصنيع أصغر من 5nm بسبب الحدود الفيزيائية المعروفة, لكن للأسف نحبط بنفس الوقت لأن تلك الابتكارات التي يتم الحديث عنها لا ترى النور, فلقد كتبنا الكثير من الاخبار وأنا شخصياً كنت متابع لها مع ذلك تمر السنوات ولا يحدث شيء, قد يعود الأمر الى وجود حيتان كما أحب أن أطلق عليهم مسؤولون عن حجب الضوء بشكل كامل عن تلك الابتكارات حتى يتسنى لهم السيطرة على السوق وفقاً لقوانينهم.
فهناك الكثير من الحالات التي استطاع فيها علماء من تخفيف تكلفة تصنيع أشباه الموصلات بشكل ملفت ولكن ببساطة لم ترى النور رغم فعاليتها وفقاً لمهندسين اطلعوا عليها, وكل ذلك بالطبع يعود الى حيتان الشركات المصنعة....لننعش من جديد الأمل ونتحدث عن أخر الابتكارات التي ستجعلنا نرى دقة تصنيع 1nm!
أكد فريق من الباحثين لدى وزارة الطاقة الأمريكية في مختبر باركلي الوطني بقيادة العالم علي جافي أنهم استطاعوا أن يبتكروا ترانزيستور بدقة تصنيع 1nm. الفريق يقول بأنه كسر الحاجز الأكبر في حجم الترانزيستور لابتكار أصغر ترانزيستور على الإطلاق.
كيف حدث ذلك؟
[caption id="attachment_153525" align="aligncenter" width="700"]
استخدام أنابيب كربون النانوية وموليبدينوم كبريتيد[/caption]
يقال وفقاً للكثير من المهندسين أن مواد أشباه الموصلات التقليدية سوف تضرب بعرض الحائط عند استخدامها مع دقة تصنيع 5nm، ويعود ذلك ببساطة لقوانين الفيزياء المحدودة مع تلك الدقة التي تمنع من عملية نجاح عمل الترانزيستور..وبأخذ هذا الأمر بعين الاعتبار قام العلماء من فريق مختبر باركلي باختيار مواد متطورة حيث استطاع الحصول على المزيد من المساحة من أجل عملية التصغير لدقة التصنيع نحو 1nm.
قبل أن نكمل أحب أن أذكر أن TSMC قد أعلنت عن بادرتها لتعيين ما يقدر بأربعمائة كادر أبحاث وتطوير لتطوير معالجة دقة تصنيع 3nm. حيث قالت بأن نفس الكادر سوف يبدأ العمل كذلك على أبحاث وتطوير من أجل تصنيع دقة 1nm..هذا يؤكد أن هناك اهتمام كبير من قبل الشركات المصنعة لأشباه الموصلات بالوصول الى طريقة ما تسمح لهم باختراق وكسر الحدود المفروضة اليوم.
إذا المفتاح لابتكار الترانزيستور الأصغر على الاطلاق كان باستخدام ما يطلق عليه أنابيب كربون النانوية وموليبدينوم كبريتيد "أسم غريب بالنسببة الكثيرين :-)" هذه المادة المعروفة اليوم بإسم أنابيب الكربون النانوية كنا قد سمعناها في الكثير من الأخبار التقنية والعلمية, فلقد تم وصفها من قبل عدد من المهندسين والعلماء بأنها أساس مستقبل السيليكون حتى أن شركة iBM رأت إمكانية جمع تلك البنى الكربونية مع الموليبدنوم لتسمح لنا بالوصول الى ما هو أقل من دقة تصنيع 5nm.
بكلام علمي مثير للاهتمام يشير مختبر باركلي أن مادة موليبدينوم كبريتيد الشائع استخدامه كشحم للمحركات، يعتبر من المواد الرئيسية الأخرى في هذه التركيبة المهمة. ففي حين أن الالكترونيات التي تنتقل عبر بوابات السيليكون بأقل من دقة تصنيع 5nm ستكون خارجة عن السيطرة بسبب الظاهرة الميكانيكية الكمية المعروفة باسم النفق، فإن الالكترونيات الأثقل في الموليبدنوم يمكن التحكم بها مع تلك الدقات الأصغر!
علاوة على ذلك فإن ترانزيستور MoS2 يمكن تصغيره ليصبح ذرياً برفع الورقة بتقريباً وبسماكة 0.65nm! وبما أن تقنية الليثوغرافي التقليدية لا تندرج بشكل جيد لأقل من بنية دقة تصنيع 1nm، فلقد قام الباحثون بجلب الكربون للعمل عليه حيث أنه يمكن أن يشكل أنابيب اسطوانية مفرغة بصغر 1nm. صحيح أن الامر يبدو مثير لاهتمام وواعد مع ذلك مايزال هناك طريق طويل للاستفادة من هذه التركيبة من المواد لاستخدامها مع رقاقات الحاسوب.
في ختام هذا الحديث ماذا قال فريق الباحثين عن ابتكارهم؟
يعترف فريق الباحثين بأن هذه الميزة التي وصلوا لها هي إثبات للفكرة فقط مع هذا فقد ختموا كلامهم بالقول أن هذا العمل الهام أكد بأننا لسنا مقيدين بعد الآن بدقة تصنيع 5nm بالنسبة للترانزيستور, والتلميح يعود للقول من جديد بأن قانون مور يمكن أن يستمر لوقت أطول بواسطة الهندسة الملائمة لمواد أشباه الموصلات ومعمارية الأجهزة. أي أن قانون مور لم يمت بعد وما زال يمكن الاستفادة منه في حالة قمنا بتغير تركيبة المواد المستخدمة وهو فعلياً ما نعتقد أنه صحيح.
شاركونا برأيكم..هل تعتقدون أن عام 2022 سيجعلنا نرى أولى دقات 1nm على أرض الواقع؟ أم ترون أن الأمر مستحيل بعد؟ ننتظر مشاركتكم :-)
