أخبار التكنولوجيا

شركات أشباه الموصلات في مجموعة البنك الدولي ترى الفرص الناشئة


من المتوقع أن ينمو سوق أشباه الموصلات واسعة النطاق (WBG) بأكثر من 35.4٪ في السنوات الخمس المقبلة. إن الاهتمام المتزايد بالبيئة والتركيز على التحول إلى الأساليب المستدامة للحصول على الطاقة وإدارة إمداداتها وإبراز التقدم التكنولوجي يدفع نمو أشباه الموصلات في الضفة الغربية وقطاع غزة إلى المقدمة. تتطلع الشركات العملاقة القائمة في مجال الطاقة المتجددة إلى هذه الصناعة، وخاصة شركات الطاقة الشمسية، التي تستثمر بكثافة في مصانع أشباه الموصلات لضمان التدفق المستقر لتطبيقاتها في المستقبل. ليس من السذاجة القول إن الكهرباء ستظل مساهمًا رئيسيًا في نمو أشباه الموصلات في الضفة الغربية وقطاع غزة، ولكن من المهم تحويل التركيز إلى الفرص الناشئة في الصناعة أيضًا.

أجرت شركة Frost & Sullivan مؤخرًا ندوة عبر الإنترنت حيث اجتمع العديد من خبراء الصناعة لمناقشة “فرص النمو في أشباه الموصلات العالمية”، مع إعطاء الأهمية اللازمة لإمكانات وتحديات أشباه الموصلات في مجموعة البنك الدولي. وأشاروا إلى مخاوفهم وحماسهم تجاه العديد من الفرص التي نشأت لأشباه الموصلات في مجموعة البنك الدولي.

تحديث أجهزة GaN وSiC

أعطت المخاوف بشأن موقف الصين بشأن صادرات الغاليوم سببًا لاستكشاف تطبيق مبتكر لأشباه الموصلات في مجموعة الضفة الغربية. في الندوة عبر الإنترنت، قدم ستيفن أوليفر، نائب الرئيس للتسويق المؤسسي وعلاقات المستثمرين في شركة Navitas Semiconductor، فكرة “تعديل” نيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون. وأشار أوليفر إلى أنه يمكن إنتاج هذه المواد باستخدام معدات قديمة، مما يجعلها أكثر سهولة في الإنتاج. في حين أن عمليات السيليكون يمكن أن تحقق مقاييس نانومترية (9 نانومتر، 6 نانومتر، 2 نانومتر)، يمكن تصنيع GaN باستخدام مصانع السيليكون القديمة، والتي تعمل عادةً بتقنية معالجة 500 نانومتر.

قال أوليفر إنه داخل الولايات المتحدة وحدها، هناك 440 مصنعًا يعمل على السيليكون القديم مقاس 6 بوصات، والذي يمكن تحديثه وتحديثه بأقل قدر من الاستثمار لإنتاج GaN. يتوافق هذا النهج مع مبادئ “التخفيض وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير” على مستوى المنشأة من خلال استخدام مواد جديدة مع إعادة استخدام المعدات الموجودة.


09.05.2023

مقدمة إلى حل الطاقة بدون مروحة Cincon للبيئة القاسية

31.08.2023

نظرة على الموصلات واعتباراتها الهندسية لتطبيقات النقل

28.08.2023

وفيما يتعلق بعملية التعديل التحديثي، أوضح أوليفر أن القطعة الجديدة الوحيدة من المعدات المطلوبة هي المفاعل، الذي ينمو طبقة رقيقة فوق المادة الأصلية. “بالنسبة لنتريد الغاليوم، يمكن زراعة طبقة صغيرة من الغاليوم على رقاقة السيليكون التي تبدأ كسلعة نقية بقيمة 40 دولارًا. بعد التعديل التحديثي، تظل جميع العمليات الأخرى، مثل النقش والردم والمعالجة والتمعدن والتقطيع، قياسية. لذلك من السهل جدًا في الواقع إجراء التعديل التحديثي.”

يمكن أن يصبح التعديل التحديثي لمواد GaN وSiC مسارًا مربحًا لأشباه الموصلات في الضفة الغربية وقطاع غزة، والتي تواجه حاليًا تحديات في الإنتاج وزيادة كفاءة التصنيع.

الهيدروجين الأخضر وأشباه الموصلات WBG

التقدم التكنولوجي الناشئ الآخر هو مساحة الهيدروجين الأخضر. الهيدروجين الأخضر هو أسلوب للطاقة المتجددة لاستخدام الهيدروجين الذي يتم الحصول عليه من التحليل الكهربائي للماء. تتمثل الفائدة البيئية لنهج الهيدروجين الأخضر في انعدام انبعاثات غازات الدفيئة في إنتاج الطاقة.

يشهد مجال الهيدروجين الأخضر نموًا ملحوظًا، سواء على المدى القريب أو على مدى السنوات الخمس إلى العشر القادمة. وأشار جوناثان روبنسون، قائد أبحاث الطاقة والطاقة العالمية في فروست آند سوليفان، إلى الزيادة الكبيرة في مبادرات الهيدروجين الأخضر وزيادة الدعم الحكومي.

وقال: “هذه الصناعة، التي كانت شبه معدومة قبل ثلاث سنوات، تقوم الآن بسرعة بنشر استثمارات كبيرة على مستوى العالم”. “تتصدر الصين والولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي الطريق، حيث تعطي العديد من الدول الأولوية لتصنيع المعدات وإنتاج الهيدروجين داخل حدودها. لقد أدت الأحداث الجيوسياسية على مدار الأشهر الثمانية عشر إلى السنتين الماضيتين إلى زيادة أهمية الهيدروجين الأخضر، مما جعله أولوية قصوى للعديد من الدول. ونتيجة لذلك، فإن قطاع الهيدروجين الأخضر يسير على مسار نمو قوي للغاية.

يمكن لأشباه الموصلات WBG، المستخدمة بالفعل في محولات التيار المستمر/التيار المستمر للطاقة الشمسية، أن تجد تطبيقًا مماثلاً في الهيدروجين الأخضر. يحمل قطاع الهيدروجين الأخضر إمكانات هائلة لأشباه الموصلات في الضفة الغربية وقطاع غزة، حيث يلعب دورًا مزدوجًا في إنتاج واستخدام الهيدروجين الأخضر. يمكن لأجهزة GaN وSiC، التي تُستخدم غالبًا في قطاعات التطبيقات الأخرى لزيادة كفاءة الطاقة، أن تلعب دورًا محوريًا في رفع كفاءة التحليل الكهربائي المستخدم لإنتاج الهيدروجين من الماء.

ويُنظر إلى الهيدروجين أيضًا كمرشح لتخزين الطاقة للطاقة المستغلة من تقنيات الطاقة المتجددة الأخرى. ومع تزايد انتشار مصادر الطاقة المتجددة هذه، يمكن تسخير قدرتها الفائضة لإنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي. يمكن لاحقًا حرق هذا الهيدروجين بطريقة مستدامة لإنتاج الكهرباء عند الحاجة. يعتبر هذا النهج لتوليد الكهرباء أكثر واقعية وملاءمة لاحتياجات شبكات الكهرباء (انظر الشكل).

ويمكن أيضًا استخدام الهيدروجين الأخضر في المركبات التي تعمل بخلايا الوقود، والتي توفر بديلاً أنظف للمركبات ذات محركات الاحتراق الداخلي. يمكن لأشباه الموصلات في مجموعة الضفة الغربية أن تعزز كفاءة وأداء أنظمة خلايا الوقود المستخدمة في هذه المركبات، مما يساهم في تقليل الانبعاثات وتحسين الاستدامة الشاملة.

مسار التطبيق المحتمل للهيدروجين الأخضر
مسار التطبيق المحتمل للهيدروجين الأخضر

SiC لاقتحام استكشاف الفضاء وما بعده

وفقًا لأليكسي تشيركاسوف، مدير التسويق والمبيعات في شركة Leapers Semiconductor، يمكن استخدام SiC في قطاعي الطيران والفضاء والطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ويعزى ذلك إلى العرض الأخير الذي مفاده أن SiC يمكن أن يعمل عند درجات حرارة تزيد عن 800 درجة مئوية، مما أثار الاهتمام بتطبيقات استكشاف الفضاء الخاصة بـ SiC MOSFETs.

وقال تشيركاسوف: “إن آفاق نمو أشباه الموصلات لمجموعة البنك الدولي في قطاعي الهيدروجين الأخضر واستكشاف الفضاء واعدة بشكل لا يصدق، وهذه المواد مهيأة لإحداث ثورة في العديد من الصناعات بفضل كفاءتها وتعدد استخداماتها”.

إذا نظرنا إلى الماضي، سواء كان الهيدروجين أو أي شكل آخر من أشكال توليد الطاقة الكهربائية، فمن المهم أن نتذكر أن مصادر الطاقة المختلفة، حتى لو كانت تستخدم الهيدروجين، يتم تحويلها في النهاية إلى كهرباء. للحفاظ على إمدادات كهربائية مستقرة وفعالة، تعد البطاريات ضرورية لتحقيق التوازن بين توليد الطاقة واستخدامها. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام محركات المحركات لتشغيل المراوح أو العجلات، مما يتيح تطبيقات مختلفة، سواء كانت تعتمد على الهيدروجين أو الكهرباء القياسية خارج الشبكة. وبالتالي، بغض النظر عن النمو المحتمل لأشباه الموصلات في مجموعة البنك الدولي في هذه القطاعات الناشئة، فإن نموها وشيك إلى حد ما في تطبيقاتها التقليدية. وفي التحول من الاعتماد على الوقود الأحفوري بنسبة 80% إلى مستقبل حيث يتم الحصول على 80% من الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، فإن دور أشباه الموصلات في الضفة الغربية وقطاع غزة سيكون حتما محوريا.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *