مما لاشك فيه ان التكنولوجيا تخدم فى جميع انحاء الحياة وتساعد على نموها وتسريع وتيرتها نحو الافضل والاسرع والاكثر ذكاء وتقدما ومنذ مايقرب من اكثر من 60 عاما تغيرت التكنولوجيا تغيرا تاما وغيرت معها العالم بأثره وتطورت الى درجة انه اصبح الصعود الى القمربسهولة وبناء سفن الفضاء والاقمارالصناعية والتحكم بها وبناء احدث وسائل الاتصالات والهواتف الخلوية الذكية واجهزة الكمبيوتر والروبوتات الذكية التى تحل محل الانسان فى مجالات كثيرة كل هذا التقدم وهذه الطفرة التكنولوجية والعلمية التى صاحبتها ايضا طفرة اقتصادية كبيرة ماكان له ان يتحقق دون العلم والبحث العلمى وان كل من الاجهزة الذكية والكمبيوترات والجوالات وسفن الفضاء والاقمار الصناعية مصممة بدوائر الكترونية حديثة وذكية جدا تتحكم بها وتنفذ ما يريده الانسان.
ولكن ما سر تلك الدائرات الالكترونية التى هى الاساس فى التكنولوجيا كلمة السر هو السيليكون كثير منا قد سمع عنه من قبل ولكن قليل منا من يعرف انه العنصر رقم 1 فى صناعة اى من الشرائح اللالكترونية والمعالجات الموجودة فى الكمبيوتر والجوال واجهزة الاتصالات بشكل عام السيليكون ترى ماهذا العنصر ومما يتكون وما مدى اهميته ووجوده فى صناعه الحاسوب هذا ما سوف نتعرف عليه لاحقا.
السيليكون هو عنصر من العناصر الكيميائية الموجودة من حولنا فى الطبيعة وهو اكثر العناصر وفرة فى الطبيعة وبكثرة وهو احد المكونات الاساسية للرمال والسيليكون لا يوجد منفردا بحالته الطبيعيه ولكن يوجد مع مركبات كيميائية اخرى مثل السيليكا Silica وهو كما اشرنا انه احد اهم مكونات الرمل والصخور الرملية لذلك رغم وفرته فى الطبيعة الا انه غير موجود بصورة نقية منفردا وايضا يستخدم السليكون فى صناعة الحديد الصلب والاسمنت للحصول على منتج اكثر مرونة وقوة .
لم تكن صناعة الحواسيب وتطور الدوائر الالكترونية فى بدايتها كما هى الان ولكن كانت الحواسيب الضخمة التى بنيت قديما كانت برغم حجمها الضخم الذى يسع لبناية الا انها كانت فى غاية البطىء ومع التطور والبحث العلمى تطورت فكرة عمل الحواسيب بدلا من الانابيب الالكترونية الا ان تبدلت تماما بظهور الترانزستور التى كان يدعم بطقع من السيليكون وكانت طفرة فى عالم الالكترونيات وبداية جديدة نحو صنع دائرة متكاملة اكبر من الترانزستور معتمدة اعتمادا كليا على السيليكون تستطيع فى وقت اقل القيام بأعقد العمليات الحسابية ومعالجة كم كبير من البيانات الا ان طورت شركة انتل الامريكية الشهيرة intel معالجات وشرائح معتمدة فى صناعتها على عنصر السيليكون وبداخلها عدد كبير من الترانزستورات.
كما تعرفنا سابقا على فكرة الترانزستور والشرائح فى معالجة البيانات نتعرف ايضا كيف تعالج البيانات وما اهمية عنصر السيليكون فى الحاسوب بداية عندما تجرى عملية حسابية مثل جمع رقمين على الحاسوب فأن العملية الحسابية تتم هكذا وتمر بثلاثة مراحل اساسية اولا مرحلة الادخال وثانيا المعالجة وثالثا الاخراج لتخرج لك النتيجة حاصل جمع الرقمين التى قمت بأدخالهما وما علاقة هذا بموضوعنا اليوم عن السيليكون سأشرح لكم . الحاسوب يتكون من دائرة الكترونية و الدائرة الالكترونية لاتعمل بدون التيار الكهربى الذى بدوره ينقل الالكترونات بين العناصر الموجودة على الدائرة الالكترونية والالكترونات هى شحنات كهربائية تنتقل من عنصر الكترونى الى اخر حسب تصميم كل دائرة عناصر الكترونية اخرى مثل المكثفات والمقاومات الكهربية تصنع من مواد موصلة للتيار الكهربائى بحيث تنقل الشحنات بسرعة وكفاءة لذلك تصنع من افضل المواد الموصلة للكهرباء كالنحاس مثلا اما فى فكرة عمل الشرائح او المعالجات فهى لاتتطلب ان توصل الشحنات الكهربائية بسرعة فقط لا انها مصممة لتمرر الشحنات فى وقت ما وفى وقت اخر تمنع او توقف مرور شحنات اخرى لوقت معين وهذا بالطبع لا يجوز مع عنصر كالنحاس مثلا لانه موصل جيد وسريع ... الحل كان فى عنصر يكون موصل وفى نفس الوقت اذا اردنا التحكم به ومنع مرور اى تدفق للتيار الكهربائى نضمن انه ينفذ ذلك لان السيليكون بطبيعته وهو السر فى اختياره فى صنع الشرائح انه من( اشباه الموصلات ) وايضا هو عنصر رخيص الثمن وينقل التيار بكل شحناته فى حرارة مرتفعة مما يضمن عدم هروب الشحنات او بعضا نتيجة تأثير درجة الحرارة العالية التى يسببها المعالج اثناء عمله ومعالجة البيانات فنستنتج مما سبق ان اى دائرة الكترونية لا تعمل كل عناصرها فى معا وقت واحد وانما حسب معالجة البيانات ونقلها وتصميم كل دائرة لااغراض معينة محددة لها .
يتطور العلم يوما بعد يوم وتتسارع التكنولوجيا بشكل رهيب مميزات السيليكون التى تحدثنا عنها كبيرة ولكن مع التطور والبحث العلمى اصبح العلماء يفكرون فى وسائل افضل وارخص واسرع فى نقل ومعالجة البيانات يتوقع ان يكون الضوء هو المنافس القادم للسيليكون ولنا فى ذلك تجربة مع احدى اشهر كابلات نقل البيانات فى خطوط الانترنت الذى يمرر كميات كبيرة من البيانات فى الثانية بسرعة عالية من خلال انابيب زجاجية تستخدم تقنية الضوء لنقل البيانات المعروف بأسم فايبر او (fiber) وتوضع هذة الكابلات تحت سطح البحر لنقل الانترنت بين الدول بمنتهى السرعة فما سوف يأتى مع الايام القادمة لا نعلم ولكن حتما العلم يغير الحياة بأكتشافات مذهلة جديدة كل يوم وهذا ما نحن بصدد اكتشافه.
ولكن ما سر تلك الدائرات الالكترونية التى هى الاساس فى التكنولوجيا كلمة السر هو السيليكون كثير منا قد سمع عنه من قبل ولكن قليل منا من يعرف انه العنصر رقم 1 فى صناعة اى من الشرائح اللالكترونية والمعالجات الموجودة فى الكمبيوتر والجوال واجهزة الاتصالات بشكل عام السيليكون ترى ماهذا العنصر ومما يتكون وما مدى اهميته ووجوده فى صناعه الحاسوب هذا ما سوف نتعرف عليه لاحقا.
1 - ماهو السيليكون :-
السيليكون هو عنصر من العناصر الكيميائية الموجودة من حولنا فى الطبيعة وهو اكثر العناصر وفرة فى الطبيعة وبكثرة وهو احد المكونات الاساسية للرمال والسيليكون لا يوجد منفردا بحالته الطبيعيه ولكن يوجد مع مركبات كيميائية اخرى مثل السيليكا Silica وهو كما اشرنا انه احد اهم مكونات الرمل والصخور الرملية لذلك رغم وفرته فى الطبيعة الا انه غير موجود بصورة نقية منفردا وايضا يستخدم السليكون فى صناعة الحديد الصلب والاسمنت للحصول على منتج اكثر مرونة وقوة .
2 -شرائح السيليكون فى الحاسوب والدوائر الالكترونية :-
لم تكن صناعة الحواسيب وتطور الدوائر الالكترونية فى بدايتها كما هى الان ولكن كانت الحواسيب الضخمة التى بنيت قديما كانت برغم حجمها الضخم الذى يسع لبناية الا انها كانت فى غاية البطىء ومع التطور والبحث العلمى تطورت فكرة عمل الحواسيب بدلا من الانابيب الالكترونية الا ان تبدلت تماما بظهور الترانزستور التى كان يدعم بطقع من السيليكون وكانت طفرة فى عالم الالكترونيات وبداية جديدة نحو صنع دائرة متكاملة اكبر من الترانزستور معتمدة اعتمادا كليا على السيليكون تستطيع فى وقت اقل القيام بأعقد العمليات الحسابية ومعالجة كم كبير من البيانات الا ان طورت شركة انتل الامريكية الشهيرة intel معالجات وشرائح معتمدة فى صناعتها على عنصر السيليكون وبداخلها عدد كبير من الترانزستورات.
3- لماذا السيليكون عنصر اساسى فى صنع شرائح ومعالجات الحاسوب:-
كما تعرفنا سابقا على فكرة الترانزستور والشرائح فى معالجة البيانات نتعرف ايضا كيف تعالج البيانات وما اهمية عنصر السيليكون فى الحاسوب بداية عندما تجرى عملية حسابية مثل جمع رقمين على الحاسوب فأن العملية الحسابية تتم هكذا وتمر بثلاثة مراحل اساسية اولا مرحلة الادخال وثانيا المعالجة وثالثا الاخراج لتخرج لك النتيجة حاصل جمع الرقمين التى قمت بأدخالهما وما علاقة هذا بموضوعنا اليوم عن السيليكون سأشرح لكم . الحاسوب يتكون من دائرة الكترونية و الدائرة الالكترونية لاتعمل بدون التيار الكهربى الذى بدوره ينقل الالكترونات بين العناصر الموجودة على الدائرة الالكترونية والالكترونات هى شحنات كهربائية تنتقل من عنصر الكترونى الى اخر حسب تصميم كل دائرة عناصر الكترونية اخرى مثل المكثفات والمقاومات الكهربية تصنع من مواد موصلة للتيار الكهربائى بحيث تنقل الشحنات بسرعة وكفاءة لذلك تصنع من افضل المواد الموصلة للكهرباء كالنحاس مثلا اما فى فكرة عمل الشرائح او المعالجات فهى لاتتطلب ان توصل الشحنات الكهربائية بسرعة فقط لا انها مصممة لتمرر الشحنات فى وقت ما وفى وقت اخر تمنع او توقف مرور شحنات اخرى لوقت معين وهذا بالطبع لا يجوز مع عنصر كالنحاس مثلا لانه موصل جيد وسريع ... الحل كان فى عنصر يكون موصل وفى نفس الوقت اذا اردنا التحكم به ومنع مرور اى تدفق للتيار الكهربائى نضمن انه ينفذ ذلك لان السيليكون بطبيعته وهو السر فى اختياره فى صنع الشرائح انه من( اشباه الموصلات ) وايضا هو عنصر رخيص الثمن وينقل التيار بكل شحناته فى حرارة مرتفعة مما يضمن عدم هروب الشحنات او بعضا نتيجة تأثير درجة الحرارة العالية التى يسببها المعالج اثناء عمله ومعالجة البيانات فنستنتج مما سبق ان اى دائرة الكترونية لا تعمل كل عناصرها فى معا وقت واحد وانما حسب معالجة البيانات ونقلها وتصميم كل دائرة لااغراض معينة محددة لها .
4- السيليكون والمستقبل :-
يتطور العلم يوما بعد يوم وتتسارع التكنولوجيا بشكل رهيب مميزات السيليكون التى تحدثنا عنها كبيرة ولكن مع التطور والبحث العلمى اصبح العلماء يفكرون فى وسائل افضل وارخص واسرع فى نقل ومعالجة البيانات يتوقع ان يكون الضوء هو المنافس القادم للسيليكون ولنا فى ذلك تجربة مع احدى اشهر كابلات نقل البيانات فى خطوط الانترنت الذى يمرر كميات كبيرة من البيانات فى الثانية بسرعة عالية من خلال انابيب زجاجية تستخدم تقنية الضوء لنقل البيانات المعروف بأسم فايبر او (fiber) وتوضع هذة الكابلات تحت سطح البحر لنقل الانترنت بين الدول بمنتهى السرعة فما سوف يأتى مع الايام القادمة لا نعلم ولكن حتما العلم يغير الحياة بأكتشافات مذهلة جديدة كل يوم وهذا ما نحن بصدد اكتشافه.