كيف قد تغيّر تقنية High‑NA EUV مستقبل الحوسبة الكمومية على السيليكون

تتميز هذه التقنية بما يسمى الفتحة العددية العالية (High Numerical Aperture)، ما يمنحها قدرة أعلى على رسم أنماط دقيقة جداً على رقائق السيليكون مقارنة بأنظمة EUV السابقة.

هذه الدقة ضرورية للجيل القادم من الشرائح الذي يستهدف تقنيات تصنيع أقل من 2 نانومتر.

باستخدام هذه الأدوات تمكن الباحثون من تصنيع شبكة عاملة من كيوبتات النقاط الكمومية بفواصل صغيرة للغاية على رقاقة سيليكون، ما يوضح أن تقنية High‑NA قادرة على تشكيل البنى النانوية المطلوبة لبناء كيوبتات سيليكونية.

لم تكشف imec عن تفاصيل عملية التصنيع بالكامل مثل:

• طبقات المواد الضوئية المستخدمة
• خطوات الحفر الدقيقة
• نسب الإنتاج أو العائد التصنيعي

لكن الإعلان أكد أن تصنيع هذه الأجهزة ممكن باستخدام نفس منصة الطباعة المتقدمة المصممة لرقائق المستقبل.

لماذا تعتبر High‑NA EUV مهمة للحوسبة الكمومية

العديد من تقنيات الحوسبة الكمومية تواجه مشكلة التوسع. قد يعمل الكيوبت الفردي جيداً، لكن إنتاج آلاف الكيوبتات المتطابقة بدقة أمر بالغ الصعوبة.

هنا تأتي أهمية كيوبتات النقاط الكمومية المبنية على السيليكون.

هذه الكيوبتات تعتمد على بوابات نانوية صغيرة تُبنى فوق رقاقة السيليكون، وهي بنية تشبه إلى حد كبير الترانزستورات في الشرائح المتقدمة.

إذا أمكن تصنيعها باستخدام نفس تقنيات الطباعة الدقيقة، فقد يصبح توسيع عدد الكيوبتات أكثر واقعية.

تقنية High‑NA EUV توفر عدة مزايا أساسية:

• إنشاء ملامح أصغر وأكثر دقة على رقائق السيليكون
• تحسين دقة المحاذاة بين الطبقات المختلفة
• التوافق مع عمليات التصنيع الصناعية المتقدمة

وبالتالي فإن التجربة تشير إلى أن منصة الطباعة المصممة لمستقبل الحوسبة التقليدية قد تدعم أيضاً الجيل القادم من الأجهزة الكمومية.

تقارب متزايد بين صناعة الشرائح والحوسبة الكمومية

تاريخياً كانت الأجهزة الكمومية تُصنع غالباً في مختبرات بحثية باستخدام عمليات تصنيع مخصصة.

لكن تجربة imec تشير إلى مسار مختلف:
الأجهزة الكمومية قد تُصنع مستقبلاً داخل منظومة تصنيع أشباه الموصلات نفسها.

هذا مهم لأن الصناعة تمتلك خبرة هائلة في:

• الطباعة النانوية عالية الدقة
• إدارة عمليات تصنيع معقدة تشمل مئات الخطوات
• الإنتاج الضخم للرقائق
• تحسين جودة الإنتاج والقياس المتقدم

إذا استطاعت كيوبتات السيليكون الاستفادة من هذه البنية الصناعية، فقد يصبح تطوير الحواسيب الكمومية أقرب إلى النموذج الذي بُنيت عليه صناعة الإلكترونيات الدقيقة.

دور خط NanoIC التجريبي في هذا التقدم

هذا الإنجاز مرتبط أيضاً بالبنية البحثية الأكبر التي يديرها imec.

المعهد يشغّل مشروع NanoIC في مدينة لوفين البلجيكية، وهو أكبر خط تجريبي لأشباه الموصلات في أوروبا ضمن قانون الرقائق الأوروبي.

يبلغ حجم الاستثمار في المشروع حوالي 2.5 مليار يورو، منها نحو 700 مليون يورو تمويل من الاتحاد الأوروبي إضافة إلى دعم حكومات وشركاء صناعيين.

هدف الخط التجريبي هو توفير بيئة تسمح للشركات والباحثين باختبار:

• تقنيات تصنيع جديدة
• معماريات شرائح متقدمة
• عمليات تصنيع ما بعد عقدة 2 نانومتر

قبل الانتقال إلى مصانع الإنتاج التجاري.

وكجزء من هذه المنظومة تم تركيب نظام High‑NA EUV من ASML داخل غرفة imec النظيفة بحجم 300 ملم، وهو أحد أكثر أنظمة الطباعة الضوئية تطوراً في العالم.

جزء من سباق عالمي على تقنيات High‑NA

تُعد أنظمة High‑NA EUV الجيل القادم من تقنيات الطباعة الضوئية، ومن المتوقع أن تستخدمها شركات تصنيع الشرائح لإنتاج رقائق منطقية وذاكرة متقدمة في نهاية العقد الحالي.

وتعمل ASML بالتعاون مع imec ضمن برامج بحثية ومختبرات مشتركة لتطوير هذه التقنيات وتسريع استخدامها الصناعي.

في الوقت نفسه يتوسع دور الشركة عالمياً مع بناء مصانع شرائح جديدة. على سبيل المثال، دخلت ASML في شراكة مع Tata Electronics لدعم إنشاء أول مصنع تجاري للرقائق في الهند بمدينة دوليرا في ولاية غوجارات.

هذه المشاريع تعكس توجهاً عالمياً لتعزيز سلاسل تصنيع أشباه الموصلات وتوسيع قدرات الإنتاج المتقدمة.

لماذا يمثل هذا الإنجاز علامة مهمة

لا يعني هذا الإعلان أن الحواسيب الكمومية واسعة النطاق أصبحت قريبة جداً.

التجربة لا تثبت بعد:

• إنتاج آلاف الكيوبتات
• تحقيق نسب تصنيع عالية
• بناء معالج كمومي متحمل للأخطاء

لكنها تثبت شيئاً بالغ الأهمية:

الأدوات الصناعية المتقدمة لصناعة الشرائح قادرة على تصنيع أجهزة كمومية.

إذا استمر هذا التقارب بين الحوسبة الكمومية وصناعة أشباه الموصلات، فقد يصبح الطريق نحو الحواسيب الكمومية الكبيرة شبيهاً بالطريق الذي قاد إلى صناعة المعالجات الحديثة.