لا مستحيل مع الشغف بالمعرفة.. حتى الضوء ينحني حين نفهمه
جهاز الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV Lithography Machine) هو أعقد آلة صنعتها البشرية حتى الآن. تمثل هذه التقنية جوهر تصنيع الرقائق الإلكترونية المتقدمة، وهي المسؤولة عن إنتاج المعالجات الدقيقة التي تشغّل الهواتف الذكية، الحواسيب، السيارات الكهربائية، والذكاء الاصطناعي.
تصنّع هذه الآلة حصريًا من قِبل الشركة الهولندية ASML، وهي الوحيدة في العالم القادرة على إنتاجها.
لماذا تُعتبر من أغلى الآلات في العالم؟
سعر الجهاز الواحد يتجاوز 200 مليون دولار أمريكي.
يتطلب حوالي 100,000 مكون دقيق.
تساهم في تصنيعه أكثر من 800 شركة حول العالم، منها Zeiss (البصريات)، وTrumpf (مصدر الليزر)، وIntel وTSMC كممولين أساسيين.
ما يجعلها باهظة ليس فقط تعقيدها الهندسي، بل أيضًا البنية التحتية المطلوبة لتشغيلها، والمواد النادرة، وسنوات البحث والتطوير التي تجاوزت 20 عامًا، بتكلفة تجاوزت 8 مليار دولار.
كيف تعمل؟ (ببساطة وبدقة)
تُستخدم في تقنية الطباعة الضوئية (Lithography) لصناعة الدوائر الدقيقة على شرائح السيليكون.
خطوات العمل الرئيسية:
مصدر الضوء: تولّد ليزرات قوية بلازما من القصدير (Sn)، تنبعث منها أشعة EUV بطول موجي 13.5 نانومتر.
المرآة البصرية متعددة الطبقات: لا توجد عدسات شفافة يمكنها تركيز هذه الأشعة، لذا تُستخدم مرايا مطلية بعناية شديدة لعكس وتوجيه الضوء.
القناع (Reticle): يحتوي على نمط الدائرة المطلوب.
إسقاط الضوء: يُسقط النمط بدقة على رقاقة السيليكون المغطاة بمادة حساسة للضوء (Photoresist).
تكرار العملية: لبناء الطبقات المعقدة للمعالج.
هذا كله يتم بدقة تبلغ ± 0.25 نانومتر، أي أدق من نصف قطر ذرة الهيدروجين.
ما مدى دقتها؟
يمكنها نقش دوائر إلكترونية بدقة تصل إلى 2 نانومتر أو أقل.
ما يعادل وضع أكثر من 50 مليار ترانزستور في مساحة ظفر الإصبع.
تُمكّن تصنيع معالجات مثل Apple M3 وIntel 20A وTSMC N3E.
من يملك هذه التقنية؟ ومن يستطيع استخدامها؟
حتى الآن، لا توجد سوى دول محدودة تمتلك القدرة على شراء وتشغيل آلات الطباعة الحجرية EUV، نظرًا لتعقيدها وسعرها الباهظ. تتصدر شركة TSMC التايوانية القائمة، حيث تمتلك أكثر من 100 جهاز، مما يجعلها الرائدة عالميًا في تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة. تليها شركة Samsung الكورية الجنوبية بعدد يزيد عن 50 جهازًا، في حين تمتلك Intel الأمريكية ما يزيد عن 30 جهازًا وتعمل على توسيع قدراتها في هذا المجال. كما بدأت شركات أخرى مثل SK Hynix وMicron في إدخال هذه التقنية إلى خطوط إنتاجها، ولكن بعدد أقل. أما الصين، وعلى الرغم من طموحاتها الكبيرة في هذا المجال، فهي ممنوعة حاليًا من استيراد هذه الأجهزة بموجب قيود تصدير صارمة فرضتها الولايات المتحدة وهولندا، ما يجعلها خارج دائرة الدول المالكة لهذه التكنولوجيا الفائقة حتى إشعار آخر.
ما أسرار هذه الآلة؟
سر الدقة: كل مرآة داخل الجهاز مصقولة بدقة 1 نانومتر، وتُعد واحدة من أنعم الأسطح المصنوعة في العالم.
التحكم بالحرارة: درجة الحرارة داخل الجهاز تُضبط بدقة تبلغ 0.01 درجة مئوية.
الفراغ الكامل: تعمل الأجزاء الأساسية داخل فراغ شبه مطلق لتفادي تشتت الأشعة.
إبراهيم الهجري