تقنية جديدة للعلماء الصينيين تحول عملية إنتاج الرقائق الضوئية التي تستغرق ساعات إلى ثواني
قاد البحث علماء من معهد الفيزياء في الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، إلى جانب متعاونين من جامعة هونغ كونغ والعديد من المؤسسات الصينية الأخرى. وقال الفريق، بقيادة طالب الدكتوراه وانغ يي، إن طريقة التصنيع المطورة حديثًا توفر منصة متعددة الاستخدامات لإنتاج هياكل بصرية معقدة ثلاثية الأبعاد مع تقليل اختناقات التصنيع. وأشار الباحثون إلى أن هذا النهج يمكن أن يساعد في سد الفجوة بين التصميمات الضوئية عالية التخصيص والإنتاج على نطاق واسع، مما قد يدعم تطوير الجيل التالي من الضوئيات المتكاملة ثلاثية الأبعاد لتطبيقات الحوسبة والاتصالات والاستشعار المتقدمة. استبدال طريقة نحت الرقائق البطيئة بتقنية جديدة ابتعد الباحثون عن طرق التصنيع التقليدية التي تعتمد على تقنيات الشعاع الأيوني المركز (FIB)، والتي عادةً ما تخلق هياكل بصرية واحدة تلو الأخرى. وبدلاً من ذلك، قدموا نهج تصنيع موازٍ قادر على تحويل الأنماط ثنائية الأبعاد إلى بنيات معقدة ثلاثية الأبعاد عبر رقاقة كاملة مقاس 4 بوصات في عملية واحدة. وقال الفريق إن هذه الطريقة يمكن أن تحسن بشكل كبير كفاءة الإنتاج من خلال السماح بتصنيع هياكل متعددة في وقت واحد، ومعالجة القيود الرئيسية في تطوير الرقائق الضوئية ثلاثية الأبعاد المتقدمة، حسبما ذكرت صحيفة South China Morning Post. تُستخدم الحزم الأيونية المركزة (FIBs) تقليديًا في المعالجة الدقيقة للأسطح وتحليل المواد، لكن الباحثين يقولون إن منصتهم الجديدة يمكنها التغلب على بعض القيود في هذا النهج. وفقًا لمؤلفي الدراسة، تحقق التكنولوجيا تجانسًا زاويًا يزيد عن 97 بالمائة مع تقليل أوقات التصنيع بأكثر من ضعفين مقارنة بطرق التصنيع المعتمدة على FIB. ويأتي هذا التطور في الوقت الذي تتنافس فيه البلدان وشركات التكنولوجيا على تطوير التقنيات الضوئية التي يمكن أن تدعم أنظمة حوسبة الذكاء الاصطناعي المستقبلية، حيث أصبحت حلول معالجة البيانات الأسرع والأكثر كفاءة ذات أهمية متزايدة. تتسابق الشركات لتطوير الجيل التالي من الرقائق الضوئية لقد اجتذب السباق لتطوير الحوسبة الضوئية ونقل البيانات عالي السرعة استثمارات كبيرة من مؤسسات الصناعة والبحث في جميع أنحاء العالم. تعمل شركات مثل Intel، وTSMC، وAyar Labs، وLightmatter على تطوير ضوئيات السيليكون وتقنيات الربط البصري التي تهدف إلى تحسين أداء وكفاءة الحوسبة. وفي الوقت نفسه، تعمل المنظمات البحثية، بما في ذلك شركة Imec البلجيكية وشركة NTT اليابانية، على منصات التكامل الضوئي من الجيل التالي. كما زادت الصين من تركيزها على هذا المجال، حيث قامت مؤسسات مثل CAS وشركات بما في ذلك شركة Huawei بتوسيع جهودها لتطوير تقنيات الرقائق الضوئية المتقدمة. مع ازدياد حجم نماذج الذكاء الاصطناعي وزيادة تعقيدها، يتزايد الطلب على أجهزة حوسبة أسرع وأكثر كفاءة. توفر الوصلات الضوئية عرض نطاق ترددي أعلى واستخدامًا أقل للطاقة مقارنة بالوصلات الكهربائية التقليدية. ومن خلال نقل الهياكل البصرية إلى ثلاثة أبعاد، يمكن للباحثين إنشاء تصميمات شرائح أكثر كثافة، وتقليل تداخل الإشارة، وتمكين الوظائف التي يصعب تحقيقها باستخدام بنيات ثنائية الأبعاد. ولذلك، حدد الباحثون التصنيع باعتباره التحدي الرئيسي وطوروا عملية موازية للتغلب عليه. بدلًا من تشكيل الهياكل واحدة تلو الأخرى باستخدام حزم أيونية مركزة، تستخدم الطريقة شعاعًا أيونيًا واسعًا لتحويل الآلاف من الهياكل النانوية ثنائية الأبعاد إلى تصميمات ثلاثية الأبعاد في وقت واحد. من خلال الجمع بين الحفر بالشعاع الأيوني وأسلوب “أوريغامي” القابل للطي ذاتيًا، تتيح هذه التقنية إنتاج الرقاقات على نطاق واسع مع الحفاظ على الدقة النانوية.
تم النشر: 2026-07-19 13:58:00
