پروژه‌های خالص‌سازی مواد در کشور کلید خورد

جزئیات طرح ملی تامین مواد صنعت میکروالکترونیک

دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی با اشاره به برنامه‌های ملی معاونت علمی در حوزه میکروالکترونیک، تک‌کریستال‌هایی مانند سیلیکون، گالیم آرسناید و ایندیم آنتیموناید را پایه توسعه این صنعت دانست که برای تولید آنها نیاز به مواد با خلوص بسیار بالا داریم و از اجرای پروژه‌های استخراج عناصر نادر از باطله‌های معدنی کشور و حمایت از رشد بسترهای تک‌کریستال با مشارکت شرکت‌های دانش‌بنیان خبر داد.

کد خبر: ۸۱۴۹۶۵

تاریخ: ۰۹ تير ۱۴۰۴ - ۰۴:۰۱

به گزارش ایران اکونومیست، در مسیر توسعه صنعت میکروالکترونیک، دستیابی به مواد فوق خالص و استحصال عناصر نادر از منابع غیرمتعارف مانند باطله‌های معدنی، به یکی از چالش‌ها و در عین حال فرصت‌های کلیدی کشور تبدیل شده است. در این میان، ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته با هدف تأمین زیرساخت‌های فنی برای رشد فناوری‌های نوین، تمرکز خود را بر خالص‌سازی، تولید تک‌کریستال‌ها و استفاده هوشمندانه از ظرفیت‌های موجود در شرکت‌های دانش‌بنیان و معادن کشور قرار داده است. این اقدامات، نه تنها می‌تواند وابستگی به واردات مواد اولیه را کاهش دهد، بلکه گامی مؤثر در شکل‌گیری زنجیره بومی تولید در صنعت میکروالکترونیک خواهد بود.

دکتر مصطفی میلانی، دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، اظهار کرد: در معاونت علمی برای حوزه‌های میان رشته‌ای، ساختاری به نام «برنامه‌های ملی» ایجاد شده است. به عنوان مثال به برنامه مصوب معاونت علمی در حوزه میکروالکترونیک می‌توان اشاره کرد که شامل زنجیره تولید در حوزه میکروالکترونیک از جمله رشد تک کریستال، لایه‌نشانی، لیتوگرافی، طراحی مدار و طراحی دیوایس‌های میکروالکترونیک است. ساخت تجهیزات مرتبط با لیتوگرافی و لایه‌نشانی بر عهده ستاد نانو و میکرو گذاشته شده و تولید بسترهای مورد نیاز نیز در حیطه مسئولیت ستاد مواد قرار گرفته است.

وی افزود: در برنامه میکروالکترونیک یکی از مهم‌ترین حوزه‌ها، حوزه مربوط به علم مواد است که راهبری آن به ستاد مواد و ساخت پیشرفته واگذار شده است. در این حوزه چند موضوع را در دستور کار قرار دادیم که از آن جمله آن می‌توان به موضوع «رشد تک کریستال‌ها» اشاره کرد. از مهم‌ترین تک کریستال‌های این حوزه باید به «تک کریستال سیلیکون» اشاره کرد. همچنین تک کریستال‌هایی مانند گالیم آرسناید (GaAs) و ایندیم آنتیموناید (InSb) به عنوان پایه توسعه میکروالکترونیک مورد توجه هستند. در این خصوص یکی از موضوعاتی که باید مورد توجه قرار گیرد، ایجاد زیر ساخت برای خالص‌سازی این مواد است؛ چرا که وقتی در حوزه میکروالکترونیک فعالیت می‌شود، لازم است مواد مورد استفاده به شدت خالص شوند و به موادی با خلوص بسیار بالا مانند ۹۹.۹۹۹۹ نیاز است.

میلانی اظهار کرد: خالص‌سازی دارای دو جنبه بسیار مهم است؛ یکی «خالص‌سازی و استانداردسازی» است که یکی از مهمترین زیر ساخت‌های خالص‌سازی، ایجاد تجهیزات تست و خالص‌سازی است که این موضوع یکی از محورهای فعالیت ما در حوزه میکروالکترونیک است. موضوع دیگری که در دستور کار ما است، «تولید ترکیبات مورد نیاز این حوزه» مانند استحصال ایندیوم از باطله‌های معادن بزرگ کشور و استحصال آنتیموان با خلوص بالا از معادن آن است.

دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان، استحصال مواد از باطله‌های معدنی را از دیگر محورهای مورد توجه این ستاد نام برد و اظهار کرد: برخی از مواد مانند آنتیموان، دارای معدن هستند و برخی دیگر مانند ایندیوم و ژرمانیوم و گالیوم به غیر از یکی دو کشور که معادن غنی دارند، در کنار معادن دیگر یافت می‌شوند که برای این منظور لازم است از باطله‌های معدنی استفاده شود. برای دستیابی به این مواد، مطالعاتی بر روی باطله‌های معادن سرب، روی، آهن، مس و زغال سنگ و سرباره‌های کک‌سازی در حال انجام است تا امکان استخراج این عناصر بررسی شود.

وی اضافه کرد: البته اجرای برخی از محورهای این برنامه در ستاد آغاز شده است و قراردادهای این پروژه‌ها با شرکت‌های دانش‌بنیان منعقد شده است. یکی از این پروژه‌ها، بررسی باطله‌های معادن سرب و روی است که طی آن میزان عناصر مهم این حوزه برآورد می‌شود و روش‌های استحصال اقتصادی آن توسعه می‌یابد.

میلانی اضافه کرد: در حال حاضر حجم زیادی از باطله‌ها در معادن دپو شده است و تقریبا همه معادن کشور مطلع هستند که این باطله‌ها، باطله‌های ارزشمندی هستند و به خاطر نداشتن تکنولوژی استحصال عناصر با ارزش، این فرآیند در معادن انجام نمی‌شود.

باطله‌های ارزشمند برای توسعه صنعت میکروالکترونیک

میلانی خاطر نشان کرد: در گذشته عناصر با ارزش را تنها نقره و طلا و پلاتین می‌شناختند، اما امروزه در کنار این عناصر، عناصر دیگری مطرح شده‌اند که مقادیر آنها به شدت کم است و برای استحصال آنها از باطله‌های معدنی نیاز به دستگاه‌های بسیار حساسی است تا به طور دقیق اعلام کند که چه میزان عناصر کمیاب در باطله‌های معدنی وجود دارد. از سوی دیگر لازم است ارزش اقتصادی برای استحصال عناصر کمیاب از باطله‌ها ایجاد شود.

دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی، ادامه داد: در این زمینه اولین اقدام ما اجرای پروژه مطالعاتی بر روی باطله‌های معدنی موجود در کشور بوده است. این باطله‌ها تاکنون از منظر مسایل محیط زیستی، عناصر ارزشمند قدیمی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، ولی تاکنون از جنبه‌ عناصر مورد نیاز در حوزه میکرو الکترونیک مورد توجه قرار نگرفته‌اند.

وی با بیان اینکه این مطالعات در حال اجرا است و گزارش نهایی آن، در تهیه نقشه راه این حوزه کمک شایانی می‌کند، گفت: در کنار آن با سه تا چهار شرکت دانش‌بنیان کار پایلوت استحصال بعضی از عناصر از باطله‌ها را شروع کردیم. اصول استحصال عناصر از باطله‌ها یکسان است، ولی اینگونه نیست که با زیر ساخت استحصال ژرمانیوم بتوان گالیم را استحصال کرد، ضمن آنکه روش‌های آنالیز این عناصر با یکدیگر متفاوت است.

دبیر ستاد مواد و ساخت پیشرفته به مشکلات موجود در زمینه ارزیابی خلوص این عناصر و استانداردسازی دستگاه‌های مرتبط با آن مانند آی‌سی‌پی (ICP) اشاره کرد و گفت: اگر استانداردسازی این تجهیز مثلا برای عنصری مانند ژرمانیوم انجام گرفته باشد، لزوماً نمی‌تواند سایر عناصر همچون تلوریوم را نیز با دقت بالا ارزیابی کرد، مگر اینکه زیرساخت‌های مورد نیاز و تست کیت‌های مربوط در دسترس باشد.

میلانی افزود: در حال حاضر در کشور دستگاه‌ها و تجهیزات خوبی داریم، اما باید به بخش خصوصی کمک شود تا کیت‌های تست استاندارد عناصر نادر تهیه شده و صلاحیت لازم برای تجهیز در مورد ارزیابی این عناصر ایجاد شود، لذا فقط در برخی موارد مجبور به خرید دستگاه‌های جدید هستیم. در بیشتر موارد با تجهیز آزمایشگاه‌های بخش خصوصی به کیت‌های مربوط به برخی عناصر خاص مانند ژرمانیوم، تلوریوم و گالیوم در کشور می‌توان عقب افتادگی گذشته را جبران کرد، چرا که این عناصر در گذشته کمتر مورد توجه بوده‌اند. زیرا اندازه‌گیری دقیق عناصر نیمه‌هادی بسیار دشوار است و نیاز به آموزش تخصصی دارد، در غیر این صورت صرف وجود تجهیزات، کشور را قادر به استفاده درست از این تجهیز نمی‌کند.

وی همچنین به جنبه‌های اقتصادی توسعه روش‌های شناسایی عناصر موجود در باطله‌های معدنی اشاره کرد و گفت: به همین دلیل است که یکی از موضوعاتی که باید در این ستاد پیگیری شود، این است که برای بسیاری از مجموعه‌های خصوصی، خرید کیت‌های استاندارد برای تشخیص عناصر خاص از جمله ژرمانیوم و تلوریوم به دلیل هزینه‌های بالای آن توجیه اقتصادی ندارد و این موضوع باید در سطح ملی پیگیری شود. یا اینکه یکی از حمایت‌های ما، آموزش به اپراتورهای این تجهیزات در خارج از کشور است که می‌توان توافق‌نامه‌هایی را با بخش خصوصی در این باره ایجاد کرد.

میلانی تصریح کرد: در حال حاضر با فناوری‌های سطوح بالاتر، در زمینه‌هایی چون استحصال کبالت و نیکل از باطله‌های معدنی، تحقیقاتی در کشور اجرا شده و الحمدالله به ایجاد خطوط تولید منجر شده است و لذا ما با همکاری این شرکت‌ها می‌توانیم بقیه عناصر را نیز از باطله‌ها استحصال کنیم.

دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی اضافه کرد: یکی دیگر از حوزه‌هایی که در دستور کار قرار دارد و پروژه‌های آن تعریف شده، حوزه «رشد تک کریستال»هاست. هم اکنون دو مجموعه دانش‌بنیان داریم که با حمایت ستاد، در حوزه رشد تک کریستال‌ها و ساخت بستر تک کریستال فعال شدند که زمینه تحقیقاتی آنها شامل دسترسی به بستر SiC با کاربرد در حوزه سنسورها و میکروالکترونیک و همچنین بسترهای MgF2 است.

توسعه سیلیکون برای توسعه میکروالکترونیک

وی با اشاره به حمایت‌های ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته در زمینه توسعه سیلیکون، اظهار کرد: در این حوزه، یک شرکت خصوصی فعال در حوزه سامانه‌های خورشیدی، سرمایه‌گذاری قابل توجهی انجام داده و تعامل خوبی میان ما و این شرکت شکل گرفته است. در حالی که معاونت هنوز هیچ‌گونه سرمایه‌گذاری مستقیمی در این زمینه نداشته، اما این شرکت بخش خصوصی به‌صورت مستقل اقدام به خرید تجهیزات رشد بلور کرده است.

میلانی ادامه داد: در پی مذاکرات صورت‌گرفته، تفاهم اولیه‌ای بین پارک میکروالکترونیک، ستاد توسعه مواد و این شرکت خصوصی حاصل شده که بر اساس آن، با استفاده از برخی تجهیزات و زیرساخت‌های این شرکت بتوان به بخش دانش‌بنیان کشور کمک کرد تا در حوزه میکروالکترونیک نیز توفیقاتی حاصل شود.

وی ابراز امیدواری کرد که در صورت تبدیل این تفاهم اولیه به توافقی بلندمدت، بتوان از ظرفیت‌های ارزشمند این شرکت برای توسعه فناوری در کشور استفاده کرد و گفت: اگر این زیرساخت‌ها تکمیل شود، عملاً بخش مهمی از زیرساخت‌های تولید مواد مورد نیاز صنعت میکروالکترونیک بر پایه سیلیکون در کشور فراهم خواهد شد.

دبیر ستاد اقتصاد دانش‌بنیان مواد و ساخت پیشرفته معاونت علمی، خاطرنشان کرد: توسعه ترکیبات مورد استفاده در لیتوگرافی از جمله لاک‌های نوری (Photoresist) نیز در دستور کار ما قرار دارد و بخشی از برنامه‌های آتی ستاد خواهد بود.