وتعد اشباه الموصلات اللبنات الاساسيه في جميع اجهزه الكمبيرتر الحديثه، وتستخدم في تصنيع المفاتيح الالكترونيه التي تسمي الترانزستور، وهي المكونات الدقيقه التي تقوم بتكبير وتضخيم الاشارات الالكترونيه والكهربائيه وتجري العمليات الحسابيه داخل الكمبيوتر. وطور "الترانزستور" للمره الاولي في الولايات المتحده عام 1947، ليحل محل الصمامات المفرغه التي كانت تعتمد عليها اجهزه الكمبيوتر، اذ كانت هذه الصمامات بطيئه وكبيره الحجم. لكن اكتشاف السيليكون احدث تغيرا كبيرا. وبفضل السيليكون، اصبح من الممكن تصغير حجم الترانزستور الي حد يسمح بادخاله في الشرائح الالكترونيه الدقيقه. ومهد هذا الترانزستور الدقيق الطريق امام تطوير الاجهزه الالكترونيه التي تزداد صغرا وذكاء عاما بعد عام. ويقول جون نيفر، المدير التنفيذي لاتحاد صناع اشباه الموصلات: "ان تصغير حجم الترانزستور اتاح لنا تصنيع اجهزه لم تخطر علي بال الاجيال السابقه. اذ اصبح بوسعنا وضع جهاز كمبيوتر هائل الحجم في شريحه دقيقه". مواضيع قد تهمك نهايه وشرع العلماء في تصغير الشرائح الالكترونيه بوتيره غير مسبوقه، كانما يحركهم قانون ما. اذ تنبا قانون مور، الذي ذكره غوردون مور، احد مؤسسي شركه "انتل" للشرائح الالكترونيه الدقيقه، منذ 50 عاما بان اعداد الترانزستور التي يمكن ادخالها في الشريحه الالكترونيه ستتضاعف كل عامين. وكان مور محقا حتي وقت قريب. ولم تتراجع وتيره التصغير الا بعد ان تجاوزت محاولات تقليص حجم الترانزستور حدود القوانين الفيزيائيه. اذ كان الترانزستور في الماضي يري بالعين المجرده، لكن الان قد تحوي الشريحه الالكترونيه الواحده مليارات من رقائق الترانزستور، وكان هذا التطور المطرد في تصنيع الترانزستور نواه للثوره الرقميه. غير ان ماده السيليكون التي اشعلت هذه الثوره، هي مجرد ماده متواضعه، وتعد واحده من اكثر المواد انتشارا علي سطح الارض. اذ يوجد السيليكون في معادن تمثل 90 في المئه من القشره الارضيه. يستخرج انقي انواع السيليكون من حجر الكوارتز وتعتمد الان صناعه الشرائح الالكترونيه، التي بلغت قيمه عائداتها 550 مليار دولار، علي السيليكون، وتغذي الشرائح الالكترونيه بدورها قطاع التكنولوجيا العالمي الذي تقدر قيمته بنحو ثلاثه تريليونات دولار. وينخرط في تجاره اشباه الموصلات عدد غير مسبوق من البلدان، اذ تاتي المواد الخام من اليابان والمكسيك، وتصنع الشرائح الالكترونيه في الولايات المتحده والصين، ثم تشحن حول العالم مره اخري لتركيبها في اجهزه يحملها الناس في جميع انحاء العالم. تصنع الاجهزه الالكترونيه الباهظه من عناصر عاليه الجوده، ويستخرج انقي انواع السيليكون من حجر الكوارتز. وتوجد احجار الكوارتز الاكثر نقاء في العالم في محجر بالقرب من بلده سبروس باين بولايه نورث كارولينا الامريكيه. وتحمل ملايين الاجهزه الرقميه حول العالم، وربما ايضا هاتفك او حاسوبك المحمول، جزءا من الكوارتز المستخرج من هذه البلده بولايه نورث كارولينا. وتمتاز الصخور حول بلده سبروس باين بانها قليله الشوائب وتحتوي علي نسبه عاليه من السيليكا، وهو مركب يحتوي علي السيليكون. وداب الناس علي التنقيب في هذه المنطقه عن الاحجار الكريمه واحجار الميكا، او السيليكات التي تستخدم في الطلاء، لقرون عده، ولم يلتفت احد لاجحار الكوارتز. لكن في اعقاب تطور صناعه اشباه الموصلات في الثمانينيات من القرن الماضي، اصبح الكوارتز هو الذهب الابيض. ويباع السيليكون الان بنحو 10 الاف دولار للطن، ويحقق محجر سبروس باين ارباحا سنويه تقدر بـ 300 مليون دولار. وتوضع الاحجار المستخرجه من الارض في كسارات تقوم بفصل حصي الكوارتز، ثم توضع الحصي في محطه معالجه لتحويلها الي رمل ناعم. وبعد ذلك يضاف اليها الماء والكيماويات لفصل السيليكون عن المعادن الاخري. وبعدها يطحن السيليكون ويعبا ويشحن في صوره مسحوق الي معمل التكرير. ويستخرج نحو 30 الف طن سنويا فقط من السيلكيون لتصنيع مليارات الشرائح الدقيقه المنتشره في انحاء العالم. ويصهر مسحوق السيليكون في فرن عند درجه حراره 1,400 درجه مئويه، ويشكل في صوره اسطوانات، تقطع الي شرائح تسمي رقاقات، وفي النهايه تطبع عشرات الدوائر علي كل رقيقه في المصانع. بعدها تشق الشرائح الالكترونيه طريقها من المصانع الي كل بقعه من بقاع العالم. ويقول كريس بيلفي، مهندس بشركه غلوبال فاوندريز التي تدير احد هذه المصانع: "نحن نعمل كمطبعه لاي جهاز الكتروني ترغب اي شركه في تصنيعه". تصنع الشرائح الالكترونيه في الولايات المتحده والصين وتكون هذه الشرائح الالكترونيه دقيقه للغايه لدرجه ان حبات الرمل او الشعر قد تتلف الدوائر المطبوعه عليها. ولهذا يحرص العاملون علي تعقيم المصانع باكملها. ويضاء المصنع، الذي يعادل مساحه سته ملاعب كره قدم، بمصابيح خافته صفراء لمنع الاشعه فوق البنفسجيه من اتلاف بعض الكيماويات المستخدمه في عمليه الانتاج، ويكون اكثر نظافه الاف المرات من غرفه العمليات. ويرتدي العاملون والفنيون في المصنع ملابس بيضاء تغطيهم من قمه الراس الي اخمص القدم، واقنعه ونظارات. وتجري معظم العمليات داخل الغرفه المعقمه بواسطه اجهزه روبوت. وتنتقل الاجزاء سريعا من روبوت لاخر عبر اذرع متصله بقضيب مثبت في السقف. وقد يتطلب انتاج كل شريحه الكترونيه ما بين 1000 و2000 خطوه. وتبلغ قيمه كل رقاقه قبل دخول المصنع نحو 200 دولار، وتتضاعف قيمتها مئات المرات بعد طباعه مليارات من موصلات الترانزستور عليها. وتستخدم معظم الشرائح الالكترونيه التي تصنعها "غلوبال فاوندريز" في الهواتف ووحدات معالجه الرسومات، والذكاء الاصطناعي والتنقيب عن العملات الرقميه. وزاد الطلب ايضا علي اجهزه تتبع النشاط البدني والثلاجات الذكيه والسماعات الذكيه التي تعتمد علي هذه الشرائح الالكترونيه. وتشحن الشرائح الالكترونيه الي مصانع الالكترونيات. وتقول ايزابيل فيرين، مديره الهندسه المركزيه بشركه "غلوبال فاوندريز"، انها تشعر بالفخر لان شركتها تسهم في توصيل الناس ببعضهم حول العالم. وتحتل اشباه الموصلات المرتبه الرابعه بين اهم صادرات الولايات المتحده، بعد الطائرات والسيارات والنفط. وتخصص اكثر ارباح القطاع لتطوير منتجات جديده. وليس من المستغرب ان يسعي صناع الشرائح الالكترونيه بشتي السبل لحمايه اسرارهم التجاريه. ويقول نيفر: "ان الملكيه الفكريه هي عصب قطاع اشباه الموصلات". وتعد الصين اكبر مستهلك لاشباه الموصلات، لكنها لا تصنع محليا الا نسبه ضئيله من الشرائح الالكترونيه التي تستخدمها. وفي عام 2017، استوردت الصين شرائح الكترونيه بقيمه 260 مليار دولار. لكنها تتطلع الي انتاج 40 في المئه من احتياجاتها من اشباه الموصلات بحلول عام 2020 و70 في المئه بحلول عام 2025. يرتدي العاملون والفنيون في مصانع الشرائح الالكترونيه ملابس بيضاء تغطيهم من قمه الراس الي اخمص القدم، واقنعه ونظارات اصبحت اشباه الموصلات في متناول الجميع، بعد ان ساهم السيليكون في تصغير حجمها وتخفيض سعرها، اذ يحمل الان نحو خمسه مليارات شخص تقريبا هواتف محموله، اغلبها هواتف ذكيه. واشارت استطلاعات راي اجراها مركز ابحاث تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بافريقيا، الي ان عدد مستخدمي الانترنت في افريقيا الذين تتجاوز اعمارهم 15 عاما وصل الي 28 في المئه في عام 2017، ويمتلك اثنان من كل عشره اشخاص في افريقيا هاتفا ذكيا. وهذا يعني ان هذا التطور الذي شهدته صناعه الشرائح الالكترونيه يشعر به سكان العالم اجمع حتي في المناطق الريفيه في افريقيا. ويستخدم دوغلاس وانجالا، مزارع في بلده نانيوكي بكينيا، الهاتف الذكي لمساعدته في العثور علي مشترين لمحاصيله الزراعيه. وقبل ان يشتري الهاتف الذكي، كان وانجالا يبيع محاصيله في السوق، وكثيرا ما كانت تفسد بضاعته ويخسر اموالا ان لم يجد من يشتري بضاعته. وقد ساعدته الهواتف الذكيه في تقليص خسائره، اذ يلتقط وانجالا صورا للمحاصيل قبل قطفها ويعرضها علي المشترين المحتملين عبر الانترنت ويتفاوض معهم، دون الحاجه لعرضها في السوق. ثم ياتي المشترون ويقطفون ثمار الذره والبطاطس بانفسهم من الارض. ويستخدم وانجالا هاتفه ايضا للحصول علي المعلومات الضروريه لاداره المزرعه، مثل توقعات الطقس واسعار المحاصيل المختلفه في السوق، وهذه المعلومات تسهم في ضمان الامن الغذائي علي المدي الطويل في بلدان مثل كينيا واثيوبيا. ولا يزال ثمه تفاوت كبير بين سكان القري وبين نظرائهم في المدن في سهوله الوصول للانترنت. لكن المزارعين في دول افريقيا جنوب الصحراء، مثل كينيا، نحجوا في توظيف الهواتف المحموله لدعم تجارتهم. وتحتل كينيا المرتبه الثالثه في قائمه الدول الافريقيه الاكثر استخداما للانترنت، وفقا لبحث اجراه مركز ابحاث تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بافريقيا، بينما حلت رواندا في ذيل القائمه. ويقول فان دير سبوي، من مركز ابحاث تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، ان الوصول للانترنت اصبح شرطا اساسيا للمشاركه في المجتمعات، بعد ان اصبحت الكثير من الخدمات تقدم عبر الانترنت، مثل التقدم للوظائف والحصول علي الاعانات الاجتماعيه. واشار احد التقديرات الي ان الناتج المحلي الاجمالي في اي بلد نام يزيد بنسبه 0.5 في المئه اذا امتلك عشره اشخاص من كل 100 شخص فيه هواتف محموله. لكن نادرا ما تجد ابتكارا تكنولوجيا يمتلك هذه القدره الفائقه علي تغيير حياه الناس بهذا الشكل. ويقول نيفر انه من اللافت اننا استطعنا تحويل شيء بسيط مثل رمال الكوارتز النقيه الي هذه التكنولوجيا المعقده التي تسهم في ربط جميع الناس ببعضهم. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future
من المدن التي لا تنام الي القري الريفيه النائيه، ثمه ابتكار تكنولوجي واحد غير الطريقه التي نعيش ونعمل بها. اذ تعتمد جميع الاجهزه الالكترونيه، من الهواتف الذكيه الي مراكز البيانات ومن الدراجات الكهربائيه الي الطائرات الاسرع من الصوت، ومن اجهزه تنظيم ضربات القلب الي اجهزه الكمبيوتر الفائقه، علي اجزاء تقنيه دقيقه يطلق عليها اسم "اشباه الموصلات".