تستهدف الشراكة الجديدة بين الولايات المتحدة وتايوان رقائق كربيد السيليكون للحصول على شرائح 6G أسرع وأكثر برودة
أعلنت جامعة بوردو عن شراكة استراتيجية مع GeChi Compound Semiconductor (GCCS) تهدف إلى توسيع نطاق تصنيع أشباه الموصلات من كربيد السيليكون (SiC) وإعادة تصنيعها. وقد أدى ذلك إلى توقيع مذكرة تفاهم مدتها خمس سنوات تركز على تعزيز البحث والتطوير التعاوني وكذلك على إنشاء مبادرات لتنمية القوى العاملة في الصناعة الأكاديمية. وقال كوان مينغ هسيونغ، رئيس مجلس إدارة شركة جي سي سي إس: “من خلال الجمع بين نطاق التصنيع لدينا والمؤسسة الأكاديمية الرائدة في أمريكا، فإننا نتخذ إجراءات حاسمة لتأمين سلسلة التوريد المحلية لكربيد السيليكون. ولا يقتصر هذا التعاون على تطوير المواد فحسب، بل يتعلق بإنشاء قدرة تصنيع مرنة وعالية الإنتاجية داخل الولايات المتحدة والتي تعد ضرورية للغاية للأمن التكنولوجي الوطني ومستقبل البنية التحتية الحيوية العالمية.” لماذا يهم كربيد السيليكون كربيد السيليكون هو أشباه الموصلات ذات فجوة واسعة النطاق. إنه يوفر مجالًا كهربائيًا انهيارًا تقريبًا عشرة أضعاف مجال السيليكون التقليدي، بالإضافة إلى التوصيل الحراري العالي والقدرة على العمل في درجات حرارة الوصلات التي تزيد عن 200 درجة مئوية. تسمح هذه الخصائص للأجهزة المعتمدة على SiC، وخاصة دوائر MOSFET وصمامات Schottky، بالتبديل بشكل أسرع وتبديد طاقة أقل من نظيراتها من السيليكون عند معدلات جهد مكافئة، والتي تترجم مباشرة إلى وحدات طاقة أصغر وأخف وزنًا وكفاءة أعلى للنظام. لقد نما الطلب على SiC بشكل حاد، ومع ذلك، فإن العرض يكافح من أجل مواكبة ذلك لأن إنتاج رقائق SiC كثيف رأس المال، وحساس للإنتاجية، ومقيد بعدد محدود من موردي الركائز المؤهلين على مستوى العالم. تهدف الشراكة بين Purdue وGCCS إلى سد الفجوة بين أبحاث SiC على نطاق المختبر وعمليات التصنيع كثيفة الحجم. ومن المتوقع أن تدعم البنية التحتية لتصنيع أشباه الموصلات وخبرة علوم المواد في بوردو أعمال تطوير العمليات التي يمكن لـGCCS المضي قدمًا فيها في بيئات الإنتاج. تتخصص شركة “جي سي سي إس” ومقرها تايوان في تطوير بلورات كربيد السيليكون المتقدمة، والتي تفتح بشكل مباشر ثلاثة حواجز هامة في الأجهزة تقيد تقنيات الحوسبة والاتصالات عالية الأداء. وهي تشمل ما يلي: الإدارة الحرارية: تعمل SiC بمثابة ركيزة فائقة للرقاقة، مما يتيح التبريد المتقدم عبر القنوات الدقيقة في منصات تعبئة الرقاقة على الرقاقة على الركيزة وعلى الرقاقة على اللوحة على الركيزة. توصيل الطاقة: تعمل SiC على تحديث تحويل الطاقة من الشبكة إلى الخادم بكفاءات مذهلة باستخدام نقل التيار المباشر عالي الجهد ومحولات الحالة الصلبة. اتصالات 6G: توفر SiC كفاءة المواد الأساسية المطلوبة للأجهزة التي تعمل على تشغيل اتصال الجيل التالي. ومن خلال اختراق هذه القيود المادية، تعمل شركةGCCS على هندسة العمود الفقري المادي لمستقبل الذكاء الاصطناعي والاتصالات العالمية. وستركز الأبحاث المشتركة لشركة Purdue وGCCS على عزل العيوب البلورية وتحسين نمو مادة كربيد السيليكون لتسريع عملية الانتقال إلى منصات الرقاقات عالية الإنتاجية مقاس 8 بوصات و12 بوصة. توسيع نطاق التصنيع يؤدي تحويل عمليات SiC من المصانع البحثية إلى التصنيع بكميات كبيرة إلى تحديات تتجاوز جودة المواد. يتطلب النمو الفوقي لـ SiC على الرقائق درجات حرارة أعلى من 2732 درجة فهرنهايت وكيمياء سلائف دقيقة؛ حتى الانحرافات الصغيرة في العملية يمكن أن تؤدي إلى عيوب في الأنابيب الدقيقة التي تجعل الأجهزة غير صالحة للعمل. تعد خطوات الطباعة الحجرية وزرع الأيونات أكثر تطلبًا أيضًا من خطوات السيليكون، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن صلابة SiC تعقد عملية التلميع وتجانس الحفر. وتظل التكلفة مشكلة هيكلية. تعد رقائق SiC أكثر تكلفة بعدة مرات لكل وحدة مساحة من ركائز السيليكون المماثلة، وفي حين أن مكاسب كفاءة الجهاز يمكن أن تعوض التكاليف على مستوى النظام، فإن الاقتصاد يعتمد بشكل كبير على تحقيق عوائد عالية من الرقائق. تاريخياً، كانت الشراكات بين مجموعات البحث الجامعية والكيانات التجارية بمثابة آلية واحدة لإزالة المخاطر عن تحسينات العملية في المراحل المبكرة قبل الالتزام بخط الإنتاج. ويهيمن على سوق SiC العالمية حاليًا عدد صغير من المنتجين، بما في ذلك Wolfspeed وCoherent وSTMicroelectronics، وجميعهم أعلنوا عن توسعات في طاقتهم الإنتاجية بمليارات الدولارات في السنوات الأخيرة. وتمثل الشراكات بين الجامعات والصناعة، مثل تلك التي تدخلها جامعة بيردو مع شركة جي سي سي إس، نهجًا مختلفًا – يركز على ابتكار العمليات بدلاً من إضافة القدرات الأولية.
تم النشر: 2026-06-01 21:11:00
