أحدث الأخبار مع #الترانزستورات
الجمهورية
منذ 4 أيام
- علوم
- الجمهورية
شريحة تايوانية فائقة التطور.. تعيد تشكيل المشهد التكنولوجي..!!
تُعدّ الشرائح الدقيقة أساس التكنولوجيا الحديثة ، وهي موجودة في جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا، من فرشاة الأسنان الكهربائية والهواتف الذكية إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة المنزلية. تُصنع عن طريق وضع طبقات ونقش مواد مثل السيليكون لإنشاء دوائر مجهرية تحتوي على مليارات الترانزستورات. هذه الترانزستورات هي مفاتيح صغيرة جدًا، تتحكم في تدفق التيار الكهربائي وتُمكّن الأجهزة من العمل. ووبشكل عام، كلما زاد عدد الترانزستورات في الشريحة، زادت سرعتها وقوتها وإدارة مهام أكثر تعقيدًا. تسعى صناعة الرقائق الدقيقة باستمرار إلى تجميع المزيد من الترانزستورات في مساحة أصغر، مما يجعلالأجهزة التكنولوجية أسرع وأكثر قوة وكفاءة في استخدام الطاقة. مقارنةً بالشريحة الأكثر تطورًا سابقًا، والمعروفة باسم رقائق 3 نانومتر، ستُحقق تقنية 2 نانومترفوائد ملحوظة. من هذه الفوائد زيادة سرعة الحوسبة بنسبة 10%-15% عند نفس مستوى الطاقة ، أو انخفاضًا في استهلاك الطاقة بنسبة 20-30% عند نفس نفس السرعة. ترتبط صناعة الرقائق الدقيقة في تايوان ارتباطًا وثيقًا بأمنها. يُشار إليها أحيانًا باسم "درع السيليكون"، نظرًا لأهميتها الاقتصادية الواسعة التي تُحفز الولايات المتحدة وحلفاءها على منع الصين من إعادة ضم تايوان. أبرمت شركة TSMC مؤخرًا صفقة بقيمة 100 مليار دولار أمريكي لبناء خمسة مصانع أمريكية جديدة. ومع ذلك، لا يزال هناك غموض حول إمكانية تصنيع رقائق 2 نانومتر خارج تايوان، إذ يخشى بعض المسؤولين من أن يُقوّض ذلك أمن الجزيرة. تُستخدم رقائق TSMC الدقيقة فائقة التطور من قِبل شركات أخرى في تصنيع الهواتف الذكيةووحدات معالجة الرسومات (GPUs) المُستخدمة في تطبيقات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي. كما تُصنّع معالجات تستخدمها أجهزة الكمبيوتر العملاقة حول العالم. ومع ذلك، فإن القوة الحسابية المُحسّنة، وكفاءة الطاقة ، والتصغير الذي تتيحه هذه الشرائح قد يُمهد الطريق لعصر جديد من الحوسبة الاستهلاكية والصناعية، حسبما ورد بموقعي livescience، وConversation.
مصرس
منذ 4 أيام
- علوم
- مصرس
عالم مصري يفتح بوابة المستقبل.. حوسبة أسرع مليون مرة عبر «النفق الكمي»
في خطوة علمية تُعد الأكثر تقدمًا في مجال الإلكترونيات والفيزياء الحديثة، قاد العالم المصري الدكتور محمد ثروت فريقًا بحثيًا بجامعة أريزونا الأمريكية إلى ابتكار ترانزستور ضوئي فائق السرعة يعمل بتقنية النفق الكمومي، ليحقق بذلك إنجازًا غير مسبوق يفتح آفاقًا جديدة في تكنولوجيا الحوسبة والاتصالات. 1. ترانزستور بسرعة 1.6 بيتاهيرتز: قفزة مليونية في سرعة الحوسبةالترانزستور الجديد تفوّق على كل التوقعات، محققًا سرعة تشغيل تصل إلى 1.6 بيتاهيرتز (أي 1.6 × 1015 هيرتز)، ما يعادل مليون ضعف سرعة الترانزستورات الحالية المستخدمة في المعالجات الحديثة. وقد تم الوصول إلى هذا المستوى الثوري باستخدام نبضات ليزر فائقة القِصر، مما أتاح تفاعلًا ضوئيًا في زمن قياسي بلغ 630 أتوثانية فقط، والأتوثانية هي وحدة زمنية تمثل جزءًا من مليار مليار ثانية.2. النفق الكمومي: تقنية خارقة تتحدى قوانين الفيزياء التقليديةيعتمد هذا الترانزستور على مبدأ النفق الكمومي (Quantum Tunneling)، وهي ظاهرة تتيح للإلكترونات عبور حواجز طاقة كانت تعتبر غير قابلة للاختراق في الفيزياء الكلاسيكية. وبفضل هذه التقنية، ينتقل التيار الكهربائي بدون مقاومة تُذكر، ما يُسهم في خفض استهلاك الطاقة ورفع الكفاءة إلى مستويات غير مسبوقة.وأكد الباحثون أن التيار الناتج ليس ظاهرة تقليدية بل تأثير كمومي مباشر، تم إثباته من خلال قياسات دقيقة قارنت الأداء بوجود نبضات الليزر وغيابها.3. هندسة متقدمة باستخدام الجرافين والسيليكونتم تصميم الترانزستور باستخدام طبقات متناهية الرقة من الجرافين والسيليكون، مما مكن الفريق من تحقيق استجابة ضوئية عالية الكفاءة، وإجراء التحكم الكامل في الجهاز باستخدام الضوء. كما نجح الفريق في تنفيذ بوابات منطقية ضوئية – وهي الأساس المعماري للمعالجات الرقمية – داخل نفس الجهاز، ما يضع حجر الأساس لتطوير حواسيب ضوئية مستقبلية.4. تطبيقات واعدة دون الحاجة لتبريد خاصواحدة من أبرز مميزات هذا الابتكار هو أنه تم اختباره في بيئة طبيعية دون الحاجة إلى تبريد فائق أو ظروف مختبرية معقدة، ما يجعل التقنية قابلة للتصنيع على نطاق واسع في المستقبل، ويمهد الطريق أمام تطبيقات تجارية وصناعية.5. مستقبل الحوسبة: ذكاء اصطناعي واتصالات كمية بسرعة الضوءيفتح هذا الإنجاز الباب أمام عصر جديد من الحوسبة الضوئية الكمومية، وهو ما يُبشر بثورة في تقنيات الذكاء الاصطناعي والاتصالات الكمية، خاصة في ظل الحاجة المتزايدة إلى تقنيات تتسم بالسرعة الهائلة واستهلاك منخفض للطاقة.6. من المختبر إلى السوق: خطوات قادمة للفريق البحثييعتزم الفريق بقيادة الدكتور محمد ثروت تطوير شرائح إلكترونية تجريبية تعتمد على هذا الترانزستور، بهدف نقل التقنية من النطاق البحثي إلى مرحلة الاستخدام التجاري، بما قد يغيّر قواعد اللعبة في قطاع صناعة المعالجات.يرسّخ الدكتور محمد ثروت مكانته كأحد أبرز العلماء المصريين في الخارج، ويضع مصر على خارطة الابتكار العالمي في مجالات تتقاطع فيها الفيزياء، الإلكترونيات، والحوسبة الكمومية.
البوابة
منذ 4 أيام
- علوم
- البوابة
عالم مصري يفتح بوابة المستقبل.. حوسبة أسرع مليون مرة عبر «النفق الكمي»
في خطوة علمية تُعد الأكثر تقدمًا في مجال الإلكترونيات والفيزياء الحديثة، قاد العالم المصري الدكتور محمد ثروت فريقًا بحثيًا بجامعة أريزونا الأمريكية إلى ابتكار ترانزستور ضوئي فائق السرعة يعمل بتقنية النفق الكمومي، ليحقق بذلك إنجازًا غير مسبوق يفتح آفاقًا جديدة في تكنولوجيا الحوسبة والاتصالات. 1. ترانزستور بسرعة 1.6 بيتاهيرتز: قفزة مليونية في سرعة الحوسبة الترانزستور الجديد تفوّق على كل التوقعات، محققًا سرعة تشغيل تصل إلى 1.6 بيتاهيرتز (أي 1.6 × 10¹⁵ هيرتز)، ما يعادل مليون ضعف سرعة الترانزستورات الحالية المستخدمة في المعالجات الحديثة. وقد تم الوصول إلى هذا المستوى الثوري باستخدام نبضات ليزر فائقة القِصر، مما أتاح تفاعلًا ضوئيًا في زمن قياسي بلغ 630 أتوثانية فقط، والأتوثانية هي وحدة زمنية تمثل جزءًا من مليار مليار ثانية. 2. النفق الكمومي: تقنية خارقة تتحدى قوانين الفيزياء التقليدية يعتمد هذا الترانزستور على مبدأ النفق الكمومي (Quantum Tunneling)، وهي ظاهرة تتيح للإلكترونات عبور حواجز طاقة كانت تعتبر غير قابلة للاختراق في الفيزياء الكلاسيكية. وبفضل هذه التقنية، ينتقل التيار الكهربائي بدون مقاومة تُذكر، ما يُسهم في خفض استهلاك الطاقة ورفع الكفاءة إلى مستويات غير مسبوقة. وأكد الباحثون أن التيار الناتج ليس ظاهرة تقليدية بل تأثير كمومي مباشر، تم إثباته من خلال قياسات دقيقة قارنت الأداء بوجود نبضات الليزر وغيابها. 3. هندسة متقدمة باستخدام الجرافين والسيليكون تم تصميم الترانزستور باستخدام طبقات متناهية الرقة من الجرافين والسيليكون، مما مكن الفريق من تحقيق استجابة ضوئية عالية الكفاءة، وإجراء التحكم الكامل في الجهاز باستخدام الضوء. كما نجح الفريق في تنفيذ بوابات منطقية ضوئية – وهي الأساس المعماري للمعالجات الرقمية – داخل نفس الجهاز، ما يضع حجر الأساس لتطوير حواسيب ضوئية مستقبلية. 4. تطبيقات واعدة دون الحاجة لتبريد خاص واحدة من أبرز مميزات هذا الابتكار هو أنه تم اختباره في بيئة طبيعية دون الحاجة إلى تبريد فائق أو ظروف مختبرية معقدة، ما يجعل التقنية قابلة للتصنيع على نطاق واسع في المستقبل، ويمهد الطريق أمام تطبيقات تجارية وصناعية. 5. مستقبل الحوسبة: ذكاء اصطناعي واتصالات كمية بسرعة الضوء يفتح هذا الإنجاز الباب أمام عصر جديد من الحوسبة الضوئية الكمومية، وهو ما يُبشر بثورة في تقنيات الذكاء الاصطناعي والاتصالات الكمية، خاصة في ظل الحاجة المتزايدة إلى تقنيات تتسم بالسرعة الهائلة واستهلاك منخفض للطاقة. 6. من المختبر إلى السوق: خطوات قادمة للفريق البحثي يعتزم الفريق بقيادة الدكتور محمد ثروت تطوير شرائح إلكترونية تجريبية تعتمد على هذا الترانزستور، بهدف نقل التقنية من النطاق البحثي إلى مرحلة الاستخدام التجاري، بما قد يغيّر قواعد اللعبة في قطاع صناعة المعالجات. يرسّخ الدكتور محمد ثروت مكانته كأحد أبرز العلماء المصريين في الخارج، ويضع مصر على خارطة الابتكار العالمي في مجالات تتقاطع فيها الفيزياء، الإلكترونيات، والحوسبة الكمومية.
أخبارنا
٢٩-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- أخبارنا
سباق السيليكون: الصين تقترب من كسر احتكار الغرب في صناعة الرقائق المتقدمة
تشتد الحرب الإلكترونية بين الولايات المتحدة والصين، بعد أن كشفت تقارير حديثة عن اقتراب بكين من تحقيق الاكتفاء الذاتي في إنتاج أشباه الموصلات المتقدمة. وأوضح التقرير أن العائق الأساسي أمام قدرة الصين على تصنيع معالجات منافسة يكمن في الحظر المفروض على شحن آلات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية الشديدة (EUV) إلى مصانعها الكبرى مثل SMIC، ثالث أكبر مصنع للرقائق في العالم. من جانب آخر، تُعد آلات الطباعة الحجرية EUV ضرورية لنقل تكنولوجيا الرقائق من عقدة 10 نانومتر إلى 2 نانومتر، وهي التقنية التي تسمح بتقليص حجم الترانزستورات وزيادة عددها داخل الشريحة الواحدة، ما يؤدي إلى تحسين الأداء وكفاءة استهلاك الطاقة. وتكمن أهمية هذه الآلات في قدرتها الفائقة على طباعة أنماط إلكترونية أدق من شعرة الإنسان على رقائق السيليكون، وهي مرحلة أساسية في تصنيع معالجات التطبيقات الحديثة. علاوة على ذلك، تُعتبر شركة ASML الهولندية الجهة الوحيدة عالميًا القادرة على تصنيع آلات الطباعة الحجرية بتقنية EUV، وقد منعت من تصدير هذه التكنولوجيا إلى الصين بموجب قرارات مشتركة من الولايات المتحدة وهولندا. وعلى الرغم من ذلك، لا تزال الشركات الصينية مثل SMIC قادرة على استيراد آلات طباعة حجرية بتقنية DUV الأقدم، مما يمكنها من تصنيع رقائق بمعمارية تصل إلى 7 نانومتر. وفي تطور مثير، تشير الشائعات إلى أن الصين قد تحقق قريباً اختراقاً عبر تطوير آلة EUV محلية، بفضل جهود يقودها لين نان، الخبير السابق في ASML، بالتعاون مع معهد شنجهاي للبصريات والميكانيكا الدقيقة. وإذا تأكدت هذه الأنباء، فقد تمثل هذه الخطوة تحولاً جذريًا في معادلة القوة العالمية في مجال تصنيع أشباه الموصلات.
عمون
١٤-٠٤-٢٠٢٥
- أعمال
- عمون
شريحة جديدة تحدث ثورة في الأجهزة الإلكترونية
عمون - في الأول من أبريل الجاري، أعلنت شركة TSMC التايوانية عن إطلاق أكثر شرائحها تطورًا حتى الآن، وهي شريحة 2 نانومتر (2nm)، والتي تمثل قفزة نوعية في مجال صناعة أشباه الموصلات. من المقرر أن يبدأ الإنتاج الضخم لهذه الشريحة في النصف الثاني من العام الحالي، حيث تتعهد الشركة بتحقيق تحسينات كبيرة في الأداء وكفاءة استهلاك الطاقة، ما قد يُعيد تشكيل مشهد التكنولوجيا العالمي. الرقائق الدقيقة تُعدّ العمود الفقري للتقنيات الحديثة، إذ تدخل في تصنيع معظم الأجهزة الإلكترونية، من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى الأجهزة المنزلية والسيارات، وفقا لـ sciencealert. وتُصنع هذه الشرائح عبر عمليات دقيقة من ترسيب ونقش طبقات من السيليكون لتكوين دوائر تحتوي على مليارات الترانزستورات، والتي تعمل كمفاتيح صغيرة تُنظّم تدفق التيار الكهربائي. كلما زاد عدد الترانزستورات في الشريحة، زادت قدرتها على أداء المهام بشكل أسرع وأكثر كفاءة. ولهذا، تسعى الصناعة دومًا إلى تصغير حجم الترانزستورات لزيادة عددها داخل الشريحة الواحدة. وتقدم شريحة 2 نانومتر الجديدة من TSMC تفوقًا واضحًا مقارنة بتقنية 3 نانومتر السابقة، حيث توفر أداءً أسرع بنسبة تتراوح بين 10% و15% بنفس استهلاك الطاقة، أو استهلاكًا أقل بنسبة تتراوح بين 20% و30% بنفس مستوى الأداء. كما أن كثافة الترانزستورات في هذه الشرائح زادت بنحو 15%، ما يُحسّن من السرعة والفعالية مع تقليل الحجم. وتتخذ تايوان موقعًا استراتيجيًا في صناعة الرقائق الدقيقة، إذ تُنتج أكثر من 60% من سوق "المسابك" العالمي، وتشكل TSMC الجزء الأكبر من هذا السوق، مما يجعلها عنصرًا حاسمًا في الاقتصاد والأمن التكنولوجي العالمي. ويُطلق على هذا الدور أحيانًا "درع السيليكون" نظرًا لأهميته الجيوسياسية. وقد وقّعت TSMC مؤخرًا صفقة بقيمة 100 مليار دولار لإنشاء خمسة مصانع جديدة في الولايات المتحدة، في خطوة تعزز من وجودها العالمي، رغم وجود تخوّف من بعض المسؤولين بشأن إمكانية نقل تصنيع رقائق 2 نانومتر خارج تايوان وتأثير ذلك على أمن الجزيرة. منذ تأسيسها عام 1987، برزت TSMC كمزود رئيسي لأكبر شركات التكنولوجيا، مثل Apple، التي تستخدم رقائقها في أجهزة iPhone وiPad وMac، بالإضافة إلى Nvidia وAMD وQualcomm، مما يجعلها لاعبًا محوريًا في تطوير الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. وقد بدأت TSMC في عام 2020 باستخدام تقنية FinFET بدقة 5 نانومتر، تلتها تقنية 3 نانومتر في عام 2022، وهي الآن تستعد لإطلاق تقنية 2 نانومتر، التي تُبشر بأداء أعلى، واستهلاك طاقة أقل، وأجهزة أصغر وأخف. هذه التحسينات تُعزز من قدرات التطبيقات المعتمدة على الذكاء الاصطناعي، مثل المساعدات الصوتية، والترجمة الفورية، والأنظمة المستقلة، فضلًا عن تحسين كفاءة مراكز البيانات ودعم الابتكارات في السيارات الذاتية القيادة والروبوتات. لكن رغم هذه الإنجازات، تواجه TSMC تحديات كبيرة في تصنيع رقائق 2 نانومتر، منها التكلفة العالية للتقنيات المستخدمة مثل الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، فضلًا عن التحديات المتعلقة بإدارة الحرارة الناتجة عن كثافة الترانزستورات. وقد تصل بعض المواد التقليدية، مثل السيليكون، إلى حدودها الفيزيائية مع هذا المستوى من التصغير، مما قد يدفع إلى البحث عن بدائل جديدة. مع ذلك، تمثل رقائق 2 نانومتر بوابة لعصر جديد من الحوسبة المتقدمة، يُتوقع أن تُحدث نقلة نوعية في الأداء والكفاءة البيئية، وتفتح آفاقًا لتقنيات أكثر تطورًا وصديقة للبيئة، وقادرة على خدمة البشرية بطرق غير مسبوقة.
