الدماغ الإلكتروني: اكتشاف أسرار صناعة الرقائق الالكترونية

حرب الرقائق الالكترونية

ما هي الرقائق الالكترونية

تعرف الرقائق الالكترونية (بالإنجليزية: Electronic Chips) أو الدوائر الكاملة (ICs) على أنها قطع صغيرة مسطحة مصنوعة بشكل خاص. وتحتوي على دوائر ومكونات إلكترونية، مثل الترانزستورات والثنائيات والمقاومات.

كيف يستفاد من الرقائق الالكترونية

تُستخدم هذه الرقاءق الالكترونية في تصنيع الأجهزة الإلكترونية، مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة الرقمية الأخرى. ويدخل في تكوينها عدة مواد منها السيليكون. وتكمن أهمية وجود الرقائق الالكترونية في الأجهزة في أنها تعالج المعلومات وتخزن البيانات وتتحكم في تشغيل الأجهزة.

من هو مخترع الرقائق الالكترونية؟

من الصعب تحديد اسم مخترع واحد للرقائق الإلكترونية لأن اختراع الرقائق الإلكترونية كانت عملية معقدة ومستمرة. تضمنت مساهمات العديد من الأفراد والمؤسسات على مدى عدة عقود. ، إلا أننا فيما يلي سنذكر أسماء بعض الشخصيات الرئيسية في تاريخ تطويرها:

  • جاك كيلبي (Jack Kilby): يعود له الفضل في تطوير أول شريحة دائرة متكاملة (IC) في عام 1958 أثناء عمله في شركة تكساس إنسترومنتس (Texas Instruments).
  • روبرت نويس (Robert Noyce): الذي طور بشكل مستقل شريحة IC في نفس الوقت تقريبًا مع كيلبي، وشارك لاحقًا في تأسيس شركة إنتل (Intel).
  • جوردون مور (Gordon Moore)، الذي شارك في تأسيس إنتل وكان له دور فعال في تطوير رقائق الـ IC المبكرة للشركة.

ما فائدة صناعة الرقائق الالكترونية؟

للرقائق الإلكترونية فوائد عديدة في مختلف الصناعات. من هذه الفوائد:

  • زيادة كفاءة الأنظمة والأجهزة المختلفة، مما يعني توفير الكثير من  الوقت والتكاليف.
  • تحسين دقة العمليات المختلفة بشكل كبير، مما يؤدي إلى تقليل الأخطاء وزيادة الموثوقية.
  • تعزيز الأداء وتطوير أنظمة يمكنها أداء مهام معقدة بسهولة، مثل الحوسبة المتقدمة وتحليل البيانات والتعلم الآلي.
  • تصغير حجم الأنظمة المختلفة، مما أدى إلى إنتاج أجهزة أصغر  حجماً ,اسهل حملاً واستخداماً أثناء التنقل.
  • زيادة القدرة على الاتصال مع الإنترنت، مما أدى إلى إيجاد طرق جديدة للمراقبة عن بعد والتحكم والأتمتة.
  • تطوير ميزات السلامة العامة مثل المكالمات التلقائية في حالات الطوارئ، وإنشاء نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، واكتشاف الأعطال، وتحسين أسس السلامة العامة في مجال صناعة السيارات والرعاية الصحية.
  • تطوير أجهزة وأنظمة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، مما أدى إلى تقليل استهلاك الطاقة وخفض انبعاثات الكربون.
  • استحداث أنظمة وأجهزة ترفيهية متقدمة، مما أدى إلى تحسين جودة الصوت والفيديو في الألعاب الإلكترونية.

اقرأ مقالاً عن كيف تصبح مبرمج ألعاب محترف

ما الفرق بين الرقائق الالكترونية وأشباه الموصلات

يعتقد البعض أن الرقائق الالكترونية هي نفسها أشباه الموصلات. إلا أنهما مختلفان شيئين مختلفين. فأشباه الموصلات (بالإنجليزية: Semiconductor) هي المواد الأساسية اللازمة لصنع الرقائق الالكترونية والدوائر المتكاملة.

أي أن الرقيقة الإلكترونية أو الشريحة عبارة عن مادة ناقلة مصنوعة من مادة أشباه الموصلات. ويتم دمج مواد إلكترونية أخرى متعددة عليها.  مثل ترانزستورات والمقاومات الكهربائية والمكثفات وغيرها.

من هي الدول التي تصنع الرقائق الإلكترونية؟

تعمل عدة دول حول العالم في عمليات تصنيع الرقائق الالكترونية. منها الولايات المتحدة الأمريكية، وتايوان، وجنوب كوريا، والصين، واليابان، وألمانيا، وفرنسا، وماليزيا وغيرها. وتقوم عدة دول أخرى بالتهيئة والتجهيز لتقوم بتصنيع الرقائق أيضاً.

دور السعودية في صناعة الرقائق الالكترونية

بدأت المملكة العربية السعودية في السنوات الأخيرة في الاستثمار النشط في صناعة الرقائق الإلكترونية. مع التركيز على تطوير صناعتها محلياً وجذب الاستثمار الأجنبي. وقد أطلقت السعودية عدة مبادرات لدعم نمو الصناعة، بما في ذلك الشركة السعودية للمواد الالكترونية (SEMC: Saudi Electronic Manufacturing Company). وتهدف الحكومة إلى أن تصل مرحلة الاكتفاء الذاتي لتلبية احتياجات السوق المحلي والمساهمة في التنويع الاقتصادي للبلد.

اقرأ عن اول سيارة كهربائية مصنعة في السعودية

هل مصر تصنع الرقائق الإلكترونية؟

تمتلك مصر قطاعًا متطورًا في المجال التقني، ولكنه لا زال مبتدئاً في جزئية تصنيع الرقائق الإلكترونية وأشباه الموصلات والإلكترونيات مقارنة بالدول الأخرى المنتجة للرقائق. وتعمل جمهورية مصر على تعزيز هذا المجال من خلال الاستثمارات والشراكات الاستراتيجية والمبادرات الحكومية.

هل تسعى كوريا الجنوبية لتصنيع الرقائق الالكترونية؟

تتمتع كوريا الجنوبية بحضور كبير في صناعة الرقائق الإلكترونية وهي مصنّع مهم في السوق العالمية. فقد استثمرت البلاد بكثافة في تطوير وإنتاج أشباه الموصلات، وكانت شركات مثل شركة سامسونج Samsung Electronics و SK Hynix من بين أكبر الشركات المصنعة للشرائح الالكترونية في العالم. كما نفذت حكومة كوريا الجنوبية كذلك سياسات ومبادرات لدعم نمو الصناعة، مثل تقديم الإعانات والحوافز الضريبية لصانعي الرقائق.

ازمة الرقائق الالكترونية

بدأت أزمة الرقائق الالكترونية في الربع الأخير من العام 2022 بسبب جائحة الكوفيد (كورونا). وقيام مصانع الرقائق الالكترونية بإغلاق أبوابها. في حين ازداد الطلب على العمل من المنزل عبر الإنترنت على الأجهزة الإلكترونية المختلفة. والتي تدخل الرقائق الإلكترونية في صناعتها بشكل اساسيِ.

حرب الرقائق الالكترونية

إن حرب الرقائق الالكترونية هي المنافسة المستمرة بين الولايات المتحدة والصين في مجال صناعة الإلكترونيات الدقيقة، لا سيما في تطوير وإنتاج الرقائق الالكترونية.

ولطالما اشتركت الولايات المتحدة والصين في سباق تسلح تكنولوجي في مجال الرقائق الإلكترونية الدقيقة لعدة سنوات. حيث تسعى كل حكومة إلى كسب ميزة التطور في المجال على الأخرى.  ويظهر أثر حرب الرقائق بين الولايات المتحدة والصين على ما يلي:

  • فرضت الولايات المتحدة ضوابط صارمة على الصادرات على بعض المنتجات عالية التقنية، بما في ذلك الرقائق الإلكترونية، لمنع وصولها إلى الصين.
  • قيدت الولايات المتحدة الاستثمار في بعض الشركات والصناعات الصينية، لا سيما في قطاع التكنولوجيا، لمنع نقل التكنولوجيا والملكية الفكرية إلى الصين.
  • فرضت واشنطن عقوبات على العديد من الشركات والأفراد الصينيين بحجة سرقة الملكية الفكرية الأمريكية أو انتهاك حقوق الإنسان.
  • ألزمت الولايات المتحدة تعريفات جمركية على بعض السلع الصينية، بما فيها الرقائق، في محاولة لتقليل العجز التجاري الأمريكي مع الصين والضغط على الصين لتغيير ممارساتها التجارية.
  • اتهمت الولايات المتحدة الصين بالانخراط في التجسس السيبراني وسرقة الملكية الفكرية، واتخذت خطوات لحماية الشركات الأمريكية من الانتهاك.

متى تنتهي أزمة الرقائق الإلكترونية؟

من الصعب التنبؤ بالضبط بموعد انتهاء أزمة الرقائق الإلكترونية. مع ذلك، يتوقع خبراء الصناعة استمرار الأزمة طوال عام 2024 وربما حتى عام 2025. فالطلب العالمي المستمر على الرقائق، واضطرابات سلسلة التوريد، والقيود على عمليات الإنتاج تساهم في استمرار الأزمة عالمياً.

استخدامات الرقائق الإلكترونية

الرقائق الإلكترونية أجزاء أساسية موجودة في كل جهاز حديث، وبدونها لا يمكن إتمام العمليات الذكية

والسريعة بكفاءة عبر أغلب القطاعات الحياتية. وتالياً بعض الاستخدامات الرئيسية للرقائق الإلكترونية:

داخل الحواسيب

تشكل الرقاقات الإلكترونية عناصر هامة لتصنيع الحواسيب. ونجدها مةجودة في الأجزاء التالية:

  • في المعالجات الدقيقة: حيث تعمل الرقائق بمثابة مخ جهاز الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وجميع الأجهزة الرقمية الأخرى. فهي تعالج البيانات وتنفذ التعليمات. وتُستخدم كل من شرائح انتل (Intel) و (AMD Advanced Micro Devices) و (ARM) في مختلف الأجهزة التكنولوجية الحديثة.
  • رقائق الذاكرة أو الرامات: هي ذاكرة الوصول العشوائي (RAM Memory) وشرائح ذاكرة القراءة فقط (Read-Only Memory) تخزن البيانات والمعلومات إما بشكل مؤقت أو دائم. وبدونها لا يمكن القيام بالمهمات قصيرة الأجل ولا يستغنى عنها في تخزين البيانات الدائمة.
  • وحدات معالجة الرسومات ( Graphics processing unit GPUs): مختصة لعرض الرسوم والصور الثابتة والمتحركة في أجهزة الكمبيوتر وخاصة في وحدات التحكم في الألعاب الإلكترونية.

تعرف كيف يمكنك أن تصبح مبرمج ألعاب محترف.

الأجهزة الإلكترونية

تستخدم الرقائق في صناعة أجهزة الإلكترونيات الاستهلاكية التي نستخدمها بشكل يومي:

  • الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية: إن أغلب الأجهزة المحمولة المتنقلة التي نستخدمها تحتوي على نظام على شريحة مركز قيادة لمراقبة أنظمة المعلومات (Security Operations Center SOC) التي تدمج وظائف مختلفة مثل معالجة البيانات والذاكرة والاتصال وتأمين المعلومات. وذلك كلعه في شريحة واحدة مما يحسن كفاءة الأجهزة.
  • الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء: مثل الساعات الذكية وأجهزة متابعة حالة اللياقة البدنية (Industrial Control System ICs) لمعالجة البيانات المتعلقة بالمقاييس الصحية والإشعارات وتتبع المواقع GPS.
  • أجهزة التلفاز والأنظمة الصوتية الذكية: تستخدم فيها الرقائق لمعالجة حالة الاتصال بالفيديو والصوت والذكاء مثل توفير خدمات البث.

أين يعمل مهندسو النظم الجغرافية GPS؟

في صناعة السيارات

نرى أن أجهزة الرقائق الالكترونية أصبحت جزءاً مهماً من تصنيع السيارات المتطورة ذات أنظمة القيادة المتطورة. وهي موجودة في الأجزاء التالية من المركبات:

  • في وحدات التحكم في المحرك (Electronic control unit ECUs): تتحكم الرقائق الإلكترونية في أداء السيارة مثل عملية حقن الوقود إلى ناقل الحركة.
  • الأنظمة المساعدة للسائق الحديثة ( Advanced driver assistance systems ADAS): تعمل الرقائق الإلكترونية في المساعدة على الالتزام بالمسار، والفرملة التلقائية، وفي وقوف السيارات.
  • أنظمة المعلومات والترفيه: هي الشرائح التي تشغل أنظمة الملاحة (GPs) والصوت والفيديو والاتصال.

كيف قامت شركة تويوتا بتوظيف تكنولوجيا الرقائق الإلكترونية في سياراتها الحديثة؟

صناعة الأجهزة الطبية

القطاع الطبي أو الصحي كغيره من القطاعات التي تغيرت للأفضل بفعل توفر التكنولوجيا الحديثة في عمليات التشخيص والعلاج. وتوجد الرقائق الإلكترونية في الكثير من الأجهزة الطبية الحديثة:

  • معدات وأدوات تشخيص الحالات: مثل أجهزة الماسحات المقطعية وأجهزة الأشعة والتصوير بالرنين المغناطيسي وآلات الموجات فوق الصوتية. فجميعها تعتمد على الرقائق الإلكترونية لمعالجة بيانات التصوير المعقدة.
  • الأجهزة الصحية القابلة للارتداء: منها أجهزة تنظيم ضربات القلب، ومضخات الأنسولين، وأجهزة المساعدة على السمع وأجهزة مراقبة وظائف الجسم الأخرى.
  • أجهزة التشخيص والعلاج عن بعد: عن طريق الأجهزة الحديثة التي تحتوي على الرقائق، يمكن للأطباء والمعالجين مراقبة المريض عن بعد وتقديم الاستشارات الطبية عبر أنظمة الاتصالات وأدوات تحليل البيانات المتعددة.

ما هو تخصص تكنولوجيا المعلومات الصحية الحديث ودوره في الرعاية الطبية؟

Scroll to Top