الصين تبني شريحة جديدة خالية من السيليكون تتفوق على الشرائح التقليدية

ادعى فريق بحثي في جامعة بكين بقيادة أستاذ الكيمياء الفيزيائية بينغ هايلين أنه تمكن من تطوير شريحة جديدة ستشعل ثورة في عالم الشرائح والمعالجات وتغير مفاهيم أشباه الموصلات، إذ تعتمد الشريحة على ترانزستورات ثنائية الأبعاد خالية من السيليكون وتتفوق على شرائح إنتل بتقنية 3 نانومتر وشرائح "تي إس إم سي" (TSMC) التايوانية بأداء أعلى بـ40% ومعدل استهلاك طاقة أقل بنسبة 10%، وفقا لموقع "إنترستنغ إنجنيرينغ".
وسيسمح هذا الابتكار للصين بتجاوز تحديات تصنيع شرائح السيليكون، فقد جاء في بيان رسمي نشره موقع جامعة بكين أن هذه الشريحة هي الأسرع والترانزستورات التي تحويها هي الأكثر كفاءة على الإطلاق.
وقال بينغ في البيان "إذا كانت الابتكارات في الشرائح التقليدية التي تعتمد على المواد الحالية تُعتبر اختصارا في تطوير التكنولوجيا، فإن تطويرنا للترانزستورات الثنائية الأبعاد سيغير المسار الذي تُصنع فيه الشرائح".
واعتمد فريق البحث الصيني على عنصر البزموت في صنع الترانزستورات المثبتة على الشريحة، إذ تبيّن أن البزموت يتفوق على السيليكون الموجود في الشرائح التقليدية التي تواجه صعوبة في التصغير وكفاءة الطاقة عند المقاييس الصغيرة جدا.
وتمكن الباحثون من بناء بوابة رقيقة وخالية من التسرب باستخدام مواد خاصة قائمة على البزموت وهي شبه موصل عالي الأداء "باي2أو2إس إي" (Bi2O2Se) مع بوابة من أكسيد عالي العزل "باي2إس إي أو5" (Bi2SeO5)، إذ أدى هذا التصميم إلى تخفيض جهد التبديل وتعزيز قوة الحوسبة وتقليل استخدام الطاقة والتسرب بسبب العزل العالي للمواد.
يُذكر أن هذا التصميم تطلّب من بينغ وفريقه سنوات من البحث والتطوير والذين اكتشفوا نظام المواد القائمة على البزموت قبل 10 سنوات تقريبا.
وقال بينغ "إن العقوبات التي فرضتها الولايات المتحدة لتقييد وصول الشرائح المتقدمة والترانزستورات السيليكونية المتطورة دفعت الباحثين الصينيين إلى اكتشاف حلول بديلة"، وأضاف "رغم أن هذا المسار وُلد من الضرورة بسبب العقوبات الحالية، فإنه يُجبر الباحثين أيضا على إيجاد حلول من وجهات نظر جديدة".

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الجزيرة

١٤-٠٣-٢٠٢٥

• الجزيرة

الصين تبني شريحة جديدة خالية من السيليكون تتفوق على الشرائح التقليدية

ادعى فريق بحثي في جامعة بكين بقيادة أستاذ الكيمياء الفيزيائية بينغ هايلين أنه تمكن من تطوير شريحة جديدة ستشعل ثورة في عالم الشرائح والمعالجات وتغير مفاهيم أشباه الموصلات، إذ تعتمد الشريحة على ترانزستورات ثنائية الأبعاد خالية من السيليكون وتتفوق على شرائح إنتل بتقنية 3 نانومتر وشرائح "تي إس إم سي" (TSMC) التايوانية بأداء أعلى بـ40% ومعدل استهلاك طاقة أقل بنسبة 10%، وفقا لموقع "إنترستنغ إنجنيرينغ". وسيسمح هذا الابتكار للصين بتجاوز تحديات تصنيع شرائح السيليكون، فقد جاء في بيان رسمي نشره موقع جامعة بكين أن هذه الشريحة هي الأسرع والترانزستورات التي تحويها هي الأكثر كفاءة على الإطلاق. وقال بينغ في البيان "إذا كانت الابتكارات في الشرائح التقليدية التي تعتمد على المواد الحالية تُعتبر اختصارا في تطوير التكنولوجيا، فإن تطويرنا للترانزستورات الثنائية الأبعاد سيغير المسار الذي تُصنع فيه الشرائح". واعتمد فريق البحث الصيني على عنصر البزموت في صنع الترانزستورات المثبتة على الشريحة، إذ تبيّن أن البزموت يتفوق على السيليكون الموجود في الشرائح التقليدية التي تواجه صعوبة في التصغير وكفاءة الطاقة عند المقاييس الصغيرة جدا. وتمكن الباحثون من بناء بوابة رقيقة وخالية من التسرب باستخدام مواد خاصة قائمة على البزموت وهي شبه موصل عالي الأداء "باي2أو2إس إي" (Bi2O2Se) مع بوابة من أكسيد عالي العزل "باي2إس إي أو5" (Bi2SeO5)، إذ أدى هذا التصميم إلى تخفيض جهد التبديل وتعزيز قوة الحوسبة وتقليل استخدام الطاقة والتسرب بسبب العزل العالي للمواد. يُذكر أن هذا التصميم تطلّب من بينغ وفريقه سنوات من البحث والتطوير والذين اكتشفوا نظام المواد القائمة على البزموت قبل 10 سنوات تقريبا. وقال بينغ "إن العقوبات التي فرضتها الولايات المتحدة لتقييد وصول الشرائح المتقدمة والترانزستورات السيليكونية المتطورة دفعت الباحثين الصينيين إلى اكتشاف حلول بديلة"، وأضاف "رغم أن هذا المسار وُلد من الضرورة بسبب العقوبات الحالية، فإنه يُجبر الباحثين أيضا على إيجاد حلول من وجهات نظر جديدة".

الجزيرة

١٣-٠٣-٢٠٢٥

• الجزيرة

باحثون يصنعون عضلات باستخدام الطابعة

يعمل فريق من الباحثين من المختبرات الفدرالية السويسرية لعلوم وتكنولوجيا المواد "إمبا" (EMPA) على عضلات مصنوعة من مواد لينة. والآن، ولأول مرة، طوروا طريقة لإنتاج هذه المكونات المعقدة باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. لا تقتصر العضلات الاصطناعية على تحريك الروبوتات فحسب، بل قد تتمكن يوما ما من دعم الأشخاص في العمل أو أثناء المشي أو استبدال الأنسجة العضلية المصابة. ومع ذلك، فإن تطوير عضلات اصطناعية تُضاهي العضلات الحقيقية يُمثل تحديا تقنيا كبيرا. لمواكبة نظيراتها البيولوجية، يجب ألا تكون العضلات الاصطناعية قوية فحسب، بل مرنة وناعمة أيضا. تُسمى العضلات الاصطناعية في جوهرها بـ"المحركات"، وهي مكونات تُحوّل النبضات الكهربائية إلى حركة. تُستخدم هذه المحركات أينما يتحرك شيء ما بضغطة زر، سواء في المنزل أو في محرك السيارة أو في المنشآت الصناعية المتطورة. ومع ذلك، لا تتشابه هذه المكونات الميكانيكية الصلبة مع العضلات كثيرا حتى الآن. تتكون ما تسمى بالمحركات المرنة العازلة "دي إي إيه" (DEA) من مادتين مختلفتين مصنوعتين من السيليكون: مادة قطب كهربائي موصلة، ومادة عازلة غير موصلة. وتتشابك هذه المواد في طبقات. يقول الباحث في "إمبا" باتريك دانر "يشبه الأمر تشبيك أصابعك". عند تطبيق جهد كهربائي على الأقطاب الكهربائية، ينقبض المُشغل كالعضلة. وعند انقطاع الجهد، يعود إلى وضعه الأصلي، وفق تصريحاته التي نقلها موقع يوريك أليرت. ونشرت دراسة الباحثين في مجلة تقنيات المواد المتقدمة. يعلم دانر أن طباعة مثل هذا الهيكل بطابعة ثلاثية الأبعاد ليست بالأمر الهين. فرغم اختلاف خصائصهما الكهربائية بشكل كبير، يجب أن تتصرف المادتان اللينتان بشكل متشابه للغاية أثناء عملية الطباعة. يجب ألا تختلطا، بل يجب أن تظلا متماسكتين في المُشغل النهائي. يجب أن تكون "العضلات" المطبوعة لينة قدر الإمكان حتى يُحدث التحفيز الكهربائي التشوه المطلوب. يُضاف إلى ذلك المتطلبات التي يجب أن تلبيها جميع المواد القابلة للطباعة الثلاثية الأبعاد، حيث يجب أن تسيل تحت الضغط حتى يُمكن إخراجها من فوهة الطابعة. وبعد ذلك مباشرة، يجب أن تكون لزجة بما يكفي للحفاظ على الشكل المطبوع. يقول دانر "غالبا ما تكون هذه الخصائص متناقضة تماما. إذا حسنت إحداها، تتغير ثلاث خصائص أخرى.. عادة إلى الأسوأ". من واقع افتراضي إلى قلب نابض بالتعاون مع باحثين من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، نجح دانر ودورينا أوبريس -التي تقود مجموعة أبحاث المواد البوليمرية الوظيفية- في التوفيق بين العديد من هذه الخصائص المتناقضة. طُور حبران خاصان في "إمبا" وطُبعا في محركات مرنة عاملة باستخدام فوهة طورها الباحثان تازيو بليج ويان فيرمانت من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا. يُعد هذا التعاون جزءا من مشروع "اللمسات الحسية" الواسع النطاق، وهو جزء من المجال الإستراتيجي للتصنيع المتقدم في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا. يهدف المشروع إلى تطوير قفاز يجعل العوالم الافتراضية ملموسة. صُممت العضلات الاصطناعية لمحاكاة مسك الأشياء من خلال المقاومة. ومع ذلك، هناك تطبيقات محتملة أكثر بكثير للمحركات المرنة. فهي خفيفة الوزن وصامتة، وبفضل عملية الطباعة الثلاثية الأبعاد الجديدة، يمكن تشكيلها حسب الحاجة. يمكن أن تحل محل المحركات التقليدية في السيارات والآلات والروبوتات. وإذا طُورت بشكل أكبر، فيمكن استخدامها أيضا في التطبيقات الطبية. تعمل دورينا أوبريس وباتريك دانر بالفعل على هذه التقنية. يمكن استخدام طريقتهما الجديدة ليس لطباعة الأشكال المعقدة فقط، بل أيضا الألياف المرنة الطويلة. تقول دورينا أوبريس "إذا تمكنا من جعلها أرق قليلا، فسنقترب كثيرا من كيفية عمل ألياف العضلات الحقيقية". يعتقد الباحث أنه قد يكون من الممكن في المستقبل طباعة قلب كامل من هذه الألياف. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير مما يجب القيام به قبل أن يصبح هذا الحلم حقيقة.

الجزيرة

١٢-٠٣-٢٠٢٥

• الجزيرة

ماذا سيحدث عند وقوع زلزال كاليفورنيا الكبير؟

قالت صحيفة تايمز، إن حتمية تحرك الصفائح التكتونية تعني وقوع كارثة كل 150 عاما تقريبا، وأشارت إلى زيادة ملحوظة في نشاط الزلازل في كاليفورنيا خلال العام الماضي، متساءلة، هل هي نذير بما يشار إليه منذ فترة طويلة بأنه "الزلزال الكبير"؟ وذكرت الصحيفة -في تقرير بقلم محرر الشؤون العلمية توم ويبل- أن شهود عيان تحدثوا عام 1868 عن "موجة أرضية بارتفاع 6 أقدام" وجبال "راقصة"، وأن محرر صحيفة سان فرانسيسكو كرونيكل وصف عام 1906، "مأساة كونية" حيث "ارتجف الهواء على وقع أصداء ذلك الضجيج الهائل"، وتساءلت، ماذا في عام 2025؟ وما الأمل في التنبؤ بالكارثة القادمة؟. وحتى الآن -كما تقول الصحيفة- أدت سلسلة من الزلازل الطفيفة إلى ورود تقارير عن "هدير قصير"، وسقوط أوانٍ فخارية من فوق الطاولات، ودخول عمدة ماليبو وزوجته تحت طاولة المطبخ. وإذا كان وادي السيليكون الذي يضم أكبر كثافة للثروات على الإطلاق، يذكرنا بإتقان البشرية بيئتها، من المقر الرئيسي العملاق لشركة غوغل إلى مقر شركة آبل ، فإن صدع سان أندرياس يذكرنا بهشاشتنا عندما يرسل أحيانا هديرا من باطن الأرض، كالعبد يهمس في أذن الإمبراطور "تذكر أنك فانٍ". في هذه المنطقة تلتقي صفيحة المحيط الهادئ بصفيحة أميركا الشمالية في حدود تزيد عن 800 ميل، وإحداهما تريد الذهاب جنوبا والأخرى شمالا، وفي كل 150 عاما تقريبا، يشتد التوتر بينهما ويحدث انزلاق كبير. الناس ينسون ولأننا نعلم علم اليقين، أنه سيأتي اليوم الذي تتحرك فيه الأرض ويتمزق الصدع، فلا بد أن زلزالا بقوة 7 إلى 8 درجات، سوف يؤدي إلى تقطع كابلات الألياف الضوئية التي تربط شركات التكنولوجيا بالساحل الشرقي وسيفجر أنابيب المياه ويشعل الحرائق. وأشارت الصحيفة إلى أن النمذجة تفترض أن زلزالا متوسط ​​الحجم بقوة 7.8 درجة، يحدث أضرارا بقيمة 300 مليار دولار و1800 وفاة، ويجعل نحو 50 ألف شخص يحتاجون إلى رعاية طبية في المستشفيات، وسيترك بعضهم بدون إمدادات مياه أشهرا. وقدّرت دراسة أجراها أرنولد شوارزنيغر، حاكم كاليفورنيا عام 2008، أن أكثر من ألف حريق سيتجاوز إخمادُها قدرة فريق إطفاء واحد، وسيحدث ما حدث عام 1906، وسوف تدمر أجزاء كبيرة من سان فرانسيسكو. ومع أننا نعلم أن هذا سيحدث، فإننا لا نعرف متى، مع أن الجيولوجيين يعتقدون، أن هزات هذا العام ليست تحذيرا محددا، ولكن لا توجد، حتى الآن، طريقة فعالة للتنبؤ بالزلازل، وإن كانت الهزات الأرضية تُذكرنا باستمرار بحتمية الصفائح التكتونية. وخلصت الصحيفة إلى أن زلزالا قويا حدث عام 1769 في هذا الساحل، ونسي الناس الكارثة، حتى ذكّرهم زلزال عام 1906 الذي أودى بحياة 3000 شخص، وازدهر الساحل أيضا ليصبح أغنى من الهند والمملكة المتحدة، وكأن الناس نسوا الكارثة أو يفترضون أنها لن تصيبهم، ولكن الكارثة الكبرى آتية لا محالة.