كل شيء عن صناعة أشباه الموصلات

وصف

أشباه الموصلات هي من بين اللبنات الأساسية لطريقة حياتنا الحديثة. إنها مواد يتم استخدامها ، بسبب طريقة تفاعلها مع الكهرباء ، في تدفق التيارات الكهربائية والتحكم فيها. تستخدم أشباه الموصلات في أجهزة أشباه الموصلات للتحكم في تدفق الكهرباء ، وجزءًا من كل جهاز كهربائي يستخدم في العالم اليوم. هذه الأجهزة ، في المقام الأول الترانزستورات ، حلت محل تقنية أنبوب الفراغ في الوسيلة الأساسية لمعالجة تدفق الكهرباء داخل الدوائر الكهربائية. لقد زادوا بشكل كبير من كفاءة هذه العملية على مدى العقود القليلة الماضية ، وأصبحت الترانزستورات أصغر من أي وقت مضى ، مما يسمح بتقليل حجم الأجهزة المستخدمة. نظرًا للنجاحات التي حققتها هذه التكنولوجيا وعالميتها ، فقد مرت هذه الصناعة بواحدة من أكثر فترات النمو المذهلة لأي منتج في التاريخ. تبلغ صناعة أشباه الموصلات العالمية الآن أكثر من 300 مليار دولار أمريكي ، وتمثل واحدة من أهم القطاعات التكنولوجية على هذا الكوكب.

موقعك

تنتج الولايات المتحدة أكثر من نصف إنتاج أشباه الموصلات في العالم. تم تسمية Silicon Valley ، أكبر مركز تكنولوجي في الولايات المتحدة ، للعنصر الذي يعد أحد أكثر الموصلات شيوعًا. هذا دليل على مدى أهمية استخدام أشباه الموصلات والترانزستورات في تطوير استخدام التكنولوجيا في الولايات المتحدة. بينما يعد وادي السيليكون مركزًا تكنولوجيًا على نطاق واسع ، فإن ولاية كاليفورنيا ككل تحتوي على الغالبية العظمى من طاقات إنتاج أشباه الموصلات في البلاد. اليابان وكوريا الجنوبية هما الدولتان الأخريان المهيمنتان في العالم من حيث إنتاج أشباه الموصلات. الدافع وراء الطلب على أشباه الموصلات هو رغبة المستهلكين في شراء جميع أشكال الإلكترونيات الحديثة. تستخدم أشباه الموصلات في جميع الإلكترونيات بشكل أساسي ، من أجهزة الكمبيوتر والسيارات إلى الهواتف وأنظمة الإضاءة. هذا يعني أنه بغض النظر عما إذا كان جهاز ما قد يكون في وضع التشغيل أو غير صالح في وقت معين ، فإن الاتجاه العام للتقدم التكنولوجي والطلب الناتج عنه يواصلان دفع بيع منتجات هذه الصناعة. يعد النمو في استخدام التكنولوجيا في العالم النامي أحد الاتجاهات الرئيسية ذات الصلة بالتوسع المستمر في صناعة أشباه الموصلات. في حين كانت الأمريكتان تقليديًا الوجهة المهيمنة للسلع التكنولوجية ، وبالتالي أجهزة أشباه الموصلات ، فإن آسيا هي الآن أكبر سوق في العالم في هذا المجال.

معالجة

يمثل البحث والتطوير (R&D) نسبة عالية بشكل غير عادي من صناعة أشباه الموصلات بالنسبة إلى القطاعات الأخرى. يتطلب التغيير السريع للوتيرة في الصناعة من الشركات أن تسعى بنشاط إلى اتباع تقنيات أكثر كفاءة ، وتخصيص أجزاء كبيرة من ميزانياتها للبحث والتطوير. إن التطورات في هذه الصناعة مسؤولة عن جزء كبير من كل من الكفاءات التكنولوجية والاقتصادية التي تحققت خلال ثورة المعلومات. نظرًا لطبيعتها ، يميل أي تفسير للإنتاج الفعلي لأجهزة أشباه الموصلات إلى أن يكون تقنيًا للغاية. في الأساس ، تستخدم العمليات الكيميائية مواد أشباه الموصلات ، مثل السيليكون ، إما لإنشاء أجهزة أشباه الموصلات الفردية ، مثل الترانزستورات ، أو الدوائر الكبيرة ، مثل معالجات الكمبيوتر. ثم يتم بيعها إلى الشركات المصنعة التي تستخدم هذه المكونات في تطوير تقنيات المستهلك الفردية الخاصة بها ، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية.

التاريخ

تم اختراع الترانزستور ، أول جهاز أشباه الموصلات الحقيقي ، في عام 1948 في مختبرات بيل. بدأت صناعة أشباه الموصلات التجارية بشكل جدي في أوائل الستينيات ، وتجاوزت مليار دولار من العائدات السنوية لأول مرة في عام 1964. في عام 1965 ، جوردون مور ، باحث أشباه الموصلات ومؤسس مشارك لشركة إنتل كوربوريشن ، أكبر جهاز في العالم لأشباه الموصلات منتج ، وضعت نظرية رائدة. تنبأ شهيرًا بأن التطورات في تكنولوجيا أشباه الموصلات ستسمح للمنتجين بمضاعفة عدد الترانزستورات التي يتضمنونها في كل دائرة كهربائية كل عام. سيكون تأثير ذلك هو أنها ستزيد بشكل كبير من سرعة وفعالية كل معالج. بينما قام مور بتعديل هذا التوقع في وقت لاحق ، فقد أثبت أنه نظرة دقيقة بشكل ملحوظ على معدلات النمو الملحوظة التي ستلاحظ في هذه الصناعة. كانت المعالجات ، وهي شكل من الدوائر الكهربائية المتكاملة ، قادرة على استيعاب 2300 الترانزستورات فقط في عام 1971. بحلول عام 1982 ، كانت المعالجات قادرة على احتواء 134 ألف الترانزستورات. في عام 2004 ، ارتفع هذا العدد إلى 592 مليون الترانزستورات الفردية. كان لهذه الزيادات تأثير هائل على كفاءة الحوسبة الحديثة ، وبشكل أعم ، التكنولوجيا ككل. وراء هذه الاتجاهات ، لعبت صناعة أشباه الموصلات ، أولاً في الولايات المتحدة وبعدها على مستوى العالم ، دورًا كبيرًا في كيفية استخدامنا للتكنولوجيا والتفاعل معها. مع تزايد اعتمادنا على التكنولوجيا ، يزداد اعتمادنا على صناعة أشباه الموصلات.

قوانين

غالبًا ما كانت صناعات أشباه الموصلات المحلية في كل دولة منتجة لها وزن كبير من حيث الضغط على حكوماتها الفيدرالية ، والتي يُنظر إليها غالبًا على أنها مقياس لحالة القدرة التكنولوجية للبلد وقطاع مهم من الناحية الاستراتيجية. كان المشاركون في الصناعة في بعض الأحيان مدافعين عن السياسات التي تتبع الحمائية التجارية ، والدفاع ضد "الإغراق" الأجنبي للمنتجات ، حيث تم بيع البضائع دولياً بأسعار منخفضة للغاية في محاولة لتعطيل المنافسين الأجانب. إن قدرة هذه الصناعة على الضغط على مختلف الحكومات بفعالية هي دليل آخر على مدى أهمية إنتاج أجهزة أشباه الموصلات ، سواء داخل البلدان الفردية التي يتم إنتاجها أو كصادرات دولية.