تأثير جائحة كورونا على الإنتاج العالمي لاشباه الموصلات ‏(semiconductor shortage)

جلبت جائحة كورونا العديد من المشاكل، فما بعد الجائحة لن يكون كما قبلها ، و نتج عنها تفاقم أزمة نقص اشباه، وبينما تعالج الحكومات والشركات المصنعة هذه المشكلة، فإن الأمر يستحق التعرف على أشباه  الموصلات و أهميتها.

اشباه الموصلات أو ما تسمى بالرقائق الدقيقة هي أدمغة الالكترونيات الحديثة ومكونًا أساسيًا للأجهزة ، وتُعرف بأنها مجموعة مواد صلبة بلورية البنية تمتلك قدرة متوسطة على نقل التيار ، فهي ليست بكفاءة المواد الموصلة كالمعادن ،لكنّها بنفس الوقت ليست مواد عازلة مثل السيراميك.

عادة ما تكون أشباه الموصلات مكونة من عناصر نقية (مادة واحدة) ،مثل السيليكون أو الجرمانيوم ، أو مركبة من مادتين أو أكثر مثل سيلينيد الكادميوم. و تتميز أشباه الموصلات النقية بوجود 4 إلكترونات فقط في المدار الخارجي مما يجعلها مستقرة . أي أنها لا تنقل الكهرباء إلا بعد أن يتم تحرير إلكترون من الأربعة عن طريق الحرارة أو عن طريق إضافة شوائب ، تختلف قدرة التوصيل بحسب نسبة الشوائب الموجودة في المادة، وتسمى عميلة إضافة الشوائب إلى أشباه الموصلات النقية بالتنشيط (Doping). وهذا أحد أبرز الخصائص التي تميز أشباه الموصلات عن غيرها بأنه يمكن التحكم في توصيليتها الكهربائية ، فهي لا تمكن الأجهزة الإلكترونية من العمل بشكل صحيح فحسب ، بل تجعلها أكثر إحكاما وأقل تكلفة وأكثر كفاءة.

وتعمل أشباه الموصلات في عدة قطاعات ومجالات فالخصائص الفيزيائية والكيميائية لها تجعلها قادرة على تصميم عجائب تكنولوجية مثل الرقائق الدقيقة، والترانزستورات، ومصابيح (LED)، والخلايا الشمسية ، والأجهزة الباعثة للضوء. وتسهم كذلك في تصنيع المركبات الفضائية والقطارات والروبوتات وما إلى ذلك من ترانزستورات وأجهزة تحكم أخرى يتم تصنيعها بواسطة مواد أشباه الموصلات.

وكانت رقمنة الصناعات جارية قبل انتشار الوباء والطلب على أشباه الموصلات يرتفع وأصبحت السيارات أكثر اعتمادًا على البرامج، واحتضنت المنازل الأجهزة الذكية وتطورت الاتصالات إلى تقنية G5  وأصبحت الحوسبة السحابية العمود الفقري للعالم الرقمي.

ومع دخول العالم في حالة إغلاق وحجر في عام 2020 ارتفع الطلب على السلع الإلكترونية الاستهلاكية وخاصة أجهزة الكمبيوتر والهواتف وأجهزة الالعاب، بسبب عدة عوامل بما في ذلك العمل من المنزل والتعليم عبر الإنترنت. وكما موضح بالرسم البياني الصادر من قبل SIA  معدل الارتفاع

ففي قطاع الإلكترونيات، تضررت شركات تصنيع أجهزة الألعاب بما في ذلك Sony و Nintendo.  وشهد قطاع صناعة السيارات  تراجع بالإنتاج وارتفاع بالاسعار ، حيث قامت بعض الشركات  ، بتقليص الإنتاج بينما قام البعض BMW و Ford بإزالة مميزات معينة من بعض السيارات لتمكينها من مواصلة الإنتاج.

ولكن مصائب قوم عند قوم فوائد !

‏الرابحون من هذه الأزمة هم شركات تصنيع الرقائق ،فقد اعلنت احد اكبر شركات  تصنيع أشباه الموصلات عن قفزة سنوية بربح يزيد عن 21% وارتفاع في قيمة الأسهم غير مسبوق من قبل..

لذلك فقد أدركت الحكومات أيضًا الأهمية الاقتصادية والتكنولوجية لصناعة أشباه الموصلات ، فقد أعلنت المملكة العربية السعودية بنهاية شهر مارس الماضي  فيي ⁧‫#منتدى_أشباه_الموصلات‬⁩ إطلاق برنامج ⁧‫#أشباه_الموصلات_السعودي‬⁩. وهو يُعد البرنامج الأول من نوعه في المنطقة بتصميم و صناعة الرقائق الإلكترونية بأيدي سعودية ، وإنتاج أبحاث علمية في تقنيات الرقائق الالكترونية وتعزيز اقتصاد المملكة الرقمي.

---

المراجع:

• https://www.kacst.edu.sa/

• https://www.semiconductors.org/state-of-the-u-s-semiconductor-industry/

• https://www.weforum.org/agenda/2022/02/semiconductor-chip-shortage-supply-chain/

• Ferry, D. K. (1991). Semiconductors (pp. 321-323). New York: Macmillan.‏