دلایل پر مصرف بودن سیلیسیوم در صنعت برق

صنعت میکروالکترونیک به عنوان یکی از تأثیر گذارترین تکنولوژی های قرن بیستم به شمار می رود. کاربرد این صنعت در تمام سیستم ها و دستگاه های مخابراتی از رادیو و تلویزیون و گوشی های موبایل و ماهواره و شبکه های کامپیوتری گرفته تا ضبط صوت و تصویر و بسیاری از تجهیزات پزشکی و نظامی و نیز در برخی از وسائل غیر الکترونیکی به وضوح دیده می شود. علاوه بر آن، این صنعت منجر به پیشرفتهای شگرفی در صنایع دیگر مثل خودروسازی و حمل و نقل ، وسایل خانگی مثل ماشین لباسشوئی و جاروبرقی شده است. در کشور ما الکترونیک را بیشتر با محصولات و کاربردهای آن می شناسند. کمتر کسی است که فکر کند این محصولات و تجهیزات را چگونه می توان ساخت و از کجا آمده اند. به جای آنکه روی مواد سازنده و تکنولوژی های ساخت عناصر الکترونیک تمرکز شود روی نحوه ی استفاده و بکارگیری آن در وسایل مورد استفاده توجه می شود. در کشور ما هیچ یک از ادوات و قطعات الکترونیکی ساخته نمی شود و تکنولوژی های لازم جهت ساخت این اجزا وجود ندارد. همه ی قطعات لازم که در دستگاههایی که به نوعی از تجهیزات الکترونیکی استفاده می کنند از خارج وارد می شود و ما تنها مصرف کننده ی ابزار و ادوات این صنعت بوده ایم.

حال با دانستن اهمیت این صنعت در پیشرفت تمام صنایع و تکنولوژی های کاربردی در کشور می توان 2 پرسش را مطرح کرد اول اینکه چرا با اینکه بیش از 50 سال از عمر این تکنولوژی می گذرد، کشور ما صاحب این تکنولوژی نشده است و دوم آنکه مواد اولیه ی برای ساخت قطعات الکترونیکی در تکنولوژی ساخت این قطعات چیست؟ در اینجا فقط به پرسش دوم پرداخته می شود که جوابی بسیار ساده دارد. اصولاً معمولترین ماده خام جهت ساخت قطعات الکترونیک ماسه است. از ماسه تا رسیدن به قطعات الکترونیکی 2 دسته تکنولوژی ساخت وجود دارد و فرآیندهای ساخت از درون این 2 تکنولوژی می گذرد. تکنولوژی اول مربوط به آماده و غنی کردن ماده خام اولیه جهت تولید ادواتی به نام نیمه هادی ها است. تکنولوژی دوم مربوط به تبدیل نیمه هادی به قطعات کاربردی الکترونیک موسوم به دیود، ترانزیستور و مدارهای مجتمع (Integrated Circuits) است. در اینجا فقط روی تکنولوژی اول تمرکز می کنیم. در این مرحله ابتدا عنصر سیلیسیوم به عنوان عنصر سازنده با فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی از ماسه گرفته می شود، آنگاه با سیلیسیوم غنی شده ضمن پردازش های بعدی موادی موسوم به نیمه هادی در قالب قاش های بیسکویت مانندی به نام ویفر (Wafer) تولید می شود. ویفر ماده ی جامدی است که در واقع سنگ بنای ساختمان تمام قطعات الکترونیکی می باشد. غنی سازی سیلیسیوم گرفتن ماسه و خالص سازی سیلیسوم آن تا میزان 99.9999 درصد جهت ساخت ویفر است. این کار در کارخانه ساخت نیمه هادی (Semiconductor Fabrication Plant) انجام می شود. برای اختصار اسم آن کارخانه را Fab نامیده اند. بعضی از شرکت های ساخت نیمه هادی فقط این مرحله از ساخت قطعات میکروالکترونیک را انجام می دهند که به آنها کارخانه ریخته گری نیمه هادی خالص ساز (Pure play Semiconductor Foundry) گفته می شود.

در کارخانه های نیمه هادی ساز، اجزا و تکه های بسیار گرانی مورد استفاده قرار می گیرد مثلاً قیمت تکه هایی از بعضی از تجهیزات مثل پله سازها (Steppers) حدود 50 میلیون دلار است. یک کارخانه به طور معمول چند صدتا از این نوع تجهیزات دارد. هزینه متعارف احداث این کارخانه ها بین 3 تا 4 میلیارد دلار تخمین زده می شود. این را مقایسه کنید با هزینه ساخت یک پالایشگاه گاز. اخیراً مدیر عامل شرکت نفت و گاز پار درآمد، درآمد سالانه یک شرکت تولیدی ویفر سیلیسیومی در تایوان مثل Taiwan Semiconductor Manufacturing س اعلام کرده است که 6 ميليارد دلار هزينه اجراي پروژه پالايشگاه فاز 12 پارس جنوبي است. از نظر Company بین 3 تا 4 میلیارد دلار است. این رقم برای همان پالایشگاه حدود 7 میلیارد دلار است. از نظر اشتغال، تعداد شاغلان یک شرکت گاز برای یک پالایشگاه کمتر از 2 هزار نفر است در حالیکه برای این شرکت نیمه هادی، این رقم 20 هزار نفر است.