ندا اظهری، مترجم: در عصر فناوری‌های دیجیتال، دنیای بدون میکروتراشه‌ها را نمی‌توان تصور کرد. این تراشه‌ها در مرکز دستگاه‌ها و ابزارهایی مورداستفاده قرار می‌گیرند که اغلب برای سفر، تناسب‌اندام و سرگرمی به‌کار می‌روند و از خودرو تا گوشی‌های هوشمند و از دستگاه‌های اسکن MRI تا ربات‌های صنعتی و مراکز داده را دربرمی‌گیرند. میکروتراشه‌ها در هر چیزی که فکرش را بکنید وجود دارند. در سال 2020، بیش از 932 میلیارد تراشه در دنیا تولید شد که قریب‌به 440 میلیارد یورو به صنعت تزریق کرد. با توجه به ارائه کاربردهای جدید، عملکرد بهتر و هزینه‌های پایین‌تر نسبت به هر نسل، پیشرفت در حوزه تراشه‌ها باعث تولید محصولات جدید و دگرگونی صنایع شده است.
میکروتراشه که به تراشه، تراشه کامپیوتری و مدار یکپارچه نیز شناخته می‌شود، مجموعه‌ای از جریان‌های الکتریکی است که روی یک قطعه کوچک سیلیکونی قرار گرفته است. در تراشه، ترانزیستورها مانند کلید الکتریکی مینیاتوری عمل می‌کنند که قادر به خاموش و روشن کردن جریان برق هستند. الگوی کلیدهای کوچک با افزودن و خارج کردن یک شبکه چندلایه از اشکال به‌هم‌پیوسته را تشکیل می‌دهند.

 تراشه‌هایی با مقیاس‌های نانویی
به گزارش asml، یک میکروتراشه به‌اندازه ناخن انگشت، حاوی میلیاردها ترانزیستور است، بنابراین می‌توان به ویژگی‌های ظریفی که در این تراشه به‌کار می‌رود، پی برد. ویژگی‌های تراشه در مقیاس نانو اندازه‌گیری می‌شوند. کوچک‌ترین سازه‌های پیشرفته‌ترین تراشه‌ها 10 نانومتر هستند. هرچه ویژگی‌های این الگوها کوچک‌تر باشند ترانزیستورهای بیشتری روی تراشه جاسازی می‌شوند و تراشه‌های بیشتری را می‌توان تولید کرد. بهبود وضعیت تراشه‌ها مدیون افزایش قابل‌توجه قدرت پردازش و عملکرد حافظه‌ای است. قدرت پردازش به‌لطف کاربرد تراشه‌ها از سال 1956 تا سال 2015 یک تریلیون برابر شده است. کامپیوتری که ماموریت‌های فضاپیمای آپولو را به ماه ردیابی می‌کرد دوبرابر قدرتمندتر از کنسول نینتندو بود و این به‌دلیل استفاده از تراشه‌های قوی‌تر بوده است. به‌عنوان مثال گوشی‌های هوشمند امروزی با توجه به قدرت یک‌میلیون برابری RAM و هفت‌میلیون برابری ROM، حدود 100هزار برابر قدرت پردازش بیشتری نسبت به گوشی‌های ساده دارند. میکروتراشه‌ها اغلب در دستگاه الکترونیکی شامل گوشی‌های هوشمند، کنسول‌های بازی، خودروها و تجهیزات به‌کار می‌روند.

افزایش 10 درصدی فروش تراشه‌ها در سال‌جاری
سازندگان میکروتراشه‌ها در دوران همه‌گیری کرونا یکی از پیروزان میدان فناوری بودند و پیش‌بینی‌ها حکایت از آن دارد که این حرکت رو به رشد در فضای نیمه‌رساناها یا همان تراشه‌ها همچنان در سال‌جاری ادامه داشته باشد. البته در این میان کمبود چندماهه تراشه‌های نیمه‌رسانا در دوران همه‌گیری، طیف گسترده‌ای از صنایع، از خودرو گرفته تا کنسول‌های بازی را تحت‌تاثیر قرار داده است؛ چراکه سازندگان تراشه درتلاشند با تقاضای بی‌سابقه همراه با بازگشت فعالیت‌های اقتصادی جهانی از بحران کووید کنار بیایند. درحالی‌که سازندگان تراشه‌های بزرگ مانند TSMC پیش‌تر برنامه‌هایی را برای افزایش ظرفیت تولیدی اعلام کرده بودند، معمولا سال‌ها طول می‌کشد این امکانات آنلاین شوند. سهام این سازندگان در فهرست تایوان در حدود دوسال گذشته بیش از 80 درصد افزایش یافته است.
طبق آمار به‌دست‌آمده انتظار می‌رود فروش نیمه‌رساناها با رشد 10 درصدی مواجه شود. با حساب این میزان رشد، رقم فروش نیمه‌رساناها در سال 2022 به رقمی بالغ‌بر 600 میلیارد دلار رسید. این رقم در بالاترین حد خود در سال 2021 با رشد 26 درصدی به 553 میلیارد دلار افزایش یافت. به گزارش cnbc، با وجود این محققان هشدار داده‌اند که سازندگان تراشه قرار است بعد از دوسال رونق در فروش سخت‌افزار، با خطراتی چون عادی‌سازی تقاضا و نیز افزایش اتفاقات آب‌وهوایی مواجه شوند. تحلیلگران بازار تراشه در دنیا انتظار دارند با عادی شدن بازار رشد تقاضا و عرضه ظرفیت‌های جدید تولیدی به‌صورت آنلاین، فعالیت فعالان بازار تراشه کاهش یابد.
رکودی که بین تعاملات چین و آمریکا برای دستیابی به برتری حاکم بر فناوری دنیا وجود دارد، با محدودیت‌هایی که هنوز برای شرکت‌های چینی در دستیابی به فناوری و تجهیزات مهم تولید نیمه‌رساناهای آمریکایی برقرار است، تداوم‌یافته که مهم‌ترین چالش در بخش نیمه‌رساناها به‌شمار می‌رود. با وجود اینکه محققان به‌دنبال عادی‌سازی تقاضای بازار جهانی برای تراشه‌های کاربردی در کامپیوترها و سرورها هستند، مشخص شده تایوان و کره‌جنوبی -که به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکنندگان نیمه‌رساناها شناخته می‌شوند- نیز تحت‌تاثیر این بازار قرار می‌گیرند. توسعه اخیر فناوری در جنگ سرد میان آمریکا و چین ممکن است از فروش فناوری‌های نیمه‌رسانا به کمپانی‌های چینی جلوگیری کند.

وابستگی صنعت تراشه آمریکا به کمپانی تایوانی
به گزارش grid، به‌دنبال برهم خوردن روابط همه‌جانبه آمریکا و چین در یکی، دوسال پیش از همه‌گیری کرونا و بحران‌های جغرافیایی ایجادشده، آمریکایی‌ها تلاش می‌کنند در بازار تولید تراشه از چین و تایوان پیشی بگیرد. در این راستا کنگره آمریکا یک لایحه فراگیر دوحزبی را برای کاهش وابستگی آمریکا برای تولید تراشه‌های خارجی تصویب کرد. البته این لایحه در هفته‌جاری تبدیل به قانون شد و طبق آن بایدن مبلغ 52 میلیارد دلار بودجه را برای رونق صنعت تراشه‌ها در آمریکا تصویب کرد.
قدرت تولید نیمه‌رساناها در تایوان و وابستگی آمریکا به تراشه‌های تایوان یکی از محرک‌هایی است که باعث‌شده دولت آمریکا دست به چنین تصمیم‌گیری مهمی برای افزایش بودجه‌های این حوزه بزند. کمپانی TSMC تایوان که یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان این کشور به‌شمار می‌رود، با حجم بالای تولید تراشه، 63 درصد تامین جهانی نیمه‌رساناها را در سال 2020 برعهده داشت. این کمپانی با در دست گرفتن غالب بازار، 92 درصد پیشرفته‌ترین تراشه‌های دنیا را در سال 2019 تولید کرده است. با وجود اینکه محققان آمریکایی مخترع میکروتراشه‌ها بوده‌اند، هنوز در زمینه تحقیق و طراحی تراشه‌ها پیشتاز هستند، در سال 2019 تنها 13 درصد از کل تراشه‌های جهانی را تولید کرد که در مقایسه با 37 درصد تولید تراشه در سال 1990، با روند کاهشی روبه‌رو بوده است. اپل و دیگر شرکت‌های بزرگ آمریکایی اکنون به‌شدت به کمپانی تایوانی وابسته هستند. تراشه‌هایی که در گوشی‌های آیفون، آی‌پد و لوازم‌خانگی مورداستفاده قرار می‌گیرند، بیشتر تراشه‌های تولید شرکت تایوانی هستند. به‌طورکلی در سال 2019، حدود 20 درصد تولید تراشه‌های دنیا در اختیار تایوان، 19 درصد تولید در اختیار کره جنوبی، 17 درصد در اختیار ژاپن، 16 درصد در اختیار چین، 13 درصد در اختیار آمریکا و مابقی تامین تراشه‌ها نیز در دست دیگر کشورهاست. اختصاص بودجه 52 میلیارد دلاری آمریکا در راستای رقابت تنگاتنگ با چین به‌عنوان رقیب سرسخت خود و تبدیل شدن به ابرقدرت دنیا در زمینه تولید تراشه‌هاست.

 آمریکا راه چین را ادامه می‌دهد
به‌نظر می‌رسد برنامه‌ریزی‌های آمریکا در راستایی پیش می‌رود که بتواند ضعف‌های خود را در زمینه تولید تراشه‌های نیمه‌رسانا و وابستگی بیش‌ازحد به تایوان و نیز چین برطرف کند. آمریکا هم مانند چین برای تولید بیشترین منابع تراشه‌های موردنیازش به تولیدکنندگان خارجی وابسته است. اما به‌تازگی دولت آمریکا با اختصاص بودجه درصدد کمرنگ کردن این وابستگی‌هاست. تقویت خروجی تولید خانگی تراشه‌ها یکی از اولویت‌های اساسی آمریکا به‌شمار می‌رود. طبق برآوردهای صورت‌گرفته از سوی انجمن صنعت نیمه‌رساناهای آمریکا، چین بین سال‌های 2014 تا 2030 بالغ‌بر 150 میلیارد دلار روی این حوزه سرمایه‌گذاری کرده است. صندوق بزرگ دولت چین تا سال 2021 برای توسعه تراشه‌های نیمه‌رسانا به‌همراه صندوق‌های محلی مرتبط حدود 73 میلیارد دلار سرمایه‌گذاری کرده بود. درست است که طرح چین موفقیت چندانی نداشته اما این سرمایه‌گذاری‌ها به صنعت کمک کرده ظرفیت فوق‌العاده‌اش را افزایش دهد و درحال‌حاضر پیشرفت‌هایی ایجاد کرده است. به گزارش نیویورک‌تایمز، به‌نظر می‌رسد غول تراشه‌های دولتی چین، پیشرفته‌ترین تراشه‌ها را تنها با هفت نانومتر ضخامت تولید می‌کند. معمولا در صنعت تولید تراشه در دنیا، تراشه‌هایی که از ضخامت کمتر از 10 نانومتر برخوردارند، جزء تراشه‌های پیشرفته قرار می‌گیرند. درست است که بیشترین تولید تراشه‌ها در دنیا در دست کشورهای آسیای شرقی است، اما اروپایی‌ها هم پژوهش‌های گسترده‌ای در این حوزه انجام داده‌اند.

 هدف اصلی از بودجه 52 میلیارد دلاری بایدن
با وجود اینکه بسیاری از تراشه‌های موردنیاز وسایل الکترونیکی دنیا در مراکز آسیای شرقی تولید می‌شوند، آمریکا به‌دنبال آن است تا انحصار آنها را شکسته و سهم بیشتری از این تولید را از آن خود کند. اگر تراشه‌ها در دنیای امروز وجود نداشته باشند، زندگی از حرکت می‌ایستد. به‌عبارتی اهمیت تراشه‌ها در زمان کنونی با وجود نفت برابری می‌کند و فعال‌کننده بسیاری از وسایل الکترونیکی است که به نوعی در جریان داشتن زندگی و فعالیت‌های روزمره اهمیت دارند. به‌عنوان مثال در داخل یک خودرو صدها تراشه به‌کار رفته است که هرکدام از آنها وظیفه‌ای را برعهده دارد و نبود هرکدام از آنها در کارکرد خودرو خلل وارد می‌کند. تلویزیون، وسایل بازی الکترونیک کودکان و هر آنچه از قطعات الکترونیکی در ساخت آنها استفاده شده، مجهز به تراشه هستند. این تراشه‌ها اساس بسیاری از نوآوری‌های نسل آینده هستند که تحت‌عنوان انقلاب چهارم صنعتی از آن یاد می‌شود.

 رونق اشتغالزایی در بازار تراشه‌ها
در آمریکا و دیگر کشورها هزینه‌های هنگفتی صرف تولید تراشه‌ها می‌شود. در آمریکا طی 19 ماه آینده مبلغی بالغ‌بر 19 میلیارد دلار در این حوزه سرمایه‌گذاری خواهد شد که رقم جالب‌توجهی را به خود اختصاص می‌دهد. البته با تقویت تولید تراشه در بازار آمریکا نه‌تنها چین در این مسیر محدود نمی‌شود بلکه وادار می‌شود تا نوآوری‌های بیشتری را از خود به نمایش بگذارد. تولیدکنندگان آسیای شرقی برخلاف قوانین تراشه‌ها عمل می‌کنند و قوانین خاصی را برای گسترش ظرفیت تولید تراشه در چین دنبال می‌کنند. با وجود این، نمی‌توان اهمیت بازار آمریکا را در تولید تراشه موردنیاز نادیده گرفت و با افزایش بودجه، تولیدکنندگان آمریکایی هم در زمینه تولید هرچه بیشتر تراشه‌ها رشد می‌کنند که همین امر سهم بازار تراشه را برای آمریکا بیشتر می‌کند. البته این اختصاص بودجه 52 میلیارد دلاری نه‌تنها بخش تولید تراشه‌ها را رونق خواهد داد، بلکه می‌تواند به پیشبرد هرچه بیشتر زمینه‌های تحقیقاتی هم کمک کند. از آنجا که بسیاری از حوزه‌ها وابسته به تراشه‌های کامیپوتری هستند، تاثیرات قانون جدید فراتر از صنعت نیمه‌رساناها خواهد بود. البته این تامین مالی تنها به نیمه‌رساناها اختصاص نمی‌یابد بلکه تمام حوزه‌هایی را شامل می‌شود که نیمه‌رساناها به نوعی در آنها کاربرد دارند، ازجمله می‌توان به صنعت طراحی و بسته‌بندی اشاره کرد. شواهد حاکی از آن است که از 52 میلیارد دلاری که دولت آمریکا برای این بخش اختصاص داده، بخش عمده‌ای از سوی شرکت‌های خصوصی تامین می‌شود. از سوی دیگر، یکی از مسائلی که در کنار این قانون مطرح می‌شود، حمایت از تولید داخلی است که با رونق بخشیدن به تولید نیمه‌رساناها در داخل آمریکا، مشاغل زیادی تولید می‌شود و اشتغالزایی رونق می‌گیرد و طبق برنامه‌ریزی‌های صورت‌گرفته قرار است طرح اشتغالزایی در این حوزه‌ها تا پنج سال آینده در زمینه تحقیق و توسعه عمومی در وزارت بازرگانی اتفاق بیفتد.