تعد أشباه الموصلات (Semiconductors) هي العقل المدبر لكل الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها اليوم، من الهواتف الذكية إلى الخوادم العملاقة التي تشغل الذكاء الاصطناعي، حاليًا، يشهد العالم سباقًا محمومًا لتصغير حجم الترانزستورات داخل هذه الرقائق لتصل إلى دقة 2 نانومتر .
النانومتر هو وحدة قياس متناهية الصغر (جزء من مليار من المتر)، وكلما صغر حجم الترانزستور، أمكن وضع المليارات منها على شريحة واحدة، مما يؤدي إلى زيادة هائلة في السرعة وكفاءة استهلاك الطاقة.
وشرحت مدونة NVIDIA Blog ، كيف تساهم التقنيات المتقدمة في تصنيع الرقائق في دفع حدود الحوسبة الرسومية والذكاء الاصطناعي. تشير المدونة إلى أن الوصول إلى دقة 2 نانومتر يتطلب تقنيات تصنيع معقدة للغاية مثل الليزر فوق البنفسجي العميق (EUV) لطباعة الدوائر الإلكترونية بدقة متناهية.
التحديات التقنية
الوصول إلى قياسات تقترب من حجم الذرات يطرح تحديات فيزيائية كبرى، مثل تسرب التيار الكهربائي وارتفاع درجة الحرارة بشكل يصعب السيطرة عليه، للتغلب على ذلك، ابتكر العلماء بنية جديدة تسمى (GAAFET) أو “ترانزستورات التأثير الميداني ذات البوابة الشاملة”، حيث يتم إحاطة القناة التي يمر فيها التيار من جميع الجهات لضمان تحكم أفضل ومنع التسرب. هذا الابتكار الهندسي هو ما سيسمح للهواتف المستقبلية بالعمل لعدة أيام بشحنة واحدة، مع تقديم أداء يضاهي الحواسيب المحمولة الحالية.
تمر عملية إنتاج هذه المعالجات بخطوات معقدة جداً:
1- تصميم الدوائر المتكاملة باستخدام برامج هندسية متطورة تعتمد على الذكاء الاصطناعي.
2- طباعة التصميم على رقاقات السيليكون باستخدام تقنية الليزر (Photolithography).
3- إجراء عمليات كيميائية دقيقة لإزالة المواد الزائدة وتثبيت الترانزستورات.
4- تغليف الشريحة واختبار كفاءتها في ظروف حرارية قاسية.
أثر المعالجات المتقدمة على أداء الحواسيب
إن الانتقال إلى تقنية 2 نانومتر لن يحسن فقط من عمر بطارية هاتفك، بل سيغير وجه التكنولوجيا بالكامل، ستصبح مراكز البيانات التي تشغل الذكاء الاصطناعي أقل استهلاكاً للكهرباء وأكثر قدرة على معالجة البيانات الضخمة في وقت قياسي.
كما ستمكن هذه الرقائق السيارات ذاتية القيادة من اتخاذ قرارات أسرع بفضل المعالجة اللحظية لبيانات الحساسات، وستدعم تطوير تقنيات الواقع المعزز (AR) لتصبح أكثر واقعية وخفة في الوزن، مما يمهد الطريق لجيل جديد من الأجهزة القابلة للارتداء.
