על קצה הצוק של עולם המוליכים למחצה

המציאות הקשה של ייצור שבבים היא שגישות מסורתיות מבוססות סיליקון ננעלו בתהום של 5 ננומטר ו-3 ננומטר על ידי מכונות ליטוגרפיה EUV, כאשר כל ננומטר נוסף דורש מיליארדי השקעה. עם זאת, צוות פודן בחר בדרך של מוליכים למחצה דו מימדיים - כמו גילוף גרם מדרגות חדש על צוק צלול. חומר המוליבדן דיסולפיד שלהם, בעובי של שלוש שכבות אטומיות בלבד, מאפשר ניידות אלקטרונים מהירה פי חמישה מסיליקון, עם צריכת חשמל בהמתנה רק 20% מהשבבים הרגילים. רמת הדיוק הזו של "ציור על נייר אורז" אפילו עזבה מדע מגזין מתפעל כיצד הוא "מגדיר מחדש את גבולות הפיזיקה של מוליכים למחצה".

קפיצה קוונטית שנעשתה במשך עשור

במבט לאחור על התפתחות הטכנולוגיה הזו נראה כמו אפוס של התמדה מדעית סינית: ב-2015, כשהצוות גידל לראשונה חומרים דו-ממדיים על פרוסות 2 אינץ', עמיתים בינלאומיים הצהירו ש"ייצור המוני ייקח לפחות שני עשורים". עד 12, הם השתמשו באלגוריתמים של AI כדי לייעל ממשקי שכבה אטומית, והעלו את תפוקת המכשיר מ-2021% ל-37%. ועכשיו, שבב "Wuji" ניפץ את כל הספקות עם 89 מיליארד פעולות בשנייה שלו. מדהים עוד יותר הוא ש-4.2% מהתהליך שלהם ממנפים את קווי הייצור הקיימים של סיליקון, תוך הטמעת למעלה מ-70 פטנטים קנייניים בשלבים קריטיים - האסטרטגיה הזו של "הפליג בים עם סירות שאולות" גורמת לפתע למכונות הליטוגרפיה של EUV בסך 20 מיליון דולר להיראות מסורבלות ומיושנות.

סערת התעשייה השקטה מאחורי מהפכת הכוח
מעבר לנתוני המעבדה, מתבשלת מהפכה תעשייתית שקטה. כאשר עקומת צריכת החשמל של שבב "Wuji" הופיעה בפגישה אסטרטגית אצל יצרנית סמארטפונים מובילה, אורו עיניו של מכשיר ה-IoT: "כוח המתנה זה יכול לשלש את חיי הסוללה של שעונים חכמים!" יצרניות הרכב, בינתיים, נמשכו לביצועים היציבים שלה בטמפרטורות קיצוניות שנעו בין -40 מעלות צלזיוס ל-125 מעלות צלזיוס. המשמעות העמוקה יותר טמונה בתאימות של מוליכים למחצה דו-ממדיים לקווי ייצור קיימים של סיליקון - כלומר, סין עלולה לקפוץ מהתהום של ה-EUV ולהשתמש בתהליכים בוגרים של 2 ננומטר כדי לייצר שבבים בעלי הספק נמוך במיוחד המתחרים בביצועים של 28 ננומטר.

תחרות הדיאלקטיקה החדשה של הטכנולוגיה

משקיפים מערביים מעריכים מחדש את היגיון החדשנות של סין: בעוד ASML יוצקת מו"פ למכונות ליתוגרפיה 2nm, מדענים סינים הוכיחו עם חומרים דו-ממדיים ש"עובי חשוב יותר מהשטח". בעוד TSMC חוצב טריליוני טרנזיסטורים לפרוסות סיליקון, צוות פודן בנה כבישים מהירים אלקטרוניים חדשים בין שכבות אטומיות. אסטרטגיית "אתם נלחמים בדרככם, אני נלחמת בשלי" מפתחת פילוסופיית הישרדות חדשה בתעשיית השבבים - אחרי הכל, בשווקים של טריליון דולר כמו ציוד לביש ומחשוב קצה, לא היה אכפת למשתמשים אם השבב הוא 2 ננומטר או 7 ננומטר; אכפת להם רק אם המכשיר יכול להחזיק מעמד שלוש שנים ללא טעינה.

בנקודת זמן היסטורית זו המשכתבת מחדש את כללי המשחק, אולי עלינו לשקול מחדש את המשמעות האמיתית של "עקיפה על העקומה": מדענים סינים הקדישו עשור לבניית "מגדל בבל" בלתי תלוי ב-EUV בעולם הקוונטי של חומרים דו-ממדיים. כשהשבב "Wuji" הדליק את האות הראשון שלו במעבדה, הוא האיר לא רק את עתיד השבבים הביתיים, אלא גם אפשרות נוספת לאנושות לדחוף את גבולות הפיזיקה - אחרי הכל, בנהר הארוך של האבולוציה הטכנולוגית, מעולם לא הייתה רק אמת אחת, בדיוק כפי שעולם השבבים מעולם לא היה אמור להיות סיליקון כתשובה היחידה. האם המהפכה השקטה הזו תעצב מחדש את נוף המוליכים למחצה העולמי? אולי התשובה טמונה בדבריו של פרופסור ג'ואו פנג: "כשהפסקנו לרדוף אחרי הפנסים האחוריים, סוף סוף ראינו את הכוכבים והים".