00:00:05
قد يكون هذا أنظف مصنع في العالم.
00:00:11
إنها في طليعة الإنجازات البشرية
00:00:14
حيث تلتقي التكنولوجيا بالمستقبل.
00:00:17
وهي تتطور باستمرار.
00:00:21
إذا لم تتمكن من الابتكار
00:00:22
فلن تتمكن من البقاء في هذه الصناعة.
00:00:26
يأخذون السيليكون، أحد أكثر المواد شيوعًا في العالم
00:00:31
، ويضعون عليه مليارات الدوائر والترانزستورات.
00:00:36
مهمتهم هي إضافة مليارات أخرى
00:00:39
إلى الرقائق التي تصبح أصغر دائمًا.
00:00:46
كل يوم تحتاج إلى القيام بشيء جديد.
00:00:47
إذا لم يكن الأمر كذلك، فأنت تتخلف عن الركب.
00:00:51
في عالم يعتمد فيه كل شيء على قوة الحوسبة،
00:00:56
يتم إنشاء الغد هنا
00:00:59
داخل هذا المصنع الضخم.
00:01:19
صباح يوم الاثنين.
00:01:21
وقت الذروة لاستخدام المياه والطاقة.
00:01:30
إنه أمر بالغ الأهمية.
00:01:32
خلل واحد يمكن أن يؤدي إلى كارثة على أرضية المصنع.
00:01:39
نحن نسميها مازحا "المركبة الفضائية".
00:01:42
لأنها تبدو مثل غرفة قيادة القبطان داخل مركبة فضائية.
00:01:45
إنه بمثابة العقل المدبر لعمليات المصنع
00:01:48
التي تتحكم في أنظمة الطاقة في المنشأة بأكملها
00:01:52
وأنظمة المياه وتكييف الهواء وإدارة المواد الكيميائية.
00:01:56
قائد هذه المركبة الفضائية، ريكس لاي.
00:02:00
إنه الشخص الذي يتحمل كل المسؤولية
00:02:04
للتأكد من أن الإمدادات ثابتة وموثوقة.
00:02:08
في تصنيع أشباه الموصلات
00:02:11
هناك في الواقع أكثر من ألف عملية.
00:02:13
يمكنك أن تتخيل أنه عندما تتوقف إحدى هذه العمليات،
00:02:16
فهذا يعادل توقف سير العمل بأكمله
00:02:19
وإعادة تشغيله بعد ذلك يعد مهمة صعبة للغاية.
00:02:23
إنها أكثر من مجرد تحدي.
00:02:25
انقطاع الإنتاج يمكن أن يكلف الملايين.
00:02:29
إنه يضع مركز الطاقة هذا في دور حاسم
00:02:33
في حماية شريان الحياة لعملاق أشباه الموصلات هذا.
00:02:42
في قلب العملية، السيليكون.
00:02:46
المادة التي تجعل الرقائق الدقيقة ممكنة.
00:02:50
في بعض الأحيان يقوم بتوصيل الكهرباء
00:02:53
وأحيانًا لا
00:02:55
يعتمد ذلك على كيفية تطبيق القليل من الجهد الكهربائي.
00:02:59
ومن هنا يطلق عليه "أشباه الموصلات".
00:03:03
في صناعة أشباه الموصلات،
00:03:06
نشير عادةً إلى المكونات باسم الترانزستورات.
00:03:09
تعمل الترانزستورات بشكل أساسي كمفاتيح
00:03:12
ويمكن استخدامها في الأنظمة الرقمية
00:03:16
حيث يتم تمثيل جميع الإشارات باستخدام 0 و 1.
00:03:20
قد يبدو الأمر جنونيًا
00:03:22
ولكن الشريحة في الأساس عبارة عن عدد كبير من المفاتيح.
00:03:26
ومع ذلك، فالأمر أكثر تعقيدًا مما يبدو.
00:03:32
في الدوائر المتكاملة، يتم وضع عدد كبير من الترانزستورات،
00:03:35
تسمى هذه المفاتيح،
00:03:38
على شريحة واحدة.
00:03:41
على سبيل المثال، تحتوي الرقائق المستخدمة في هواتف أبل الذكية
00:03:45
على مئات المليارات من الترانزستورات.
00:03:49
هذه المفاتيح المجهرية هي المكونات الأساسية لجميع الحوسبة.
00:03:57
مهما كان ما تريد أن تفعله شريحتك
00:03:59
، فإن مليارات الترانزستورات الموجودة على متنها هي التي تجعل ذلك ممكنًا.
00:04:04
كلما زاد عدد الترانزستورات،
00:04:07
زادت تعقيد الحسابات الممكنة
00:04:11
وزادت قدرة جهازك على القيام بالمزيد.
00:04:15
من الاتصالات والحوسبة والصحة الطبية
00:04:22
وحتى الأغراض العسكرية،
00:04:27
فهي في الأساس أدمغة الإلكترونيات الحديثة.
00:04:36
تتفوق تايوان على ثقلها عندما يتعلق الأمر بإنتاج الرقائق،
00:04:42
وذلك بفضل خبرتها الطويلة
00:04:45
وموقعها الجغرافي.
00:04:48
تايوان قوية للغاية في قطاع التصنيع.
00:04:51
وتمتلك ما يقرب من 70% من حصة السوق العالمية في خدمات المسابك
00:04:55
وأكثر من 90% في عمليات التصنيع المتقدمة
00:04:59
، كما أنها رائدة في التجميع والاختبار على المستوى العالمي.
00:05:05
تمتد عبر ثلاث مجمعات علمية من الشمال
00:05:09
إلى الوسط
00:05:11
وإلى الجنوب من تايوان،
00:05:15
وهناك مجموعة كثيفة من المرافق التي تم بناؤها
00:05:18
لخدمة كل مرحلة من مراحل إنتاج الرقائق.
00:05:21
وهي مجتمعة تجعل من تايوان
00:05:24
أهم منتج لأشباه الموصلات في العالم.
00:05:30
تايوان هي الموقع الوحيد حول العالم
00:05:32
الذي يقوم بتصنيع المنتجات المنطقية الأكثر تقدمًا
00:05:38
وكذلك الذاكرة المتطورة.
00:05:40
لذلك من الواضح أن المنطق المتقدم يتم إنتاجه بواسطة TSMC
00:05:44
والذاكرة المتطورة يتم إنتاجها بواسطة Micron.
00:05:49
في وسط المجموعة
00:05:51
توجد تقنية ميكرون.
00:05:53
واحدة من أكبر الشركات المصنعة لأشباه الموصلات في تايوان.
00:06:00
تأسست الشركة في الولايات المتحدة الأمريكية
00:06:02
ولكنها أيضًا جعلت من نفسها موطنًا في تايوان
00:06:06
من خلال مصنع ضخم يقوم بالجزء الأكبر من التصنيع.
00:06:13
لقد كانت هنا منذ ما يقرب من 30 عامًا
00:06:16
وهي أحد الأسباب
00:06:18
التي جعلت الجزيرة بارزة في إنتاج أشباه الموصلات.
00:06:26
إن حجم وحجم تصنيع ميكرون في تايوان
00:06:30
لا مثيل له.
00:06:32
يعمل 25% من موظفي Micron في تايوان
00:06:35
ونحن ننتج 65% من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الخاصة بشركة Micron
00:06:39
وتبلغ حصة السوق العالمية أكثر من 10% تقريبًا.
00:06:43
لذا فإن شركة Mega Fab هي نعم
00:06:45
ولكنها ليست عملاً بين عشية وضحاها.
00:06:48
هذا هو المصنع:
00:06:50
مليون متر مربع من الإنتاج
00:06:54
بحجم 140 ملعب كرة قدم.
00:06:58
تتم العملية برمتها داخل هذه الجدران
00:07:03
بدءًا من البحث والتطوير مروراً بالتصنيع والتجميع والاختبار
00:07:07
وصولاً إلى المبيعات.
00:07:11
لدينا مصنعين للتصنيع،
00:07:13
أحدهما في Taoyuan Kweishan
00:07:15
والآخر هنا في Taichung Houli.
00:07:19
لن أخبرك كم سعره
00:07:21
ولكنه مصنع ضخم.
00:07:25
يعمل Zhong Lian Bin
00:07:27
في هندسة أشباه الموصلات منذ ثلاثة عقود،
00:07:31
وهو يسعى إلى الكمال
00:07:33
ويجب أن تكون كذلك.
00:07:35
يفخر بنفسه لأنه قام بكل شيء
00:07:38
حتى أدق التفاصيل.
00:07:41
يتضمن
00:07:43
تصنيع أشباه الموصلات اليوم أكثر من 1000 خطوة.
00:07:47
نحن لا نتحدث عن مجرد الحصول على خطوة واحدة صحيحة.
00:07:50
نحن نتحدث عن ترتيب جميع الخطوات الألف بشكل صحيح
00:07:56
حتى نتمكن من الحصول على شرائح وظيفية.
00:08:10
الخطوة الأولى هي التصميم، وهي مهمة ضخمة
00:08:15
نظرًا لأنه يجب تركيب
00:08:17
مليارات الترانزستورات على كل شريحة صغيرة.
00:08:23
ويعمل تصميم أشباه الموصلات في الواقع على تطوير بنية
00:08:28
الدوائر المتكاملة.
00:08:30
لذا فإن التصميم يشبه بناء ناطحة سحاب.
00:08:34
سيناقش المهندسون المعماريون والمهندسون المدنيون
00:08:39
خطة البناء رفيعة المستوى
00:08:41
ومكان وضع المرافق وكيفية تخطيط الغرف.
00:08:48
بمجرد اكتمال التصميم،
00:08:50
يتم إرساله إلى منطقة التصنيع
00:08:52
المعروفة باسم Fab، حيث سيتم تصنيعه.
00:09:01
الدخول ليس عملية بسيطة.
00:09:05
هناك عدو واحد لا يمكن السماح له بدخول
00:09:09
الغبار.
00:09:12
لا يمكن إدخال أي جسيم.
00:09:20
وهذا ما يسمى "العباءة"
00:09:21
ولكنها ليست في الحقيقة ثوبًا يرتدونه.
00:09:26
يسمونها بدلة أرنب
00:09:29
ولكن على الرغم من الاسم المضحك،
00:09:31
فهي واحدة من أكثر قطع المعدات حيوية في المصنع.
00:09:38
لقد تم تصميمه للحفاظ على الغبار والشعر وجزيئات الجلد
00:09:42
التي نتخلص منها طوال الوقت
00:09:44
من تلويث أرضية المصنع الأصلية.
00:09:49
حتى الأثاث الموجود في غرفة الملابس
00:09:51
مصمم لتحقيق أقصى قدر من النظافة.
00:09:54
كلها مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ
00:09:56
وصولاً إلى المقاعد ورفوف الأحذية.
00:10:03
بمجرد أن تدخل بأمان داخل بدلة الأرنب الخاصة بك،
00:10:06
هناك مرحلة أخرى
00:10:08
قبل أن تتمكن أخيرًا من دخول المنطقة النظيفة.
00:10:12
أنت بحاجة إلى أخذ "دش" خاص.
00:10:22
يتم نفخ الهواء المُفلتر عبر العشرات من فتحات التهوية
00:10:26
لإزالة أي جسيمات قد تكون وصلت إلى هذا الحد.
00:10:35
هذا مثل نصف دقيقة من مليون سنة.
00:10:42
هذا هو مقدار التحكم الذي يتعين علينا القيام به
00:10:46
حتى نتمكن من الحصول على تصنيع ناجح للرقائق.
00:10:53
خط الإنتاج أنظف مائة مرة
00:10:56
من أي غرفة عمليات في المستشفى.
00:10:59
لكن النظافة مجرد شرط مسبق.
00:11:02
العمل لم يبدأ بعد
00:11:06
تعد الآلات الموجودة هنا من أكثر الآلات تطورًا في العالم
00:11:10
بدونها،
00:11:14
ولا يمكن تحقيق التقدم التقني الذي تم إحرازه في غرف التصميم على أرض الواقع.
00:11:21
يبدأ كل شيء برقاقة سيليكون مثالية ونظيفة بعرض 12 بوصة.
00:11:30
يتم نسجها بسرعة عالية.
00:11:33
تكفي بضع قطرات من سائل حساس للأشعة فوق البنفسجية
00:11:36
لتغطية الرقاقة بالتساوي.
00:11:46
ومن ثم يتم إدخالها إلى آلة الطباعة الحجرية الضوئية.
00:11:50
إنه يشبه إلى حد ما الطريقة التي كانت تتم بها طباعة الصور في غرفة مظلمة
00:11:55
ولكن في آلة تبلغ تكلفتها مائة مليون دولار
00:11:58
وبدقة مناسبة. قبل 60 عامًا،
00:12:01
تمكنا من رؤية الترانزستور
00:12:04
بالعين البشرية المجردة.
00:12:08
واليوم، أصبح الحجم في الواقع أصغر بحوالي 10000 مرة
00:12:12
من شعرة الإنسان.
00:12:14
وهذا قدر هائل من الابتكار
00:12:18
يأتي خاصة من الطباعة الحجرية الضوئية
00:12:22
حتى نتمكن من طباعة أو تحديد
00:12:24
مثل هذه الأنماط الصغيرة على الرقاقات.
00:12:29
داخل الآلة،
00:12:30
تتعرض الرقاقة للأشعة فوق البنفسجية
00:12:33
المسقطة من خلال قناع يحمل التصميم
00:12:36
مثل فيلم سلبي.
00:12:38
يقوم هذا الضوء بطباعة تصميم الدائرة بصريًا على الرقاقة
00:12:43
مما يتسبب في تصلب المناطق المكشوفة
00:12:46
بينما يتم حفر المناطق غير المكشوفة.
00:12:51
تحدث هذه العملية مرارًا وتكرارًا
00:12:54
حيث يتم بناء الدوائر في طبقات.
00:13:00
ومع وجود مسارات في الدوائر
00:13:03
لا تتجاوز بضعة نانومترات،
00:13:06
فإن أصغر جزء من التلوث
00:13:08
يمكن أن يعطل خط الإنتاج بأكمله.
00:13:13
قد يكون الموظفون يرتدون بدلات الأرنب الخاصة بهم
00:13:15
ولكن أفضل طريقة
00:13:17
لتقليل فرص التلوث إلى الحد الأدنى
00:13:20
هي إبعاد الناس.
00:13:24
للقيام بذلك
00:13:25
تحتاج إلى أتمتة كل ما تستطيع.
00:13:30
إن الحصول على آلات لنقل الرقائق حول أرضية المصنع
00:13:35
لا يُبقي البشر بعيدًا عنها فحسب
00:13:38
، بل يعمل أيضًا على تحسين كفاءة التسليم.
00:13:44
تقوم آلات التحميل بأخذ الرقائق المطبوعة
00:13:47
ووضعها في حاويات متخصصة.
00:13:51
يتم بعد ذلك رفع هذه الحاويات إلى عربات صغيرة
00:13:54
تسير على طول القضبان العلوية.
00:13:59
مع كل هذه الحركة عالية السرعة،
00:14:02
يتم تغطية المركبات الصغيرة بأجهزة استشعار
00:14:04
حتى تتمكن من اكتشاف بعضها البعض
00:14:06
وتنظيم سرعتها إذا اقتربت كثيرًا.
00:14:11
يوجد الآلاف منهم في هذا المصنع الضخم
00:14:15
، ويسافرون معًا ما يقرب من 400 ألف كيلومتر يوميًا،
00:14:20
وهو ما يعادل الدوران حول الكوكب عشر مرات.
00:14:25
في الأيام الأولى لرقائق أشباه الموصلات،
00:14:28
تم تحميل رقائق أشباه الموصلات يدويًا على الآلات بواسطة البشر.
00:14:32
في الوقت الحاضر، مع الاتصالات عن بعد
00:14:35
وأنظمة معالجة المواد الآلية لتسليم واسترجاع المواد،
00:14:39
زاد عدد الآلات التي يشغلها شخص واحد
00:14:42
من 10 إلى 30 أو أكثر
00:14:46
وهو ما كان مستحيلاً في السابق.
00:14:50
وإجمالاً، هناك الآلاف من الآلات الضخمة
00:14:53
على أرضية المصنع.
00:14:56
وعلى الرغم من أنها باهظة الثمن وموثوقة، إلا
00:14:59
أنها لا تزال بحاجة إلى مراقبة مستمرة.
00:15:08
لحسن الحظ، لأغراض منع التلوث،
00:15:13
يمكن القيام بذلك عن بعد.
00:15:15
بواسطة طاقم صغير بشكل ملحوظ يقع في أقصى نهاية المصنع.
00:15:26
يعمل مصنعنا حاليًا بما يقرب من 5000 وحدة
00:15:29
إذا حسبنا من حيث الوحدات.
00:15:32
ومع ذلك، في أي نوبة عمل واحدة،
00:15:36
نعتمد على 70 إلى 90 زميلًا فقط لإنجاز ذلك.
00:15:39
لذلك، في صناعة أشباه الموصلات،
00:15:42
تحول دور الناس بشكل أساسي من العمل اليدوي،
وتحول دور الناس بشكل أساسي من العمل اليدوي
00:15:45
إلى اتخاذ القرارات المنطقية والمبنية على المعرفة.
00:15:49
وولف تشين هو المسؤول عن هذا الطاقم.
00:15:53
يجب عليهم التأكد من أن
00:15:54
ما يقرب من مائة عملية داخل المنطقة النظيفة
00:15:58
تجري جميعها وفقًا للتخطيط.
00:16:03
لديهم أكثر من 50.000 جهاز استشعار
00:16:07
و250 مليون نقطة تحكم تحت تصرفهم.
00:16:11
وينتج عن ذلك تدفق مذهل للبيانات
00:16:14
يصل إلى 30 بيتابايت يوميًا.
00:16:19
يمكنك أن ترى على الشاشات
00:16:22
العديد من المؤشرات الرئيسية المهمة
00:16:25
التي تأتي من دمج وتبسيط كمية كبيرة من البيانات.
00:16:28
يتيح ذلك للجميع
00:16:30
فهم أولويات الإنتاج اليوم على الفور
00:16:33
وتحديد أي مشكلات حالية داخل المصنع.
00:16:39
بعد اختبار الرقائق،
00:16:42
يتم الانتهاء من 80% من أعمال تصنيع الرقائق.
00:16:46
لكنهم يواجهون الآن التحدي الأخير
00:16:50
المتمثل في تحويلهم إلى مكونات قابلة للاستخدام.
00:17:03
تحتوي كل رقاقة على العديد من الرقائق المطبوعة عليها.
00:17:07
الآن يجب أن يتم فصلهم.
00:17:10
ويتم ذلك من خلال إحدى أقدم التقنيات المستخدمة هنا
00:17:15
في القطع بشفرات الماس.
00:17:20
يتم استخراج الرقائق الفردية
00:17:23
ووضعها واحدة تلو الأخرى على لوحات الدوائر.
00:17:28
بعد ذلك، يجب أن تكون متصلة
00:17:31
حتى تتمكن من التواصل مع المكونات الأخرى.
00:17:36
يقوم السلك الذهبي الناعم بإجراء التوصيلات
00:17:38
بواسطة آلات أكثر دقة.
00:17:42
رقاقة السيليكون نفسها هشة للغاية.
00:17:45
إذا كان هناك أي رطوبة، أو أي تآكل في البيئة،
00:17:49
فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف رقائق السيليكون.
00:17:51
لذا فإن العملية الخلفية ستغلف شريحة السيليكون
00:17:55
بحيث تكون قادرة على الحماية ضد أي نوع من الأضرار البيئية
00:17:59
وكذلك أي نوع من الأضرار الميكانيكية.
00:18:05
مرة واحدة في غلافهم الواقي الأسود المألوف
00:18:08
يتم اختبار هذه الرقائق.
00:18:11
يتم التخلص من أي شيء لا يصل إلى الصفر.
00:18:16
بعد ذلك، يتم تمييز جميع الأجزاء المؤهلة بالليزر
00:18:19
حتى يمكن التعرف عليها بسهولة.
00:18:29
وهم الآن جاهزون للخروج إلى العالم واستخدامهم.
00:18:42
لقد غيرت هذه العملية الاستثنائية بلا شك
00:18:45
وجه العالم
00:18:47
وستستمر في القيام بذلك
00:18:49
مع تحسينها واستمرار تطورها.
00:18:53
ولكن، كما هو الحال مع كل شيء،
00:18:56
فإن الفوائد التي يجلبها تأتي بتكلفة.
00:19:00
العملية أصبحت دائما أكثر تعقيدا.
00:19:03
في الماضي، كانت هناك حاجة إلى خطوات أبسط،
00:19:06
والآن يجب أن تكون أكثر تعقيدًا.
00:19:09
وهذا يعني أن هناك حاجة إلى المزيد من الماء والكهرباء
00:19:13
لإكمال العملية.
00:19:19
العودة إلى المركبة الفضائية
00:19:21
حيث يتم الاحتفاظ بالمصنع قيد التشغيل.
00:19:25
يحاول ريكس لاي وفريقه تخفيف العبء
00:19:28
الذي لا مفر منه على البيئة
00:19:31
بسبب متطلبات مثل هذا المصنع الضخم.
00:19:37
لقد قمنا بتركيب أول نظام تركيز كيميائي في العالم
00:19:41
داخل مصنعنا.
00:19:44
والغرض منه هو تحويل كحول الأيزوبروبيل المهمل (IPA)
00:19:48
إلى مواد خام قابلة لإعادة الاستخدام
00:19:51
مما يجعلها جذابة للمشترين.
00:19:54
إنهم يحاولون تحقيق نفس النجاح
00:19:57
مع مجموعة من المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة في عملية صنع الرقائق.
00:20:02
وما كان يُرسل سابقًا للحرق
00:20:05
بتركيز 15%
00:20:08
يمكن أن يُعاد تدويره بتركيز 80%.
00:20:14
يستخدم المصنع مياهًا أكثر من أي مورد آخر،
00:20:18
وهو مورد يتعرض لضغوط متزايدة في جميع أنحاء العالم. تعمل
00:20:22
أنظمة المعالجة الذكية هنا في المصنع
00:20:25
على استعادة ما يقرب من 80% من المياه المستخدمة
00:20:29
مما يقلل الاستهلاك بشكل كبير.
00:20:32
نحن لا ننظر للأشياء بشكل أفقي فقط.
00:20:35
نحن نتخذ نهجا عموديا أيضا.
00:20:38
لذلك، بدأنا في مصنعنا الجديد
00:20:40
بزراعة النباتات على الجدران
00:20:43
وإنشاء أحزمة خضراء
00:20:45
وتوليد 18000 متر مربع من المساحات الخضراء
00:20:47
مما أدى إلى تحسينات هائلة على بيئتنا.
00:20:51
وتساعد هذه الجدران الخضراء على تقليل الطاقة المستخدمة
00:20:54
للحفاظ على البيئة داخل المصنع.
00:20:59
واستخدام الطاقة المتجددة
00:21:01
يوفر ما يعادل الطاقة التي تستخدمها بلدة صغيرة.
00:21:08
نحن نعطي فقط الرقائق ولا شيء آخر
00:21:12
مما يعني
00:21:12
أننا نحاول ترك أقل قدر ممكن من البصمة البيئية.
00:21:16
ترى التأثير السلبي للاحتباس الحراري.
00:21:19
نحن بحاجة إلى القيام بدورنا
00:21:20
وسنواصل القيام بذلك في تايوان أيضًا.
00:21:23
نحن على جزيرة صغيرة ذات موارد طبيعية محدودة.
00:21:27
ولكن من خلال الجهد الجماعي للكثير من الأشخاص الأذكياء للغاية،
00:21:31
تمكنا من أن نصبح ضروريين للإنتاج العالمي.
00:21:36
وهذا بالتأكيد شيء يجب أن نفخر به.
00:21:41
عالم أشباه الموصلات
00:21:43
هو مزيج رائع من الفن والعلم
00:21:48
حيث تتشابك الدقة والبراعة في رقصة معقدة.
00:21:55
وبفضل الابتكار المستمر
00:21:57
والتصنيع على مدار الساعة
00:21:59
داخل هذه المصانع الضخمة،
00:22:04
تتقدم الحضارة الإنسانية بسرعة الضوء.
00:22:09
لذلك، في المرة القادمة التي ترسل فيها رسالة نصية
00:22:13
، أو تلتقط صورة
00:22:14
أو تبث مقطع فيديو،
00:22:18
تذكر الرحلة غير العادية
00:22:20
التي تدفعنا إلى المستقبل،
00:22:23
شريحة واحدة في كل مرة.