TSMC تبحث عن معدات تصنيع رقاقات خالية من مغناطيسات الأرض النادرة الصينية
تسعى شركة TSMC، أكبر مصنع للرقاقات الإلكترونية بالعقد (contract chip manufacturer) في العالم، إلى إيجاد بدائل لمعدات تصنيع تستخدم مغناطيسات دائمة قائمة على عناصر الأرض النادرة التي تسيطر الصين على إنتاجها ومعالجتها. يأتي هذا التوجه لتقليل الاعتماد على المواد التي مصدرها الصين، والتي تواجه قيود تصدير قد تؤثر على سير عمليات مصانع الشركة.
أهمية عناصر الأرض النادرة في تصنيع الرقاقات
تعتمد مصانع تصنيع أشباه الموصلات، مثل تلك التي تديرها TSMC، على آلات صناعية متقدمة تستخدم دوارات كهربائية مزودة بمغناطيسات دائمة قوية مصنوعة من عناصر الأرض النادرة، مثل النيوبيوم والديسبروسيوم والتربيوم. هذه المغناطيسات تتيح تشغيل المحركات الكهربائية في أنظمة الأتمتة الصناعية بدقة وكفاءة عالية، ما يدعم عمليات الإنتاج المعقدة في مصانع الرقائق.
ولكن تحكم الصين في صناعة هذه المواد حيوي للغاية، فهي تمثل حوالي 70% من استخراج خامات الأرض النادرة على الصعيد العالمي. علاوة على ذلك، تمتلك الصين ما يقرب من 90% من نسبة التكرير و 95% من إنتاج المغناطيسات الدائمة.
تأثير القيود الصينية على سلسلة التوريد العالمية
بدأت الصين بفرض قيود تصدير منذ عام 2025 على مجموعة من عناصر الأرض النادرة والمغناطيسات المصنوعة منها، مما استلزم إجراءات تصدير خاصة وحصول الشركات على تصاريح فردية. وفي الآونة الأخيرة، وسعت الصين هذه القيود لتشمل خمس عناصر إضافية وتقنيات معالجة ومعدات تُستخدم في التصنيع، فضلاً عن منتجات مصنعة خارج البلاد تحتوي على نسبة من هذه المواد بما يزيد على 0.1%.
هذه التدابير أدت إلى تحديات مباشرة أمام شركات مثل TSMC، التي تعتمد على هذه المواد في تشغيل خطوط إنتاجها، مما يهدد استقرار عمليات التصنيع ويدفعها للبحث عن حلول تقنية بديلة تمكنها من تخفيف الاعتماد على هذه المواد التي تغلب عليها السيطرة الصينية.
بدائل المحركات التي لا تعتمد على عناصر الأرض النادرة
تعمل TSMC على التواصل مع موردي معداتها الصناعيَّة لاكتشاف إمكانية الحصول على معدات أتمتة حديثة تستهلك محركات كهربائية لا تعتمد على مغناطيسات مصنوعة من عناصر الأرض النادرة. هناك عدة تقنيات متاحة لتحقيق ذلك، منها:
- المحركات الحثية التقليدية (Induction Motors) التي تعمل عبر التحريض الكهرومغناطيسي بدون استخدام مغناطيس دائم.
- محركات التبديل المحورية (Switched-Reluctance Motors) التي تستخدم تصميمًا مختلفًا لتوليد عزم الدوران دون الاعتماد على مغناطيسات أرض نادرة.
- محركات مغناطيسية دائمة تستخدم مغناطيسات من الحديد أو الفريت (Ferrite Magnets) بدلًا من المغناطيسات الأرضية النادرة.
مع ذلك، تستخدم هذه البدائل تقنيات مختلفة تؤدي إلى تنازلات في مجالات متعددة مثل الفاعلية، الحجم، كثافة الطاقة، الدقة، ومتطلبات التحكم.
جهود بناء سلسلة توريد بديلة خارج الصين
بالإضافة إلى الخطوات التقنية المباشرة، تسعى تايوان والولايات المتحدة لتطوير قدرات إنتاج محلية لعناصر الأرض النادرة، بهدف تقليل الاعتماد على الموارد الصينية التي تشكل قلقًا جيوسياسيًا واقتصاديًا.
تقوم تايوان بدعم معهد الأبحاث التكنولوجية الصناعية لتأسيس خط إنتاج تجريبي خلال السنوات الثلاث القادمة قد يلبي نحو نصف احتياجات البلاد من العناصر النادرة. في الوقت نفسه، تتعاون الولايات المتحدة مع شركائها لتوسيع قدرات التكرير ومصادر الإمداد الدولية، وتشجع على تطوير تطبيقات جديدة لتوفير سلسلة توريد أكثر مرونة واستدامة.
كما أعلنت إدارة سابقة في الولايات المتحدة عن خطط لتشكيل مخزون استراتيجي بقيمة مالية كبيرة لضمان وجود مخزون كافٍ يواجه مخاطرة انقطاع الإمدادات من الصين.
مستقبل تصنيع الرقائق وسط تحدي اعتماد الموارد
تواجه صناعة تصنيع الرقائق تحديات متعددة مع تعقيد وتطور تقنيات الإنتاج. يتعلق ذلك ليس فقط بالأجهزة والبرمجيات والعناصر الدقيقة للرقاقات، بل أيضًا بالمكونات الميكانيكية والكهربائية المستخدمة في خطوط الإنتاج.
يأتي تحرك TSMC في إطار سعي الشركة للحفاظ على استقرار إنتاج الرقاقات المستخدمة في الذكاء الاصطناعي، الحوسبة السحابية، وتمكين الصناعات التكنولوجية المتقدمة.
ويمكن اعتباره نموذجًا لما سيُطلب من شركات التكنولوجيا الكبرى من أجل التنوع والتفكير في استدامة سلاسل التوريد، خصوصًا في ضوء الضغوط الجيوسياسية التي تشهدها صناعة التكنولوجيا العالمية.
المصدر: Tom’s Hardware
📚 مقالات ذات صلة
اكتشاف المزيد من Mohdbali
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
