حقّق فريق بحثي في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية تقدماً مهماً في مجال تصميم الشرائح الدقيقة، حيث نجح في تطوير أول شريحة CMOS هجينة مكوّنة من ست طبقات مخصصة للأجهزة الإلكترونية كبيرة المساحة. نُشرت الورقة البحثية المتعلقة بهذا الإنجاز في مجلة Nature Electronics. يتجاوز هذا الإنجاز الحد السابق للشرائح الهجينة CMOS الذي كان لا يتعدى طبقتين، مما يفتح آفاقاً جديدة لتصغير الأجهزة الإلكترونية وزيادة أدائها.

تُعد شرائح CMOS المكون الأساسي للمنتجات الإلكترونية، وتُستخدم على نطاق واسع في الهواتف الذكية والتلفزيونات والأقمار الصناعية والمعدات الطبية. وبمقارنة مع الشرائح السيليكونية التقليدية، تُظهر الشرائح الهجينة CMOS إمكانيات أكبر في التطبيقات الإلكترونية كبيرة المساحة. ومع التوجه نحو تصغير الإلكترونيات وتطوير الإلكترونيات المرنة والصحة الذكية وإنترنت الأشياء، اقتربت الطرق التصميمية التقليدية من حدود أدائها، مما يجعل ظهور الشريحة الهجينة من ست طبقات حلاً جديداً واعداً للصناعة.

يقول الأستاذ المشارك في KAUST وقائد الفريق البحثي البروفيسور Xiaohang Li: «سعت صناعة أشباه الموصلات لعقود إلى تقليص حجم الترانزستور لزيادة كثافة التكامل، لكنها تواجه الآن تحديات الحدود الكمومية والتكاليف المرتفعة بشكل صاروخي. أصبح التكديس العمودي للترانزستورات هو الاتجاه الرئيسي لتجاوز قيود التقليص المستوي.» وأكد أن فريق KAUST نجح في ضبط درجة الحرارة أثناء التصنيع لتبقى أقل من 150 درجة مئوية (معظم الخطوات قريبة من درجة حرارة الغرفة)، مع تحسين كبير في نعومة الأسطح بين الطبقات ودقة المحاذاة، مما مهّد الطريق للتوسع العمودي وزيادة الكثافة الوظيفية.