الصناعات الدقيقة للديسيليد: تقنية الاختراق لعام 2025 التي ستحدث ثورة في أداء الشرائح

فهرس المحتويات

• الملخص التنفيذي: الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد في 2025
• حجم السوق وتوقعات النمو 2025–2030
• نظرة عامة على التكنولوجيا: مواد الديسليسايد وخصائصها
• اللاعبون الرئيسيون ورسم خريطة النظام البيئي (على سبيل المثال، intel.com، ti.com، ieee.org)
• عمليات التصنيع: الابتكارات والتحديات
• مزايا الأداء على المواد التقليدية
• التطبيقات الناشئة: الذكاء الاصطناعي، السيارات، وأجهزة الحافة
• الاتجاهات الإقليمية: آسيا، أمريكا الشمالية، أوروبا
• الاستثمار، البحث والتطوير، ونشاط براءات الاختراع
• الآفاق الاستراتيجية: الفرص والمخاطر حتى 2030
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي: الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد في 2025

يت undergo landscape لصناعة الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد تحولاً كبيرًا في 2025، مدفوعًا بالطلبات المتزايدة على الأجهزة شبه الموصلة عالية الأداء، المستقرة حراريًا، والموثوقة. تستمر الديسليسايد – وخاصة تلك المصنوعة من المعادن الانتقالية مثل الموليبدينوم (MoSi₂) والتنتالوم (TaSi₂) والتنغستن (WSi₂) – في كونها مواد أساسية لتقنيات الاتصالات والترابط المتقدمة بسبب انخفاض مقاومتها الكهربائية، وخصائصها الممتازة كحواجز diffusion، وتوافقها مع عمليات CMOS (الموصلات المعدنية أكسيد المكمل).

تقوم كبار الشركات المصنعة للرقائق، بما في ذلك شركة إنتل وTaiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC)، بدمج مواد الديسليسايد بنشاط في الأجهزة من الجيل التالي، خاصة مع انتقال الصناعة إلى العقد الفرعية الأقل من 3 نانومتر. يساعد التحكم الدقيق في تشكيل أفلام الديسليسايد – الذي يتم تحقيقه من خلال تقنيات مثل الترسيب الطبقي الذري (ALD) والترسيب الكيميائي من البخار (CVD) والتبخير المتقدم – في تصنيع التقاطعات الضحلة جدًا وتقليل المقاومة الاتصال. وهذا ضروري للحفاظ على أداء الجهاز حيث تزداد تحديات القياس مع مزيد من التصغير.

في عام 2025، تركز التعاون بين موردي المعدات وشركات المواد، مثل تلك الموجودة بين Lam Research وApplied Materials والمصانع الرائدة، على تحسين كيمياء العمليات وتصميمات المفاعلات لدعم إدماج الديسليسايد بدقة ذرية. ويتضمن ذلك الابتكارات في تجانس العملية، ونمو المناطق الانتقائية، والتحكم في العيوب، جميعها ذات أهمية قصوى لإنتاج حجم كبير من الأجهزة المنطقية والذاكرة.

تتوسع تقنيات الديسليسايد أيضًا في مجالات التطبيقات الناشئة، بما في ذلك الإلكترونيات السيارات والأجهزة الاستشعارية، حيث تعتبر الاستقرار الحراري ومقاومة النقل الكهربائي أمرين حيويين. تلعب الشركات المصنعة للمواد الكيميائية الخاصة، مثل Ferrotec Holdings Corporation، دورًا رئيسيًا في سلسلة التوريد من خلال تقديم أهداف ومواد سابقة عالية النقاء مصممة لتطبيقات شبه موصلة.

عند النظر إلى المستقبل، فإن الآفاق لصناعة الميكروإلكترونيات المستندة إلى الديسليسايد قوية، ومن المتوقع أن تجلب السنوات القليلة القادمة المزيد من التقدم في تكامل العمليات، وهندسة المواد، وهندسة التصميم. من المرجح أن يظل التركيز على تمكين مقاومة الاتصال الأقل وتحسين القابلية للتصنيع للعقد المتقدمة، فضلاً عن تطوير تركيبات سليكون جديدة لوظائف متخصصة في التكامل غير المتجانس وتكديس الأجهزة ثلاثية الأبعاد. تشير الجهود المستمرة في البحث والتطوير، بدعم من ائتلافات الصناعة واستثمارات مباشرة من الشركات الرائدة، إلى استمرار الزخم لحلول الديسليسايد حتى عام 2025 وما بعده.

حجم السوق وتوقعات النمو 2025–2030

تُعتبر المواد القائمة على الديسليسايد، وخاصة الموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂)، والتنغستن ديسليسايد (WSi₂)، والتيتانيوم ديسليسايد (TiSi₂)، قد أُثبتت مكانتها في الميكروإلكترونيات بفضل توصيلها الكهربائي العالي واستقرارها الحراري وتوافقها مع عمليات السيليكون CMOS. اعتبارًا من عام 2025، يظهر السوق العالمي لتصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد توسعًا ثابتًا، مدفوعًا بشكل أساسي بتصنيع أشباه الموصلات المتقدمة، وتوسيع عقد الترانزستور، والتطبيقات الناشئة في الحوسبة عالية الأداء وأجهزة الذاكرة.

دمج كبار الشركات المصنعة للرقائق الديسليسايد في تصنيع الأجهزة المنطقية والذاكرة، لا سيما عند عقد التكنولوجيا من 7 نانومتر وما دونه. يُعزى ذلك إلى قدرة الديسليسايد على تقليل مقاومة الاتصال وتحسين موثوقية الأجهزة. يستمر قادة الصناعة مثل إنتل، وتايوان لصناعة أشباه الموصلات (TSMC)، وسامسونج في نشر تقنيات سليكون، بما في ذلك الديسليسايد، في تدفقات العمليات المتقدمة لديهم. يدعم موردي المعدات مثل Lam Research وApplied Materials، Inc. هذه العمليات بحلول الترسيب والقطع المصممة خصيصًا لتكامل الديسليسايد.

من المتوقع أن تصل قيمة سوق تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد في عام 2025 إلى مئات الملايين من الدولارات، مما يشكل شريحة متخصصة لكنها أساسية داخل السوق الأوسع للمواد تصنيع الرقائق. يدعم زخم السوق الاستثمارات المستمرة في سعة المصانع الجديدة وترقيات التكنولوجيا، حيث أعلنت TSMC وسامسونج عن خطط إنفاق رأسمالي تقدر بتريليونات الدولارات حتى عام 2027 لتوسيع إنتاج العقد المتقدمة. يعزز الطلب على خوادم، ومعالجات الذكاء الاصطناعي، وSoCs الجوالة، حيث يرتبط أداء الأجهزة وتوسيعها بتقنيات الاتصال المدعومة بالديسليسايد.

عند النظر إلى عام 2030، من المقدر أن ينمو السوق لتصنيع الديسليسايد بمعدل نمو سنوي مركب في خانة الأرقام الأحادية العالية، مما يعكس كل من الزيادات في الحجم والدور المتوسع للديسليسايد في التصنيع المنطقي، وDRAM، وذاكرة NAND Flash. من المحتمل أن تتطلب اعتماد هياكل الأجهزة الجديدة – بما في ذلك الترانزستورات المحاطّة بالكامل (GAA) وذاكرة ثلاثية الأبعاد – مزيدًا من الابتكارات في العملياتvolving الديسليسايد لتشكل اتصالات فعالة ومقاومة للنقل الكهربائي. تستجيب الشركات الموردة مثل DuPont و H.C. Starck بزيادة الإنتاج من أهداف ومواد ديسليسايد عالية النقاء.

ختامًا، صناعة تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد في موقع جيد للنمو القوي في النصف الثاني من العقد 2020، مدعومة بتوسيع تصنيع أشباه الموصلات، وزيادة الاستثمارات في المصانع، والتطور المستمر في هياكل الأجهزة. سيكون التعاون الوثيق بين منتجي المواد وموردي المعدات ومصنعي الشرائح أمرًا حاسمًا لمواجهة التحديات التقنية وسلسلة التوريد مع اقتراب السوق من عام 2030.

نظرة عامة على التكنولوجيا: مواد الديسليسايد وخصائصها

تعتبر الديسليسايد – المركبات التي تحتوي على ذرتين من السيليكون مرتبطة بمعادن – تلعب دورًا متزايد الأهمية في تصنيع الميكروإلكترونيات حيث تتقدم الصناعة نحو هياكل الأجهزة من الجيل المقبل في عام 2025 وما بعدها. من بين هذه، يعتبر الموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂)، والتنغستن ديسليسايد (WSi₂)، والتنوع ديسليسايد (TiSi₂) قيمة بشكل خاص بسبب مجموعتها الفريدة من التوصيلية الكهربائية العالية، والاستقرار الحراري القوي، والتوافق مع تقنيات المعالجة القائمة على السيليكون. تستخدم هذه المواد بشكل أساسي كطبقات اتصالات وترابط، ومواد حواجز، وأقطاب بوابة في تصنيع أجهزة CMOS.

تتمثل ميزة حاسمة لمواد الديسليسايد في مقاومتها الكهربائية المنخفضة، مما يساعد على تقليل المقاومة الطفيلية التي تحدث مع استمرار تقليص هندسة الأجهزة. على سبيل المثال، تقدم TiSi₂ وWSi₂ مقاومات منخفضة تصل إلى 13-60 ميكرو أوم·سم، مما يجعلها مناسبة لتقنيات العقد الفرعية 10 نانومتر. يضمن استقرارها الحراري، الذي يتحمل درجات حرارة فوق 800 درجة مئوية، سلامة أثناء خطوات المعالجة عالية الحرارة مثل التنشيط والتحميص. يُعتبر MoSi₂، بشكل خاص، ذو قيمة بسبب مقاومته للأكسدة ويتم استكشافه في تطبيقات منطقية وذاكرة متقدمة، بما في ذلك ترانزستورات GAA وهياكل NAND ثلاثية الأبعاد.

يتطلب تصنيع طبقات الديسليسايد تقنيات مثل الترسيب الكيميائي من بخار (CVD)، والترسيب الفيزيائي من بخار (PVD)، وزيادةً، الترسيب الذري الطبقي (ALD) لتكوينات توافقية على المعمارية الثلاثية الأبعاد. مع دفع صانعي الميكروإلكترونيات نحو 2 نانومتر وأدنى، تصبح قدرة ALD على تقديم أفلام بدقة ذرية مهمة بشكل خاص. تواصل شركات مثل Applied Materials وLam Research تطوير معدات العمليات لتمكين التحكم الدقيق في سمك فيلم الديسليسايد والنسب الكيمائية، مما يؤثر مباشرة على موثوقية الأداء.

في عام 2025، يتوقع أن تعكس نظرة الصناعة اعتمادًا مستمرًا على مواد الديسليسايد، حيث تركز جهود البحث على تقليل مقاومة الاتصال وتحسين تجانس الفيلم على مقاييس ذرية. علاوة على ذلك، يتم التحقيق في دمج الديسليسايد مع المواد الناشئة – مثل الجرمانيوم وأشباه الموصلات III-V – لتمكين قنوات عالية الحركة وتكامل غير متجانس. من المتوقع أن تدفع المصانع الرائدة وموردي المعدات، بما في ذلك TSMC وإنتل، هذه الابتكارات أثناء رفعهم إنتاج الأجهزة المنطقية والذاكرة المتقدمة. مع زيادة تصغير الأجهزة والتعقيد، تعد الحلول المستندة إلى الديسليسايد أساسية في تمكين الميكروإلكترونيات عالية الأداء والموفرة للطاقة.

اللاعبون الرئيسيون ورسم خريطة النظام البيئي (على سبيل المثال، intel.com، ti.com، ieee.org)

تشهد صناعة تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد تقدمًا كبيرًا مع تزايد الطلب على أجهزة شبه موصلة عالية الأداء. اللاعبون الرئيسيون في هذا القطاع هم أساسًا الشركات المصنعة العالمية لأشباه الموصلات، وموردي المواد الخاصة، والمنظمات البحثية الرائدة التي تدفع الابتكار في أفلام الديسليسايد、الاتصالات، والترابط. اعتبارًا من عام 2025، يمتد نطاق سلسلة القيمة للميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد من الموردين السابقين لشبه موصلات السيليكون النقي والمعادن الانتقالية (مثل التيتانيوم، الكوبالت، النيكل، والموليبدينوم) إلى مصنعي الأجهزة المتكاملة (IDMs) والمصانع التي تستخدم هذه المواد في العقد المتقدمة.

من بين أكبر مصنعي الأجهزة المتكاملة، تبقى شركة إنتل رائدة في تطوير وتعزيز تقنيات الديسليسايد، لا سيما لعمليات CMOS المتقدمة. أتاح الاستثمار المستمر لإنتل في هندسة المواد دمج كوبيود الديسليسايد (CoSi₂) ونيكل الديسليسايد (NiSi₂) في الأجهزة المنطقية والذاكرة، مما يدعم عقد تكنولوجيا أقل من 5 نانومتر وما بعدها. بالمثل، تقوم Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) بنشر اتصالات نيكيل وكوبالت ديسليسايد في عروض عملياتها المتقدمة، بهدف تحقيق سرعة أعلى للأجهزة وتقليل مقاومة الاتصال.

في مجال الإلكترونيات التناظرية والقدرة، تستغل Texas Instruments الاتصالات الديسليسايد لتحسين موثوقية وكفاءة منتجاتها المختلطة العالية الطاقة. بينما تتقدم Infineon Technologies في دمج الديسليسايد في أجهزة أشباه الموصلات ذات النطاق العريض، تستهدف التطبيقات السيارات والصناعية حيث تعتبر الاستقرار الحراري والمقاومة المنخفضة أمرين حيويين.

توفر موردي المواد مثل Entegris وDuPont مواد سابقة عالية النقاء ومواد كيميائية عملية أساسية لترسيب الديسليسايد بالطرق الكيميائية (CVD) والفيزيائية (PVD). تسهم شركات المعدات، بما في ذلك Lam Research وApplied Materials، في تقديم منصات تشييد وقطع متطورة مصممة لتشكيل دقيق للاسلكية عند العقد المتقدمة.

تدعم بيئة البحث والمعايير منظمات مثل IEEE، التي تقوم بشكل منتظم بنشر تحديثات حول علوم مواد الديسليسايد ودمج الأجهزة، و(SEMI) التي تجمع أصحاب المصلحة في الصناعة لمناقشة تحديات التصنيع ومحاذاة خريطة الطريق. يلاحظ المزيد من الجهود التعاونية في ائتلاف مثل imec، حيث يتم البحث بنشاط في تكامل العمليات المتقدمة وتوسيع نطاق الاتصالات المدعومة بالديسليسايد.

عند النظر إلى المستقبل، من المحتمل أن تشهد البيئة تعاونًا متزايدًا بين صانعي الأجهزة، وموردي المواد، وائتلافات البحث للتغلب على التحديات المتعلقة بتقليص الاتصال، وهندسة الواجهات، والموثوقية، مما يضمن أن تبقى تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد في صدارة الابتكار في صناعة أشباه الموصلات خلال بقية هذه العقد.

عمليات التصنيع: الابتكارات والتحديات

لقد برز تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد كمسار حيوي لتحسين أداء الأجهزة، والموثوقية، وتقليص الحجم مع تواصل الصناعة الدخول إلى العقد الأقل من 5 نانومتر. في عام 2025، تواصل التكامل بين الديسليسايد من المعادن الانتقالية – لا سيما التنغستن ديسليسايد (WSi₂)، والموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂)، والتيتانيوم ديسليسايد (TiSi₂) – اكتساب الزخم لتطبيقات في قطاعات البوابة والاتصال وطبقات الاتصال بسبب مقاومتها المنخفضة، وثباتها الحراري العالي، وخصائص الحماية القوية.

تركز الابتكارات الأخيرة في التصنيع على تطوير طرق الترسيب الطبقي الذري (ALD) والترسيب الكيميائي من البخار (CVD)، والتي توفر تحكمًا دقيقًا في السمك والنسب الكيمائية اللازمة للهندسة الفرعية النانوية. على سبيل المثال، بدأت الشركات الكبرى المصنعة للمعدات، مثل Lam Research وApplied Materials، في تطوير منصات CVD وALD المتقدمة المخصصة لترسيب أفلام ديسليسايد متجانسة عند درجات حرارة منخفضة، مما يقلل من التحديات المتعلقة بتشكيل السليكا بسطح والتوافق مع الركيزة. يكون ذلك ذو أهمية خاصة مع تصغير هندسة الأجهزة وتزايد تكامل المعماريات ثلاثية الأبعاد مثل ترانزستورات GAA.

تبقى إحدى التحديات الكبيرة في عام 2025 هي استقرار المرحلة ومقاومة ورقة الديسليسايد تحت الدورة الحرارية، وهو أمر حيوي للأجهزة المنطقية والذاكرة بموازنات حرارية شديدة. أظهرت تحسينات العمليات – بما في ذلك خطوات التنظيف المسبق، والترسيب الانتقائي، والتسخين اللاحق – نتائج واعدة في تقليل المقاومة الاتصال والتجمع السليسي، كما أفادت جهود التعاون بين المصانع شبه الموصلة وموردي المواد مثل TOK و Entegris.

يعتبر تكامل الديسليسايد مع المواد الناشئة مثل SiGe، وGe، وأشباه الموصلات المركبة مجالًا جديدًا أيضًا. يعمل الضغط لتوفير واجهات خالية من العيوب وحدود جذرية وتعويض الحد الأدنى، على دفع الصناعة إلى تحسين استراتيجيات مراقبة العمليات في الموقع واستراتيجيات التمرير السطحي. تشمل شركات المعدات توفير قياسات في الوقت الفعلي والتحكم في التغذية في وحدات الترسيب، مما يعزز الموثوقية والعائد.

عند النظر إلى المستقبل، يتشكل آفاق تصنيع الديسليسايد بدافع نحو مقاومة أقل وتوافق مع تقنيات التخطيط من الجيل التالي، بما في ذلك التطبيع فوق البنفسجي المتطرف (EUV). من المتوقع أن تتسارع التعاون بين المطورين وموردي المعدات ومصنعي الأجهزة، مع تسهيلات تنظيمية في الصناعة مثل SEMI، التي تسهم في وضع المعايير وتبادل المعرفة. بينما تستهدف الصناعة عقدًا اصغر وأدق وتكامل هجين، ستبقى الابتكارات في عمليات الديسليسايد كنقطة محورية لتقدم الميكروإلكترونيات حتى أواخر العقد 2020.

مزايا الأداء على المواد التقليدية

يضفي التطور المستمر في تصنيع الميكروإلكترونيات دافعًا نحو تحسين سرعة الأجهزة، وتقليل استهلاك الطاقة، وتعزيز الاستقرار الحراري. في هذا السياق، تتحول المواد المستندة إلى الديسليسايد – وخاصة تلك التي تحتوي على الموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂) والتنغستن ديسليسايد (WSi₂) – كبدائل متفوقة للمواد التقليدية مثل البوليسليكون والسليكون القياسي في تطبيقات الميكروإلكترونيات الحيوية. في عام 2025، يتميز هذا التحول بعدة مزايا أداء تكتسب زخمًا في صناعة أشباه الموصلات.

تتمثل الميزة الرئيسية للديسليسايد في انخفاض مقاومتها الكهربائية بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، تعرض MoSi₂ وWSi₂ مقاومات تصل إلى 2-4 ميكرو أوم·سم، مقارنة بالقيم المرتفعة لنوع السيليكون. تُترجم مقاومة أقل مباشرةً إلى تقليل تأخير الإشارة وRC، مما يعد أمرًا حيويًا مع تقلص عقد الأجهزة لأقل من 5 نانومتر. قد بدأت المصانع الكبرى والشركات المصنعة للأجهزة المتكاملة في دمج الديسليسايد لطبقات البوابة، والاتصال، والترابط لتحقيق الأداء الأقصى في الشرائح المنطقية والذاكرة.

تعتبر الاستقرار الحراري منطقة رئيسية أخرى تتفوق فيها المواد المستندة إلى الديسليسايد على الخيارات التقليدية. يحافظ كل من MoSi₂ وWSi₂ على سلامتهما الهيكلية والكهربائية عند درجات حرارة تتجاوز 900 درجة مئوية، وهو أمر حيوي لتصنيع CMOS وذاكرة متقدمة التي تتطلب خطوات معالجة عالية الحرارة. تقلل هذه القوة من التدهور المرتبط بالتسرب وتحافظ على موثوقية الأجهزة طوال دورات التصنيع المعقدة. تقوم الشركات المصنعة لمعدات معالجة الرقائق المتقدمة بتكييف أدواتها لدعم دمج هذه المواد القابلة للاشتعال.

علاوة على توصيل الكهرباء والثبات، تقدم طبقات الديسليسايد توافقًا ممتازًا مع العمليات السليمة والخط. إن قدرتها على تشكيل أفلام متجانسة خالية من الثغرات بواسطة CVD أو التسد النقي يساند المزيد من القابلية للتخصيب والتكامل ثلاثي الأبعاد، وهو أمر أساسي للعمارة المنطقية والذاكرة من الجيل التالي. في عام 2025 وما بعدها، من المتوقع أن يسرع ذلك من الاعتماد في التطبيقات ذات الكثافة العالية مثل الذاكرة ذات النطاق العريض (HBM) والعقد المنطقية المتقدمة.

عند النظر إلى الأمام، فإن آفاق تصنيع الميكروإلكترونيات المستندة إلى الديسليسايد تبدو واعدة للغاية. تشير خرائط الصناعة وتجارب خطوط الطائرات المستندة إلى الابتكار إلى أن اعتماد MoSi₂ وWSi₂ سيستمر في التوسع، مدفوعًا بالضغط المستمر نحو أجهزة شبه موصلة أصغر وأسرع وأكثر كفاءة.

التطبيقات الناشئة: الذكاء الاصطناعي، السيارات، وأجهزة الحافة

يدخل تصنيع الميكروإلكترونيات القائم على الديسليسايد مرحلة حاسمة من الأهمية التكنولوجية في عام 2025، مدفوعًا بشكل رئيسي بالطلبات من أسواق الذكاء الاصطناعي (AI)، وال سيارات، وأجهزة الحافة. تُدمج الديسليسايد – وخاصة الموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂) والتنغستن ديسليسايد (WSi₂) – بشكل متزايد في الأجهزة شبه الموصلة المتقدمة بفضل استقرارها الحراري الفائق، ومقاومتها المنخفضة، وتوافقها مع معالجة السيليكون.

في الأجهزة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي، يسرع الانتقال المستمر نحو عقد 3 نانومتر وأقل من ذلك اعتماد المواد الجديدة لتحسين أداء الترانزستورات وموثوقية التوصيلات. تُستخدم أفلام الديسليسايد كمواد للاتصال والبوابة في المنتجات المنطقية الرائدة، مع استكشاف شركات مثل إنتل وشركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات (TSMC) دمج الديسليسايد لضمان أداء عالٍ وسرعات فاصل عالية لمعاملات AI التي تعطي الأولوية لسرعة التحول العالية وتكديس الأجهزة بكثافة.

في القطاع السيارات، يتطلب انتشار السيارات الكهربائية (EVs) وأنظمة المساعدة المتقدمة للسائقين (ADAS) جديدًا ومتطلبات موثوقية وأداء جديدة على مكونات الميكروإلكترونيات. تتبنى طبقات الديسليسايد، بسبب قدرتها على تحمل التشغيل الحراري العالي والنقل الكهربائي، في الدوائر المتكاملة المعتمدة على السيارات. يقوم الموردون الرئيسيون لأجهزة السيارات، مثل Infineon Technologies AG وNXP Semiconductors N.V.، بدمج عمليات الديسليسايد المتقدمة لضمان الاستمرارية والموثوقية في الظروف القاسية، وهو اتجاه يُتوقع أن يتزايد مع طرح منصات EV التالية في عام 2025 وما بعدها.

تستفيد أجهزة الحافة الحاسوبية – بما في ذلك أجهزة الاستشعار IoT، والأجهزة الذكية القابلة للارتداء، ووحدات التحكم المدمجة – أيضًا من التصنيع القائم على الديسليسايد. هنا، يركز التركيز على التوازن بين التقليص واستهلاك الطاقة المنخفض وأداء التردد العالي. توفر الديسليسايد الأداء الكهربائي المطلوب بينما تدعم التصنيع عالي الإنتاج، مما يتماشى مع أولويات المصانع مثل سامسونج، والتي أعلنت عن استثمارات في تقنيات عقد ومشاريع خاصة لتلبية احتياجات السوق.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تتعمق دمج الديسليسايد حيث يسعى صانعو الرقائق إلى مزيد من التصغير والتكامل النظم، خاصةً لمحركات استنتاج AI، ووحدات الأمان في السيارات، ومنصات الذكاء الحافة الموزعة. تستمر التحديثات في أدوات ALD وCVD من زعماء المعدات مثل Lam Research Corporation في تمكين تشكيل الديسليسايد بدقة وموثوقية، مما يسهل الموجة التالية من الابتكارات عبر هذه المجالات ذات النمو العالي.

الاتجاهات الإقليمية: آسيا، أمريكا الشمالية، أوروبا

تتميز الساحة العالمية للتصنيع القائم على الديسليسايد بتطورات إقليمية ديناميكية، حيث تلعب آسيا وأمريكا الشمالية وأوروبا أدوارًا متميزة اعتبارًا من عام 2025. تعتبر الديسليسايد، مثل التنغستن ديسليسايد (WSi₂) والموليبدينوم ديسليسايد (MoSi₂)، جزءًا لا يتجزأ من تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة، خاصة لتطبيقاتها في أقطاب البوابة، والاتصالات، وحواجز الانتشار.

تستمر آسيا في الهيمنة على الإنتاج والابتكار في الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد. حيث تستثمر شركات الإلكترونيات البارزة في دول مثل تايوان وكوريا الجنوبية واليابان والصين بشكل كبير في الإنتاج الضخم للأجهزة المنطقية والذاكرة المتقدمة التي تستخدم طبقات الديسليسايد. تواصل شركات مثل Taiwan Semiconductor Manufacturing Company وSamsung Electronics وSK Materials قيادة اعتماد أفلام الديسليسايد في عقد منطقية الفرعية الأقل من 5 نانومتر وعمليات DRAM. في اليابان، تقوم Toshiba Corporation وTOK بتوفير مواد كيميائية خاصة وحلول معالجة لتشكيل الديسليسايد، في حين تدعم الاستثمارات المدعومة من الحكومة في الصين القدرات المحلية لتقليل الاعتماد على الواردات. تدعم هذه التجمعات الإقليمية سلاسل التوريد القوية لمركبات السيليكون النقي والمعادن المقاومة للحرارة اللازمة لتخليق ديسليسايد.

تتميز أمريكا الشمالية ببحوث وتطوير مستمرة وإنتاج تجريبي، مع تركيز قوي على الابتكار في المواد وتكامل العمليات. تعمل إنتل وApplied Materials في تطوير تقنيات جديدة لترسيب أفلام ديسليسايد التي تندفع بسمك رقيق ومتجانس لتلبية متطلبات أجهزة الترانزستور والتوصيلات من الجيل المقبل. تسهم التعاونات بين شركات أشباه الموصلات والجامعات في تسريع الانتقال من التقدم المخبرية إلى التصنيع. تسعى أحدث حوافز الحكومة الأمريكية لتصنيع أشباه الموصلات المحلية إلى تعزيز كلاً من القدرة والريادة التكنولوجية، بما في ذلك اعتماد المواد المتقدمة مثل الديسليسايد.

تظل أوروبا مركزًا قويًا للمعدات، والمواد الخاصة، والبحوث التعاونية. تتقدم ASM International وInfineon Technologies في تكنولوجيا المعدات و منصات الميكروإلكترونيات التي تستغل خصائص الديسليسايد لتطبيقات أشباه الموصلات للقدرة والسيارات. تستفيد المنطقة من المبادرات بموجب قانون الشرائح الأوروبي، حيث تهدف إلى زيادة حصة أوروبا في تصنيع أشباه الموصلات العالمية مع التركيز على الاستدامة والمرونة في سلسلة التوريد. تدعم ائتلافات البحث عبر الحدود، التي تشارك فيها غالبًا المؤسسات الوطنية والمجالات البحثية، تكثيف إدماج الديسليسايد في العقد التقليدية وحديثة أشباه الموصلات.

عند النظر إلى المستقبل، تشير الاتجاهات الإقليمية إلى أن آسيا ستحافظ على تفوقها في التصنيع، بينما ستركز أمريكا الشمالية على الابتكار عالي القيمة، وستولي أوروبا الأولوية للجودة والمعدات والاستدامة. من المقرر أن يتم رؤية مزيد من التعاون والمنافسة في السنوات القليلة المقبلة بينما تعزز كل منطقة قدراتها في تصنيع الميكروإلكترونيات القائم على الديسليسايد.

الاستثمار، البحث والتطوير، ونشاط براءات الاختراع

من المتوقع أن يزداد الاستثمار والبحث والتطوير في تصنيع الميكروإلكترونيات القائم على الديسليسايد حتى عام 2025، حيث تستهدف صناعة أشباه الموصلات أداءً أعلى للترانزستورات، وتقليل مقاومة الاتصال، وتحسين الاستقرار الحراري على النطاق النانوي. تعتبر الديسليسايد – لا سيما الموليبدينوم الديسليسايد (MoSi₂) والتنغستن الديسليسايد (WSi₂) – جزءًا متزايد الأهمية كبدائل لأشباه الموصلات التقليدية مثل الكوبالت والنيكل، خاصةً للعقد عند 3 نانومتر وما بعدها.

يوسع كبار الشركات والموردين للتقنيات ميزانيات البحث والتطوير لمواجهة تحديات التقلص وإدماج المواد. تشير TSMC، أكبر مصنع للشرائح في العالم، إلى استثمارات مستمرة في أبحاث المواد المتقدمة، بما في ذلك الديسليسايد الجديدة، كجزء من خريطتها للوصول إلى تقنيات بحجم 2 نانومتر و”A16”. تواصل إنتل تسجيل طلبات براءة اختراع ونموذج أولي لهياكل الملامسات والبوابات القائمة على الديسليسايد بهدف تقليل المقاومات الطفيلية في تقنية CMOS. بالمثل، تطور سامسونج مخططات التثبيت من الجيل التالي، مع التركيز على تحسين موثوقية الأجهزة في ظل كثافات تيارات عالية – وهي ميزة رئيسية للديسليسايد مقارنة بالديسليسايد التقليدية.

قد أفادت الموردون للمعدات مثل Applied Materials وLam Research بزيادة التعاون مع صانعي الشرائح لتحسين تقنيات الترسيب الطبقي الذري (ALD) والترسيب الكيميائي من البخار (CVD) لأفلام الديسليسايد. من المتوقع أن تؤدي هذه الشراكات إلى تحقيق كيمياء جديدة للعملية ووحدات الأجهزة المصممة لتكامل بحجم أقل من 5 نانومتر بحلول عام 2026.

يشير النشاط في مجال براءات الاختراع في هذا المجال إلى وجود حركة قوية ومتزايدة. وفقًا لطلبات براءة الاختراع التي تم تتبعها حتى أواخر عام 2024، يظهر هناك زيادة واضحة في الاختراعات المتعلقة بالترسيب لأفلام الديسليسايد، انتقاء قطع، وهندسة الواجهات. تهيمن الشركات في الملفات من TSMC وإنتل وسامسونج على البراءات، مع التركيز الملحوظ على MoSi₂ وWSi₂ لتطبيقات المنطق والذاكرة. كما تُسجل شركات المعدات براءات اختراع لتصميمات المفاعل وأنظمة توصيل الرؤوس لدعم الترسيب الموحد للديسليسايد بكميات كبيرة.

عند النظر إلى السنوات القليلة المقبلة، يتوقع القطاع تحقق نمو مستمر في تقديرات البحث والتطوير العامة والخاصة، حيث تسعى الشركات الرئيسية إلى تأمين مواقع بالملكية الفكرية للحصول على مزايا تنافسية. من المحتمل أن تسارع الجهود التعاونية بين المصانع، وموردي المواد، ومصنعي المعدات من تسويق حلول الديسليسايد، مما يجعلها ضمن خريطة الطريق لمصانع الميكروإلكترونيات المتقدمة.

الآفاق الاستراتيجية: الفرص والمخاطر حتى 2030

تتحدد آفاق تصنيع الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد حتى عام 2030 من خلال تقاطع الابتكار التكنولوجي، واعتبارات سلسلة التوريد، والديناميات التنافسية في صناعة أشباه الموصلات العالمية. تعتبر الديسليسايد، وخاصة الموليبدينوم الديسليسايد (MoSi₂) والتنغستن الديسليسايد (WSi₂)، أمرًا حيويًا بشكل متزايد كمواد اتصال وترابط بسبب ثباتها الحراري الفائق، ومقاومتها المنخفضة، وتوافقها مع القيادة المتقدمة في المقياس. مع تسارع الصناعة إلى تطوير تقنيات الترانزستورات التي تقل عن 5 نانومترات وGAA، من المتوقع أن تزداد الطلبات على حلول ديسليسايد قوية وعالية الأداء، مدفوعةً بالجهات المصنعة الرائدة مثل إنتل وشركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC).

توجد فرص كبيرة لموردي المواد ومصنعي المعدات القادرين على تقديم أهداف ديسليسايد فائقة النقاء، والمواد السابقة، وأدوات الترسيب. سيعزز الانتقال الجاري نحو تخطيط الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة (EUV) وظهور تقنية التكامل الثلاثي الأبعاد – بما في ذلك الشرائح والتعبئة المتقدمة – متطلبات النمو للديسليسايد التي لديها خصائص كهربائية وميكانيكية وحواجز diffusion المصممة خصيصًا. تستثمر شركات مثل ULVAC, Inc. وEntegris, Inc. في منصات الترسيب الفيزيائي من الجيل القادم (PVD) ، وترسيب الطبقة الذرية (ALD) ، وترسيب البخار الكيميائي (CVD) لتلبية المواصفات المتطورة للعملاء.

ومع ذلك، تبقى المخاطر قائمة. تعتمد سلسلة التوريد للمصادر عالية النقاء للديسليسايد على عدد محدود من المنتجين، مما قد يعرض المصانع السفلى للتقلبات السعرية والاضطرابات الجيوسياسية – خاصة عند الحصول على المعادن الانتقالية النادرة. من المتوقع أن تزداد الضغوط البيئية والاجتماعية والإدارية (ESG)، حيث تتطلب الهيئات التنظيمية في الولايات المتحدة وأوروبا وشرق آسيا تخفيضات ملموسة في المواد النفايات الضارة واستهلاك الطاقة عبر دورة حياة ترسيب الديسليسايد. من المتوقع أن تلعب تحالفات الصناعة والائتلافات المصنعية، مثل تلك التي تنسقها SEMI، دورًا حاسمًا في وضع أفضل الممارسات وتسهيل تبادل المعلومات حول التوريد المسؤول وتحسين العمليات.

عند النظر إلى عام 2030، فإن آفاق الميكروإلكترونيات القائمة على الديسليسايد إيجابية بشكل عام: حيث يبدو أن التكنولوجيا ستظل حجر الزاوية للأجهزة المنطقية والذاكرة والطاقة المتقدمة. ستكون الاستثمارات الاستراتيجية في البحث والتطوير – مقترنة بإدارة سلسلة التوريد المرنة والامتثال النشط لمعايير ESG – ضرورية للشركات التي تسعى للاستفادة من الفرص التي تقدر بمليارات الدولارات في تصنيع شرائح أشباه الموصلات من الجيل التالي.

المصادر والمراجع

• Ferrotec Holdings Corporation
• DuPont
• H.C. Starck
• Texas Instruments
• Infineon Technologies
• Entegris
• IEEE
• imec
• TOK
• NXP Semiconductors N.V.
• Toshiba Corporation
• ASM International
• ULVAC, Inc.