رقائق الكمبيوتر ذاتية التجميع في المستقبل
-
0:01 - 0:05اعتدت أجهزة الكمبيوتر أن تكون
كبيرة بحجم الغرفة -
0:05 - 0:06لكنه الآن في جيبك،
-
0:06 - 0:08على معصمك،
-
0:08 - 0:11ويمكن حتى زرعها
داخل جسمك. -
0:11 - 0:12كم ذلك رائع!
-
0:13 - 0:17قد تم تمكين هذا
عن طريق تصغير الترانزستورات -
0:17 - 0:20وهي مفاتيح صغيرة
في الدارات -
0:20 - 0:21في قلب أجهزة الكمبيوتر لدينا.
-
0:22 - 0:25وقد تحقق ذلك،
من خلال عقود من التنمية -
0:25 - 0:28وتقدمات مفاجئة،
في العلوم والهندسة -
0:28 - 0:31ومليارات الدولارات من الاستثمار.
-
0:31 - 0:34لكنه أعطانا
كميات هائلة من الحوسبة، -
0:34 - 0:36كميات هائلة من الذاكرة
-
0:36 - 0:41والثورة الرقمية
التي نختبرها ونستمتع بها اليوم. -
0:42 - 0:44ولكن الخبر السيء،
-
0:44 - 0:48نحن على وشك الوصول إلى حاجز طرق رقمي،
-
0:48 - 0:52باعتبار ان معدل تصغير
الترانزستورات يتباطئ. -
0:52 - 0:55وهذا ما يحدث
بالضبط، في نفس الوقت -
0:55 - 0:59الذي يكون فيه إبداعنا في البرمجيات
يستمر بلا هوادة -
0:59 - 1:03مع الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة.
-
1:03 - 1:08وأجهزتنا تعمل بانتظام
على التعرف على الوجه أو تعزيز واقعنا -
1:08 - 1:12أو حتى قيادة السيارات
في طريقنا الفوضوي الغادر. -
1:13 - 1:14إنه مذهل.
-
1:15 - 1:19لكن إذا لم نستمر
مع شهية برنامجنا، -
1:19 - 1:23ربما سنصل إلى نقطة
في تطوير التكنولوجيا لدينا -
1:23 - 1:27حيث أن الأشياء التي يمكننا القيام بها
في البرمجيات يمكن أن تكون محدودة! -
1:27 - 1:29من قِبل جهازنا الصلب.
-
1:29 - 1:34لقد عانينا جميعًا من الإحباط
من هاتف ذكي قديم أو جهاز لوحي قديم -
1:34 - 1:37يكدح ببطئ مع مرور الزمن،
إلى أن يتوقف عن العمل، -
1:37 - 1:41بسبب الوزن المتزايد باستمرار
من تحديثات البرامج والميزات الجديدة. -
1:41 - 1:44وقد عملت على ما يرام،
فقط عندما اشتريناها منذ وقت ليس ببعيد. -
1:44 - 1:49لكن، مهندسي البرمجيات الجياع
قد أكلوا كامل قدرات الجهاز -
1:49 - 1:50مع مرور الزمن.
-
1:52 - 1:55صناعة أشباه الموصلات،
تدرك هذا جيداً، -
1:56 - 1:59وتعمل على
كل أنواع الحلول الإبداعية، -
1:59 - 2:04مثل الذهاب إلى أبعد من الترانزستورات
إلى الحوسبة الكمومية. -
2:04 - 2:08أو حتى العمل مع الترانزستورات
في البنى البديلة -
2:08 - 2:10مثل الشبكات العصبية
-
2:10 - 2:13لصناعة دارات اكثر قوة و فعالية.
-
2:13 - 2:17لكن هذه المقاربات
سوف تستغرق بعض الوقت، -
2:17 - 2:21ونحن نبحث حقاً عن أكثر من ذلك بكثير
لحل فوري لهذه المشكلة. -
2:23 - 2:28السبب في أن معدل التصغير
من الترانزستورات يتباطئ -
2:28 - 2:32بسبب التعقيد المتزايد
في عملية التصنيع. -
2:33 - 2:36الترانزستور كان
جهاز ضخم كبير، -
2:36 - 2:40حتى اختراع الدائرة المتكاملة
-
2:40 - 2:42على أساس رقائق السيليكون النقية البلورية.
-
2:43 - 2:46وبعد 50 سنة
من التطوير المستمر، -
2:46 - 2:49يمكننا الآن تحقيق
ترانزستور بأبعاد -
2:49 - 2:52تصل الى 10 نانومتر.
-
2:52 - 2:55يمكنك احتواء أكثر من
مليار من الترانزستورات -
2:55 - 2:58في ملليمتر مربع واحد من السيليكون.
-
2:58 - 3:00ولوضع هذا في منظور:
-
3:00 - 3:04ثخن شعرة الإنسان 100 ميكرون.
-
3:04 - 3:07خلية دم حمراء،
وهي غير مرئية في الأساس، -
3:07 - 3:08هو ثمانية ميكرون،
-
3:08 - 3:12ويمكنك وضع 12 عبر
عرض شعر الانسان. -
3:12 - 3:16لكن الترانزستور، في المقارنة،
أصغر بكثير، -
3:16 - 3:19في جزء صغير جدا من الميكرون.
-
3:19 - 3:23يمكنك أن تضع أكثر من 260
من الترانزستورات -
3:23 - 3:25عبر خلية دم حمراء واحدة
-
3:25 - 3:29أو أكثر من 3000 عبر
عرض شعر الانسان. -
3:30 - 3:34انها حقا تكنولوجيا نانو لا تصدق!
وهي في جيبك الآن. -
3:35 - 3:37وبالاضافة الى الفائدة الواضحة
-
3:37 - 3:41في القدرة على وضع المزيد من
الترانزستورات الأصغر على رقاقة. -
3:42 - 3:45الترانزستورات الأصغر هي مفاتيح أسرع،
-
3:46 - 3:51و الترانزستورات الأصغر هي أيضاً
مفاتيح أكثر كفاءة. -
3:51 - 3:53لذلك أعطانا هذا الجمع
-
3:53 - 3:57الإلكترونيات ذات تكلفة أقل، أداء أعلى
و كفاءة أعلى -
3:57 - 3:59التي نستمتع بها جميعنا اليوم.
-
4:02 - 4:05لتصنيع هذه الدوائر المتكاملة،
-
4:05 - 4:08تم بناء الترانزستورات
طبقة تلو طبقة -
4:08 - 4:11على رقاقة السيليكون النقية البلورية.
-
4:11 - 4:14وبمعنى أبسط،
-
4:14 - 4:18كل ميزة صغيرة
من الدارة تم اسقاطها -
4:18 - 4:20على سطح رقاقة السيليكون
-
4:20 - 4:24وسجلت في مادة حساسة للضوء
-
4:24 - 4:27ومن ثم حفر خلال
المواد الحساسة للضوء -
4:27 - 4:30لترك النمط
في الطبقات السفلية. -
4:31 - 4:35و هذه العملية
تتحسن بشكل كبير على مرّ السنين -
4:35 - 4:37لإعطاء اداء الالكترونيات
التي نملكها اليوم. -
4:38 - 4:42ولكن مع تصاغر الترانزستورات،
-
4:42 - 4:45نحن نقترب حقا
من القيود المادية -
4:45 - 4:47لتقنية التصنيع هذه.
-
4:49 - 4:52أحدث الأنظمة
للقيام بهذا التنميط -
4:52 - 4:54أصبحت معقدة للغاية
-
4:54 - 4:59يقال أن تكلفتها
أكثر من 100 مليون دولار لكل منها. -
4:59 - 5:03ومصانع أشباه الموصلات
تحتوي على العشرات من هذه الآلات. -
5:03 - 5:07لذلك الناس يسألون بجدية:
هل هذا النهج طويل الأجل؟ -
5:08 - 5:12لكننا نعتقد أنه يمكننا القيام
بتصنيع هذه الرقاقات -
5:12 - 5:16بطريقة مختلفة تماماً
وأكثر فعالية بالكلفة -
5:17 - 5:21باستخدام الهندسة الجزيئية،
وتقليد الطبيعة -
5:21 - 5:25نزولا الى أبعاد النانو
من الترانزستورات لدينا. -
5:25 - 5:30كما قلت، التصنيع التقليدي
يأخذ كل ميزة صغيرة من الدائرة -
5:30 - 5:32و يسقطها على السيليكون.
-
5:33 - 5:36ولكن إذا نظرت إلى هيكل
الدائرة متكاملة، -
5:36 - 5:38مصفوفات الترانزستور،
-
5:38 - 5:41يتم تكرار العديد من الميزات
ملايين المرات. -
5:41 - 5:44انها بنية دورية للغاية.
-
5:44 - 5:47لذلك نحن نريد الاستفادة
من هذا التكرار الدوري -
5:47 - 5:50في تقنيتنا البديلة في التصنيع.
-
5:50 - 5:54نريد استخدام مواد التجميع الذاتي
-
5:54 - 5:57لتشكيل الهياكل الدورية بشكل طبيعي
-
5:57 - 5:59التي نحتاجها للترانزستورات لدينا.
-
6:00 - 6:02نحن نفعل هذا مع المواد،
-
6:02 - 6:06ثم المواد تفعل العمل الشاق
من الزخرفة الجميلة، -
6:06 - 6:11بدلاً من الدخول في إسقاط
التكنولوجيا إلى حدودها و تجاوزها. -
6:12 - 6:16ينظر إلى التجميع الذاتي في الطبيعة
في العديد من الأماكن المختلفة، -
6:16 - 6:19من الأغشية الدهنية إلى هياكل الخلية،
-
6:19 - 6:22لذلك نحن نعرف أنه يمكن أن يكون حلا قويا.
-
6:22 - 6:26إذا كانت جيدة بما فيه الكفاية للطبيعة،
يجب أن تكون جيدة بما فيه الكفاية لنا -
6:27 - 6:31لذلك نحن نريد أن نأخذ هذا الحدوث الطبيعي
التجميع الذاتي المتين -
6:31 - 6:35واستخدامها لتصنيع تكنولوجيا
أشباه الموصلات. -
6:37 - 6:40نوع واحد من مواد التجميع الذاتي،،
-
6:40 - 6:43يطلق عليه كتلة البوليمر المشتركة،
-
6:43 - 6:47يتكون من سلسلتين بوليمر
فقط و طوله بضع عشرات من النانومتر. -
6:47 - 6:50لكن هذه السلاسل تكره بعضها البعض.
-
6:50 - 6:51إنهم يصدون بعضهم البعض،
-
6:51 - 6:55يشبه إلى حد كبير النفط والماء
أو ابني وابنتي المراهقين. -
6:55 - 6:56(ضحك)
-
6:56 - 6:59لكننا نربطهم بقسوة معاً،
-
6:59 - 7:02يشكل في ثناياه عوامل
الإحباط في النظام، -
7:02 - 7:04كما يحاولون الانفصال عن بعضهم البعض.
-
7:05 - 7:08وفي المواد السائبة،
هناك مليارات من هؤلاء، -
7:08 - 7:11والمكونات المماثلة
حاولت أن تلتصق ببعضها البعض، -
7:11 - 7:14والمكونات المعارضة
تحاول الانفصال عن بعضها البعض -
7:14 - 7:15في نفس الوقت.
-
7:15 - 7:19وهذا له إحباط داخلي،
توتر في النظام. -
7:19 - 7:23لذلك يتحرك، يضغط
حتى يتم تشكيل الشكل. -
7:24 - 7:28والشكل الطبيعي الذاتي التجميع
التي يتم تشكيلها هو مقياس النانو، -
7:28 - 7:32انها منتظمة، انها دورية،
وهي بعيدة المدى، -
7:32 - 7:36وهو بالضبط ما نحتاجه
لصفائف الترانزستور لدينا. -
7:37 - 7:40لذلك يمكننا استخدام الهندسة الجزيئية
-
7:40 - 7:43لتصميم الأشكال المختلفة
من مختلف الأحجام -
7:43 - 7:45ودورات مختلفة.
-
7:45 - 7:48لذلك على سبيل المثال، إذا أخذنا
جزيء متماثل -
7:48 - 7:51حيث سلاسل البوليمر اثنتين
متشابهة الطول ، -
7:51 - 7:54البنية الطبيعية المجمعة ذاتيا
التي يتم تشكيلها -
7:54 - 7:57هي خط طويل متعرج،
-
7:57 - 7:58يشبه إلى حد كبير البصمة.
-
7:59 - 8:01وعرض خطوط بصمات الأصابع
-
8:01 - 8:03والمسافة بينهما
-
8:03 - 8:07يتحدد بالأطوال
من سلاسل البوليمر لدينا -
8:07 - 8:11ولكن أيضا بمستوى
الإحباط المبني داخليا في النظام. -
8:11 - 8:14ويمكننا حتى إنشاء
هياكل أكثر تفصيلاً -
8:15 - 8:18إذا استخدمنا جزيئات غير متكافئة،
-
8:19 - 8:23حيث سلسلة البوليمر واحدة
هي أقصر بكثير من الآخرى. -
8:24 - 8:26والهيكل الذاتي التجميع
المشكل في هذه الحالة -
8:26 - 8:30هو مع سلاسل أقصر
تُشكل كرة ضيقة في الوسط ، -
8:30 - 8:34وتحيط به سلاسل البوليمر
أطول و معارضة له، -
8:34 - 8:36تشكيل اسطوانة طبيعية.
-
8:37 - 8:39وحجم هذه الاسطوانة
-
8:39 - 8:43والمسافة بين
الاسطوانات، الدورية، -
8:43 - 8:46يتم تحديده مرة أخرى من قبل متى
نصنع سلاسل البوليمر -
8:46 - 8:49ومستوى الإحباط المدمج.
-
8:50 - 8:54وبعبارة أخرى، نحن نستخدم
الهندسة الجزيئية -
8:54 - 8:57للهياكل المجمعة ذاتيا على مستوى النانو
-
8:57 - 9:02التي يمكن أن تكون خطوط أو اسطوانات
بحجم ودورية تصميمنا. -
9:02 - 9:06نحن نستخدم الكيمياء،
هندسة كيميائية، -
9:06 - 9:10لتصنيع ميزات النانو
التي نحتاجها للترانزستورات لدينا. -
9:14 - 9:18لكن القدرة
لتجميع هذه الهياكل ذاتيا -
9:18 - 9:20يأخذنا فقط نصف الطريق،
-
9:20 - 9:23لأننا لا نزال بحاجة
لوضع هذه الهياكل -
9:23 - 9:27حيث نريد الترانزستورات
في الدائرة المتكاملة. -
9:27 - 9:30لكن يمكننا القيام بذلك بسهولة نسبية
-
9:30 - 9:37باستخدام هياكل دليل واسعة التي تعلق عليها
الهياكل المجمعة ذاتياً، -
9:37 - 9:39بحيث يثبتهم في مكان
-
9:39 - 9:42وإجبار بقية
الهياكل المجمعة ذاتياً -
9:42 - 9:43أن تتوضع بالتوازي،
-
9:43 - 9:46تتماشى مع دليل هيكلنا.
-
9:47 - 9:51مثلاً، إذا كنا نريد أن نصنع
خط 40 نانومتر دقيق، -
9:51 - 9:55وهو صعب جدا للتصنيع
مع تقنية الإسقاط التقليدية، -
9:56 - 10:01يمكننا صنع
دليل هيكل 120 نانومتر -
10:01 - 10:04مع تقنية الإسقاط العادية،
-
10:04 - 10:10وهذا الهيكل سوف يوضع ثلاثة
من خطوط 40 نانومتر بينهما. -
10:10 - 10:15لذلك المواد تفعل
الزخرفة الدقيقة الأكثر صعوبة. -
10:16 - 10:20ونحن نسمي هذا النهج كله
"التجميع الذاتي الموجه." -
10:22 - 10:24التحدي مع التجميع الذاتي الموجه
-
10:24 - 10:29هو أن النظام بأكمله
يحتاج إلى للمحاذاة تقريباً بشكل تام، -
10:29 - 10:34لأن أي عيب صغير في الهيكل
يمكن أن يسبب فشل الترانزستور. -
10:34 - 10:37ولأن هناك مليارات
من الترانزستورات في دائرتنا، -
10:37 - 10:40نحتاج تقريباً
نظام مثالي جزيئي. -
10:41 - 10:43لكننا نذهب إلى تدابير استثنائية
-
10:43 - 10:44لتحقيق هذا،
-
10:44 - 10:47من نظافة الكيمياء لدينا
-
10:47 - 10:50لتجهيز دقيق
لهذه المواد -
10:50 - 10:51في مصنع أشباه الموصلات
-
10:51 - 10:56لإزالة حتى أصغر
العيوب النانوية. -
10:57 - 11:03لذلك التجميع الذاتي الموجه
هي تقنية مبتكرة جديدة مثيرة ، -
11:03 - 11:05لكنها لا تزال في مرحلة التطوير.
-
11:06 - 11:10لكننا ننمو في الثقة
يمكننا، في الواقع، تقديمه -
11:10 - 11:11لصناعة أشباه الموصلات
-
11:11 - 11:14كعملية تصنيع جديدة ثورية
-
11:14 - 11:16في السنوات القليلة المقبلة فقط.
-
11:17 - 11:20وإذا استطعنا القيام بذلك،
إذا نجحنا، -
11:20 - 11:22سنكون قادرين على المتابعة
-
11:22 - 11:25مع تصغير فعال من حيث الكلفة
للترانزستورات -
11:25 - 11:29تواصل مع توسع مذهل في الحوسبة
-
11:29 - 11:31والثورة الرقمية.
-
11:31 - 11:34وما هو أكثر من ذلك، هذا يمكن حتى
يكون فجر عهد جديد -
11:34 - 11:36التصنيع الجزيئي.
-
11:36 - 11:38كم هذا رائع!
-
11:39 - 11:40شكرا لكم
-
11:40 - 11:44(تصفيق)
- Title:
- رقائق الكمبيوتر ذاتية التجميع في المستقبل
- Speaker:
- كارل سكونيمون
- Description:
-
more » « less
الترانزستورات التي تشغل الهاتف في جيبك صغيرة بشكل لا يمكن تصوره: يمكنه احتواء أكثر من 3000 منهم على عرض شعرة الإنسان. ولكن لمواكبة الابتكارات في مجالات مثل التعرف على الوجه والواقع المعزز، نحن بحاجة إلى حزمة طاقة الحوسبة حتى في رقائق الكمبيوتر لدينا.. والمساحة لدينا بدأت تنفذ. في هذا الحديث التطلعي، يقدم مطور التكنولوجيا كارل سكونيمون طريقة جديدة جذريًا لإنشاء الرقائق. يقول سكونيمون: "قد يكون هذا فجر حقبة جديدة من التصنيع الجزيئي"
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 11:57
|
Retired user approved Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
|
Retired user edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
Sajedah Al-Zuheiri accepted Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
|
Sajedah Al-Zuheiri edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
Manar Kull edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
|
Manar Kull edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
miss_ meroo edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future | |
|
|
miss_ meroo edited Arabic subtitles for The self-assembling computer chips of the future |