2025-10-17
"جوهرة التاج" لمعدات أشباه الموصلات، آلة الطباعة الحجرية، كثيراً ما يُنظر إليها على أنها "لؤلؤة تاج الصناعة البشرية". ومع ذلك، قليل من الناس يعرفون أن وضعه "اللؤلؤي" مدعوم بالكامل بمغناطيسات أرضية نادرة. تتطلب آلات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية أن تتحرك مرحلة الرقاقة بسرعة عدة أمتار في الثانية مع الحفاظ على دقة تحديد المواقع دون نانومتر. أصبحت هذه الحركة "عالية السرعة والصلبة" ممكنة بفضل "الإخراج العنيف" للمغناطيس الدائم الأرضي النادر.
مغناطيس النيوديميوم البورون الحديدي (NdFeB) هو اللاعب الأساسي. تحتوي هذه السبيكة المكونة من النيوديميوم (Nd) والحديد والبورون على منتج طاقة مغناطيسي يزيد عن عشرة أضعاف المغناطيس التقليدي، مما أكسبها لقب "ملك المغناطيس الدائم". ومع ذلك، النيوديميوم وحده لا يكفي: عندما تكون آلة الطباعة الحجرية قيد التشغيل، يمكن أن تتجاوز درجة حرارة المحرك 100 درجة مئوية.°C، ومغناطيس NdFeB العادي سوف "يزيل المغناطيسية ويتوقف عن العمل" عند درجة الحرارة هذه. عند هذه النقطة، هناك عنصران أرضيان نادران، الديسبروسيوم (Dy) والتيربيوم (Tb)، يلعبان دورهما. إنها تعمل مثل "مثبتات درجات الحرارة العالية"، حيث ترفع درجة حرارة كوري (النقطة الحرجة لإزالة المغناطيسية) للمغناطيس من 312 درجة.°ج إلى أكثر من 400°ج. تشير البيانات إلى أن آلة الطباعة الحجرية الواحدة بالأشعة فوق البنفسجية تتطلب عشرات الكيلوجرامات من الفولاذ المغناطيسي NdFeB، حيث يمثل النيوديميوم حوالي 30%، ويشكل كل من الديسبروسيوم والتيربيوم 1% إلى 3%. تحدد "العناصر النزرة" هذه بشكل مباشر ما إذا كانت آلة الطباعة الحجرية يمكنها مسح الرقائق بسرعة 125 في الساعة مع الحفاظ على خطأ تحديد الموقع أقل من 0.3 نانومتر (أي ما يعادل خطأ قدره سنتيمتر واحد في قطر الأرض).
والأهم من ذلك هو أن هذا الاعتماد يكاد لا يمكن استبداله. وفي الوقت الحالي، تمثل الصين أكثر من 90% من القدرة الإنتاجية العالمية للمغناطيس الدائم للأرض النادرة الأكثر تقدماً، وتمتلك الصين 73% و40% من الاحتياطيات العالمية من الديسبروسيوم والتيربيوم، على التوالي. بدون مغناطيسات أرضية نادرة، ستصبح مرحلة الرقاقات في آلة الطباعة الحجرية "مريض باركنسون"، وسيكون من المستحيل إنتاج عمليات حتى بقياس 28 نانومتر بكميات كبيرة، ناهيك عن عمليات بطول 3 نانومتر.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
