ሴሚኮንዳክተሮች በምስራቅ አፍሪካ እና በሰሜን አፍሪካ እንዴት ይነደፋሉ እና ይመረታሉ፡ የተወሳሰበ ቴክኖሎጂ ወደ አዲስ ምድር ጉዞ

መግቢያ፡ የሲሊኮን ቻናል በ MENA ክልል

የዘመናችን ዓለም የሚሰራው በሚኒያት ሴሚኮንዳክተሮች ላይ ነው። ከስማርትፎን እስከ አውቶሞቲቭ፣ ከዳታ ማዕከሎች እስከ የሕክምና መሣሪያዎች ድረስ፣ እነዚህ ትናንሽ ነገሮች የዘመናዊ ቴክኖሎጂ መሠረት ናቸው። ለረጅም ጊዜ ይህ ከፍተኛ የቴክኒክ እውቀት የሚጠይቅ ኢንዱስትሪ በአሜሪካ፣ እስያ እና አውሮፓ ተቆጣጠረ። ነገር ግን፣ በምስራቅ አፍሪካ እና በሰሜን አፍሪካ (MENA) ክልል ውስጥ አገራት እንደ ሳዑዲ አረቢያ፣ አረብ ኢማሬት፣ ሞሮኮ እና ግብጽ በኃይል ወደዚህ ስልታዊ ዘርፍ ገብተዋል። ይህ ጽሑፍ የሴሚኮንዳክተር ዲዛይን እና ምርት ውስብስብ ሂደት እንዴት እንደሚሰራ እና ክልሉ ይህንን የግዜ አውጪ ኢንዱስትሪ ለመገንባት የሚያደርጉት ሙከራዎችን በዝርዝር ያብራራል።

የሴሚኮንዳክተር መሠረታዊ ነገሮች እና አስፈላጊነት

ሴሚኮንዳክተር በኤሌክትሪክ ማስተላለፍ ረገድ መራራ እና መለያ መካከል ያለ ቁሳዊ ነው። በጣም የተለመደው የሴሚኮንዳክተር ንጥረ ነገር ሲሊኮን ነው፣ እሱም ከምድር እርሳስ ውስጥ በሃይል የሚገኝ ነው። የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ በሁለት ዋና ዋና ክፍሎች ይከፈላል፡ የአልትራ ሲሊኮን ዲዛይን (IC Design) እና ፋብሪኬሽን (Fabrication)። ዲዛይን የቻፕው እቅድ ማውጣት ሲሆን ፋብሪኬሽን ደግሞ ያንን እቅድ በፊዚካል የሲሊኮን ወፍራም ላይ የመቅረጽ ሂደት ነው። ሌላኛው ወሳኝ ክፍል የአሰራር ማሽኖች (Semiconductor Manufacturing Equipment – SME) ምርት ነው፣ እንደ ASML ያሉ ኩባንያዎች የሚሠሩት የማተም ማሽኖች በቢሊዮን ዶላር ዋጋ ይሸጣሉ።

የምርት ሂደቱ በአጭሩ

የምርት ሂደቱ በርካታ ደረጃዎችን ያካትታል፡-
1. የሲሊኮን ወፍራም (Wafer) ማዘጋጀት፡ ንጹህ ሲሊኮንን ከማዕድን በማግኘት ወደ ሲሊንደራዊ ቅርጽ እና ከዚያም በጣም የቀጠቀጠ ወፍራም በመቁረጥ።
2. ፎቶሊቶግራፊ (Photolithography)፡ የቻፕውን ንድፍ በፎቶሬሲስት በተቀባ በሆነ ወፍራም ላይ በመቅረጽ። ይህ የሚሠራው ከፍተኛ የተመከረ ጨረር በመጠቀም ነው።
3. ማሸጊያ (Etching)፡ ያልተፈለመበትን ሲሊኮን በኬሚካል ወይም ፕላዝማ በመለየት ወፍራሙን መቀየር።
4. ዶፕሚንግ (Doping)፡ የተለያዩ አተሞችን በማስገባት የሲሊኮንን ኤሌክትሪካዊ ባህሪ መቀየር።
5. መሸፈን (Deposition)፡ ንዑስ ንጥረ ነገሮችን በተለያዩ ንብርብሮች ማሸፈን።
6. ፈተሽ እና ማሸግ (Testing & Packaging)፡ እያንዳንዱን ቻፕ መሞከር እና ከውጭው ዓለም ጋር ለመገናኘት በሚያስችል ሽፋን ማሸገግ።

የ MENA ክልል ወደ ሴሚኮንዳክተር ዘርፍ መግባት፡ የምዕራባውያን እና የእስያ ሞዴል መማር

ክልሉ የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪን ለመገንባት ሲሞክር ከታይዋን፣ ደቡብ ኮሪያ እና ሲንጋፖር ትምህርት ወስዷል። እነዚህ አገሮች በመንግሥት፣ በግል ኩባንያዎች እና በከፍተኛ ትምህርት ተቋማት መካከል ጠንካራ የጋራ ስራ በመፍጠር ኢንዱስትሪያቸውን አደረጉ። በ MENA ክልል፣ የነዳጅ ገቢዎች እና የስτራቴጂክ ማዕቀፎች እንደ Saudi Vision 2030 እና UAE’s Operation 300bn የሚሉ ቁልፍ ሚና ተጫውተዋል። ለምሳሌ፣ ሳዑዲ አረቢያ በNEOM እና King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ውስጥ የምርምር አቅምን በመገንባት ላይ ትኩረት አድርጓል።

የምርት (ፋብሪኬሽን) ተቋማት እና ማዕቀፎች በክልሉ

የሴሚኮንዳክተር ምርት ከፍተኛ ካፒታል፣ ማዕቀብ እና የቴክኒክ እውቀት የሚጠይቅ ነው። በክልሉ ውስጥ ያሉ አንዳንድ ተሰጥኦዎች እና ተቋማት፡-

• ቢሮጅ ኢሌክትሮኒክስ (BEEAH) በሻርጃ፣ አረብ ኢማሬት፡ ይህ ድርጅት በከፍተኛ ደረጃ የሚሰራ የሴሚኮንዳክተር ፋብ ለመገንባት ከሳምሰንግ ጋር በመተባበር ላይ ይገኛል።
• ሳዑዲ አረቢያ የምርምር እና የግንባታ ኩባንያ (SRCC)፡ ይህ የPublic Investment Fund (PIF) ክፍል የሆነው ኩባንያ የሴሚኮንዳክተር ፋብሪኬሽን ፕሮጀክቶችን ለመመራት ተመድቧል።
• ሲሊኮን ወዲ አል አራብ (Silicon Wadi Al Arab) በሞሮኮ፡ የሞሮኮ መንግሥት በካሳብላንካ አካባቢ የሴሚኮንዳክተር ኢኮሲስተም ለመፍጠር የሚሠራ ሲሆን ይህም ከአውሮፓ ገበያ ቅርብ በመሆኑ ጥቅም አለው።
• ኤል ኦሮባ ሴሚኮንዳክተር (Al Orouba Semiconductor) በግብጽ፡ የግብጽ መንግሥት እና የግል ኢንቨስተሮች የተቋቋሙት ይህ ድርጅት በአል ሻርኩ ኢንዱስትሪ ዞን ውስጥ ለመስራት ይጠበቃል።

የአሰራር ማሽኖች እና የቁሳቁስ አቅርቦት

የሴሚኮንዳክተር ምርት የሚመረተው በተለይ በኔዘርላንድስ የሚገኘው ASML ኩባንያ የሚሰራውን የጨረር ማተሚያ (EUV) ማሽን በመጠቀም ነው። ክልሉ እንደዚህ አይነት ማሽኖችን ለማግኘት ከአፕላይድ ማቴሪያልስ (Applied Materials) እና ላም ሬሴርች (Lam Research) ያሉ ኩባንያዎች ጋር በመተባበር ላይ ይገኛል። በተጨማሪም የምርት ሂደቱ ንጹህ ውሃ፣ ንጹህ አየር እና በጣም የተረጋገጠ የኤሌክትሪክ አቅርቦት ይፈልጋል፣ ይህም ክልሉ በፀሐይ ኃይል (ለምሳሌ በሱዳን ያለው ሻጋ ኢላ ፕሮጀክት) እና በሌሎች እንደ አቡ ዳቢ ያለው ሻምስ ፓወር ኮምፓኒ ያሉ ማመንጫዎችን በመገንባት ላይ እንዲሰራ አድርጓል።

የዲዛይን እና የምርምር ማዕከሎች (R&D) እድገት

የሴሚኮንዳክተር ዋጋ በዲዛይኑ ውስጥ ነው። ስለዚህ ክልሉ የምርምር እና የዲዛይን ችሎታን ለመገንባት ትልቅ ኢንቨስትመንት አድርጓል።

• King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) በሳዑዲ አረቢያ፡ በአባይ ሳልህ አል-ሱባይዬ የሚመራው ይህ ዩኒቨርሲቲ በከፍተኛ ደረጃ የሴሚኮንዳክተር ምርምር፣ በተለይም በፎቶቮልታይክስ እና በአዲስ ቁሳቁሶች ላይ ትኩረት አድርጓል።
• ዩኒቨርሲቲ ኦፍ ካይሮ እና አል አዝሃር ዩኒቨርሲቲ በግብጽ፡ እነዚህ ታሪካዊ ተቋማት የምህንድስና ፕሮግራሞችን አዘምነው ከኩባንያዎች ጋር በመተባበር የሚሰሩ የዲዛይን ማዕከሎችን እያቋቋሙ ናቸው።
• ሞሮኮ የኢኖቬሽን እና የምርምር ባለሥልጣን (MIRS)፡ ይህ ባለሥልጣን የሴሚኮንዳክተር ምርምርን በተለይም ለአውቶሞቲቭ እና ለኤርግዚት ኢንዱስትሪ የሚያገለግሉ ቻፖችን ለማዘጋጀት ድጋፍ ያደርጋል።
• ብርጌር ኢንተርናሽናል (Borgear International) በቱኒዚያ፡ ይህ ቱኒዚያዊ ኩባንያ የሚዲያ ማስተላለፊያ እና የኮሙኒኬሽን ቻፖችን ዲዛይን እና ምርት ያደርጋል፣ እና በክልሉ ውስጥ ካሉት ጥቂት ንግድ የሴሚኮንዳክተር ኩባንያዎች አንዱ ነው።

የሰው ኃይል እና ትምህርት አስፈላጊነት

የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ከፍተኛ የተመሰጠረ ሰው ኃይል ይፈልጋል፡ ፊዚክስ፣ ኬሚስትሪ፣ ኤሌክትሪካል ኢንጂነሪንግ፣ ሜካትሮኒክስ እና ሶፍትዌር ኢንጂነሪንግ የተማሩ ሰዎች። ክልሉ ይህንን እጥረት ለመቅረፍ በርካታ እርምጃዎችን ወስዷል።

• ሞሮኮ የዲጂታል ማዕቀፍ 2030፡ ይህ እቅድ በኢንስቲትዩ ናሽናል ዴ ፖስት ኤ ቴሌኮሙኒኬሽን (INPT) እና በሌሎች ቴክኒካል ትምህርት ቤቶች ውስጥ የሴሚኮንዳክተር ዲዛይን ማጠናከሪያ ያካትታል።
• ሳዑዲ አረቢያ የሰው ኃይል እድገት ፕሮግራም፡ የሳዑዲ መንግሥት ሺዎችን ዜጎች ወደ ከፍተኛ ትምህርት ተቋማት በአሜሪካ፣ ጃፓን እና አውሮፓ በመላክ በሴሚኮንዳክተር እና በተዛማጅ ዘርፎች ለማሰልጠን ያደርጋል።
• አማርኛ የምህንድስና ዩኒቨርሲቲ (AUE) በዱባይ፡ ይህ ዩኒቨርሲቲ በሚክሮ ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ልዩ ፕሮግራሞችን ያቀርባል እና ከኩባንያዎች ጋር በመተባበር ላይ ይገኛል።

የተለያዩ አገራት በክልሉ ውስጥ ያላቸው ሚና

የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ለመገንባት የእያንዳንዱ አገር ተሰጥኦ የተለየ ነው።