كيف تمهّد شنغهاي لينغانغ الطريق أمام الجيل الرابع من أشباه الموصلات؟

تتعامل منطقة لينغانغ الجديدة في شنغهاي مع الجيل الرابع من أشباه الموصلات باعتباره سباقاً طويل الأمد: بناء البنية التحتية والقدرات الهندسية أولاً، ثم انتظار نضج السوق. فبدلاً من تقديم هذه المواد على أنها بديل جاهز وسريع للمواد الحالية، تحاول لينغانغ تقليص المسافة بين المختبر والمنتج عبر منصات التحقق، والحاضنات، وخطوط الإنتاج التجريبية، والشراكات مع العملاء والتمويل المبكر.

بحلول عام 2028، تستهدف المنطقة جذب ما لا يقل عن 50 شركة ذات صلة، مع طموح لتجاوز حجم الصناعة 5 مليارات يوان. 18 لكن هذا الرقم يمثل هدفاً لبناء تجمع صناعي، وليس وعداً بأن جميع تقنيات الجيل الرابع ستدخل الإنتاج واسع النطاق خلال فترة قصيرة.

ثلاث خطوات لبناء الصناعة قبل نضج السوق

يمكن تلخيص تحرك لينغانغ في ثلاث مراحل متتابعة:

• مارس 2024: تحديد الأولوية. كانت شنغهاي من أوائل المناطق في الصين التي أدرجت الجيل الرابع من أشباه الموصلات ضمن اتجاهات الصناعات المستقبلية، وبدأت تخطيطاً متكاملاً يشمل المواد والأجهزة والعمليات والتطبيقات. 28
• مايو 2025: إطلاق التجمع الصناعي. دشّنت لينغانغ أول تجمع صناعي مستقبلي متخصص في الجيل الرابع من أشباه الموصلات على مستوى الصين، لتحويل التوجه السياسي إلى مساحة صناعية ومنظومة عملية. 811
• يوليو 2026: إصدار خطة العمل. طرحت لجنة إدارة منطقة لينغانغ الجديدة خطة بناء التجمع الصناعي للفترة 2026–2028، محددة أهداف عدد الشركات وحجم الصناعة، إلى جانب مسار يمتد من البحث الأساسي والاختراقات التقنية إلى التحقق من المفهوم، والإنتاج الهندسي التجريبي، وعروض التطبيقات، ثم الاستخدام التجاري واسع النطاق. 116

وتقسم الخطة المواد المستهدفة إلى مسارين رئيسيين:

1. أشباه موصلات ذات فجوة نطاق فائقة الاتساع: وتشمل أكسيد الغاليوم (Ga₂O₃)، والماس، ونتريد الألومنيوم (AlN).
2. أشباه موصلات ذات فجوة نطاق فائقة الضيق: وتشمل أنتيمونيد الإنديوم (InSb) وأنتيمونيد الغاليوم (GaSb). 1

وترتبط هذه المواد بتطبيقات محتملة في إلكترونيات القدرة عالية الجهد، والاتصالات بترددات الراديو والميكروويف، والأجهزة الكهروضوئية للأشعة فوق البنفسجية العميقة، والكشف بالأشعة تحت الحمراء، والاستشعار الكمي، والإلكترونيات العاملة في البيئات القاسية. 1

وبحلول عام 2026، كانت لينغانغ قد استقطبت أكثر من عشر شركات للمواد والأجهزة في مجالات أكسيد الغاليوم والماس ونتريد الألومنيوم ومركبات الأنتيمون، وهو ما يمثل أكثر من نصف الشركات ذات الصلة في شنغهاي وفق التقارير المتاحة. 26

لماذا الاستثمار قبل أن ينضج السوق؟

الرهان الأساسي هو كسب ما تسميه شنغهاي «نافذة زمنية» في سباق التكنولوجيا. فظهور مادة جديدة لا يكفي وحده لبناء صناعة؛ إذ يجب أن يتطور بالتوازي تصميم الأجهزة، وتصنيعها، والمعدات، وسلسلة الإمداد، وتطبيقات الاستخدام النهائي.

إذا انتظرت الشركات والسلطات حتى تتضح السوق بالكامل، فقد تجد أن المنافسين سبقوها في إنشاء القدرات التصنيعية والعلاقات مع العملاء. لذلك تحاول لينغانغ تحويل فترة الانتظار إلى مرحلة استثمار ومراقبة وتحقق هندسي، بحيث تكون بعض حلقات السلسلة جاهزة عندما تبدأ الحاجة التجارية الفعلية في الظهور. 2

لكن المخاطر واضحة. فحتى أول نتائج منشورة علناً بشأن جهاز قائم على أكسيد الغاليوم لم تظهر إلا في عام 2012. وبالاستناد إلى المسار الذي سلكته أشباه موصلات الجيل الثالث، قد لا تصل التطبيقات العملية لأكسيد الغاليوم إلى مرحلة الانتشار قبل عام 2040، وفق تقدير مسؤول في قطاع العلوم والتكنولوجيا في شنغهاي. 7

وعليه، لا تقول لينغانغ إن الجيل الرابع سيحل قريباً محل المواد الحالية. ما تفعله هو إنشاء قدرة مبكرة على فرز المسارات التقنية واختبارها هندسياً، بهدف تقليل الاحتكاك الذي عادة ما يواجه انتقال الابتكار من الورقة البحثية إلى المنتج.

أكسيد الغاليوم: فرصة في تطبيقات الجهد العالي

يحتل أكسيد الغاليوم موقعاً محورياً في استراتيجية لينغانغ، خصوصاً في أجهزة القدرة ذات الجهد المتوسط والعالي وفائق الارتفاع. وترى شركات مرتبطة بالمنطقة أن كربيد السيليكون، وهو من مواد الجيل الثالث، قد يواجه حدوداً في تطبيقات تتجاوز 3300 فولت، مثل بعض استخدامات المركبات الكهربائية وشبكات الكهرباء فائقة الجهد. في المقابل، قد يكون أكسيد الغاليوم مناسباً بصورة أكبر لاتجاهات الجهد الأعلى. 49

أما عامل التكلفة، فيرتبط بطريقة تصنيع البلورات. تشير التقارير إلى إمكانية استخدام طرق سائلة أو طرق مرتبطة بالنمو من المصهور لأكسيد الغاليوم، في حين ترتبط صناعة كربيد السيليكون بمسارات طور غازي أكثر صعوبة. ولذلك تتوقع بعض الجهات أن يحقق أكسيد الغاليوم، عند بلوغ الإنتاج واسع النطاق، خفضاً كبيراً في التكلفة قد يصل إلى مستوى «مراتب كاملة» مقارنة بالمسار التقليدي. 753

مع ذلك، فهذه توقعات تقنية مستقبلية وليست ميزة سعرية أثبتها السوق على نطاق واسع. وستظل جودة البلورات، والتحكم في العيوب، وتقنيات النمو الفوقي، وموثوقية الأجهزة، والإنتاجية ونسب النجاح التصنيعي عوامل حاسمة في تحديد سرعة التسويق.

ولا تقتصر الفرص المحتملة على أجهزة القدرة. فمع اقتراب بعض المواد الحالية من حدود الأداء الفيزيائية في مرشحات الاتصالات عالية التردد، قد تبحث الشركات عن مواد وبنى جديدة للأجهزة. 7 كما يرتبط الماس بإدارة الحرارة والقدرة العالية، ونتريد الألومنيوم بتطبيقات الترددات الراديوية والأشعة فوق البنفسجية العميقة، بينما ترتبط مركبات الأنتيمون بالكشف بالأشعة تحت الحمراء وغيرها من التطبيقات المحتملة. غير أن هذه المواد لا تتمتع بدرجة النضج نفسها، ولا تسير جميعها على طريق واحد نحو الإنتاج التجاري.

حاضنة «سينان»: تقليص المسافة بين البحث والمنتج

لا تعتمد لينغانغ على مختبر واحد، بل تحاول بناء شبكة تربط البحث بالتحقق والتصنيع والتمويل. وتعمل حاضنة سينان لأشباه الموصلات وفق نموذج يجمع استقطاب الابتكار، والخدمات المتخصصة، وموارد المنطقة الصناعية، والربط بين الاحتضان والاستثمار، وحوافز الاستثمار اللاحق. وتركز الحاضنة على الرقائق المخصصة للسيارات وأشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة. 3637

أما مركز التحقق من مفهوم أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق فائقة الاتساع، فيغطي إعداد المواد المتقدمة، وتصميم الأجهزة، والتحقق من عمليات التصنيع، والاختبار، ودراسة جدوى السوق. والهدف هو تقييم الإمكان التقني والفرصة التجارية في الوقت نفسه. 37

ويغيّر هذا النموذج المسار التقليدي لتحويل الأبحاث. فبدلاً من انتظار اكتمال التكنولوجيا ثم البحث عن عميل، يمكن إدخال متطلبات الصناعة منذ مرحلة تصميم الجهاز والتحقق من العملية، ثم المرور عبر اختبار العينة، ومسار الإنتاج التجريبي، واختبار التطبيق، والتقييم التجاري. بهذه الطريقة، لا تصبح الورقة البحثية هي نقطة النهاية، بل نقطة بداية لعملية فرز وتطوير أكثر ارتباطاً بالطلب الحقيقي. 537

ويمتد هذا النهج إلى التمويل المبكر. فمن خلال آلية «تحويل المنح إلى استثمار»، تستكشف لينغانغ إمكانية تحويل جزء من الدعم العلمي غير القابل للاسترداد إلى دعم أقرب إلى الاستثمار في رأس المال. وفي عام 2025، وُقّعت اتفاقيات مع ثمانية مشاريع تجريبية ضمن الدفعة الأولى من هذه الآلية. 33

كما أُعلن عن صندوق «لينغانغ تشي航» بقيمة 500 مليون يوان، يستهدف الشركات الناشئة والشركات في مرحلة البذرة داخل المنطقة. إلا أن المعطيات المتاحة تصفه كصندوق شامل للشركات التقنية المبكرة في لينغانغ، ولا تثبت أنه مخصص حصراً للجيل الرابع من أشباه الموصلات. 33

ماذا يضيف نموذج «الحاضنة + موقع الاستخدام»؟

توضح تجربة شركة «شينتشينغ يويَننغ» طريقة عمل الحاضنة، وإن لم تكن الشركة نفسها مشروعاً للجيل الرابع من أشباه الموصلات. فقد أسسها فريق من جامعة شنغهاي جياو تونغ لتطوير رقائق حرارية كهربائية، ثم حصل المشروع داخل منظومة الحاضنة على ربط بالتمويل، ومختبر نظيف، ودعم لإنشاء خط إنتاج تجريبي، واتصالات بموردي المعدات، وربط بمواقع صناعية.

كما تعاون المشروع مع مصنع الدرفلة على الساخن التابع لشركة باوستيل للتحقق من تقنية استعادة الحرارة الصناعية. 22 وتبيّن هذه الحالة كيف يمكن للمنطقة تنظيم تحويل نتائج البحث إلى تطبيق صناعي، لكنها لا تثبت أن الجيل الرابع من أشباه الموصلات دخل مرحلة التسويق التجاري.

الفكرة الأوسع هي أن موقع الاستخدام لا يأتي بعد انتهاء التطوير، بل يشارك في تحديد المنتج منذ البداية. فعندما يتواصل فريق تقني مع عميل صناعي قبل تثبيت التصميم النهائي، يمكن أن تعود متطلبات العميل لتؤثر في مواصفات الجهاز، وطريقة اختباره، ومسار إنتاجه.

اختبار 2028 الحقيقي

لن يكون النجاح في عام 2028 مرهوناً بإثبات أن جميع مواد الجيل الرابع أصبحت جاهزة للإنتاج واسع النطاق. المقياس الأكثر واقعية هو قدرة لينغانغ على بناء منظومة كثيفة تشمل المواد، والأجهزة، والعمليات، والمعدات، والتطبيقات.

إذا نجحت المنطقة في جمع أكثر من 50 شركة، وتوفير قدرات عامة للبحث والتطوير والإنتاج التجريبي، وإنشاء عروض تطبيقية مستمرة، وربط المشاريع برأس المال والعملاء، فقد تكون في موقع أفضل للتحرك سريعاً عندما تتجاوز تقنيات أكسيد الغاليوم أو الماس أو نتريد الألومنيوم أو مركبات الأنتيمون عتبات الأداء والتكلفة. 15

ميزة هذه الاستراتيجية أنها تستثمر وقت انتظار السوق في بناء الخبرة الهندسية والعلاقات الصناعية. أما خطرها، فهو أن دورة التكنولوجيا قد تكون أطول من دورة السياسات، وأن بعض المواد قد تبقى لسنوات في المختبر أو في نطاق التحقق المحدود.

لذلك، فإن المؤشر الأهم بالنسبة إلى لينغانغ ليس إعلان النجاح مبكراً، بل القدرة على استخدام الاختبارات الواقعية، والإنتاج التجريبي، واحتياجات العملاء لاستبعاد المسارات غير القابلة للحياة، ثم دفع المشاريع الأكثر وعداً نحو منتجات يمكن تكرار تصنيعها وتسويقها.