חברת Intuitive Machines, המספקת פתרונות טכנולוגיים ותשתיות לחלל, הודיעה על שיתוף פעולה עם חברת Space Forge הבריטית – המתמחה בייצור שבבים בתנאי מיקרו-כבידה – במסגרת הרחבת תוכנית החזרה לכדור הארץ (Earth Reentry Program). המיזם ממומן באמצעות מענק מהוועדה לחלל של טקסס וכולל שלב ראשון של תכנון ובניית אב־טיפוס בגודל מלא לרכב חלל המיועד לשוב בשלום לכדור הארץ עם מטענים רגישים מהמסלול.

Space Forge מצטרפת לשותפה נוספת, חברת Rhodium Scientific, הפועלת בתחום הביוטכנולוגיה לחלל, כחלק מקואליציה של יצרנים מתקדמים השותפים בתכנון הדרישות ההנדסיות לרכב השיבה החדש.

החזון המשותף של החברות מבוסס על יתרונות מובהקים של ייצור בחלל: בתנאי מיקרו-כבידה, חומרים יכולים להתגבש באחידות גבוהה וללא פגמים מבניים, דבר המקנה לשבבים תכונות חשמליות וביצועים שאין אפשרות להשיגם על פני כדור הארץ. ב־Space Forge מתכננים לייצר גבישי־זרע (seed crystals) נקיים לחלוטין מהחלל, ובהמשך להרחיב אותם לפרוסות שבבים איכותיות בכדור הארץ.

לדברי מישל פלמינג, נשיאת Space Forge Inc.: "היכולת להחזיר חומרים מהמסלול באופן מדויק וחוזר היא המפתח למימוש מלא של ייצור שבבים בחלל. השותפות עם Intuitive Machines מביאה אותנו צעד קרוב יותר לספק שבבים באיכות עליונה ובמקור אמריקאי."

מערכת שיבה מסחרית – תשתית קריטית לייצור שבבים

שלב הפיתוח הראשון בתוכנית יארך 12 חודשים ויכלול סקירת תכן קריטית (CDR) לצד בניית אב־טיפוס קרקעי בקנה מידה מלא. הדגם ישמש בסיס לרכב שיבה שיוכל לשמש גם למשימות עתידיות כמו החזרת דגימות מהירח או חומרים ביולוגיים, לצד מטענים רגישים כמו מוליכים למחצה.

פרופ' טים קריין, סמנכ"ל הטכנולוגיות של Intuitive Machines, הסביר:
"הערך של חקר החלל טמון במה שנוכל להחזיר ממנו. אנו בונים יכולת שיבה מהחלל שתהיה שגרתית, מדויקת ומסחרית – תנאי קריטי למסחור טכנולוגיות חלל כמו שבבים וביוטכנולוגיה."

החברות שותפות לאמונה כי יצירת תשתית לאומית של ייצור שבבים בחלל היא לא רק יתרון טכנולוגי אלא גם צורך ביטחוני. בעולם שבו שרשראות האספקה נחשפות לפגיעויות גאו-פוליטיות, האפשרות להחזיר שבבים איכותיים מהמסלול בצורה אמינה מעניקה יתרון גיאואסטרטגי מובהק.

צפי: הדגמת מערכת קרקעית עד תחילת 2026

הפיתוח הנוכחי, הנתמך על ידי מענק מהוועדה לחלל של מדינת טקסס, צפוי להגיע לשיאו בתחילת 2026 עם אב־טיפוס תפעולי ראשון. ב־Intuitive Machines מציינים כי מדובר בשלב מכריע בדרך להחזרות מסלול שגרתיות לשוק המסחרי, עם שיתופי פעולה רחבים בתעשייה ובממשלה.

אם תרצה גרסת אמפמ, או עמוד רקע מיוחד על Space Forge ויתרונות הייצור במיקרו־כבידה – אשמח להוסיף.

הפוסט Intuitive Machines ו־Space Forge משתפות פעולה: ייצור שבבים בחלל עם מערכת שיבה מסחרית לכדור הארץ הופיע לראשונה ב-Chiportal.

מכירות תעשיית המוליכים למחצה לחלל רשמה מכירות של 2.1 מיליארד דולר בשנת 2022 וצפויה להגיע למכירות של 4.8 מיליארד דולר עד שנת 2032, תוך חווית שיעור גידול שנתי ממוצע (CAGR) של 8.8% מ-2023 עד 2032. כך עולה ממחקר של חברת Allied Market Research.

שבבים לחלל כוללים את הביקוש הגובר לתקשורת לוויינית וצפייה בכדור הארץ, התקדמות בטכנולוגיית לוויינים, עליית מערכי הלוויינים, הרחבת יוזמות חקר החלל, והצורך ברכיבים אמינים ומחוסני קרינה במשימות חלל. כמו כן, הצורך הגובר בקישוריות גלובלית, גישה לאינטרנט והעברת נתונים מניע את הביקוש למערכות תקשורת לוויינית. בנוסף, העלייה ביישומי צפייה בכדור הארץ למטרות כמו מעקב אחרי מזג אוויר, ניהול אסונות, חקלאות, ותכנון עירוני תורמת לביקוש לחיישנים ומערכות צילום מבוססי חלל, המסתמכים על רכיבי שבבים לעיבוד נתונים והעברתם.

המלחמה בין רוסיה לאוקראינה, שהחלה ב-24 בפברואר 2022, גרמה למתיחות גיאופוליטית עולמית, שעלולה להשפיע באופן בלתי צפוי על תעשיית המוליכים למחצה לחלל. התקשורת המסחרית הבינלאומית עשויה להיפגע בשל אי יציבות פוליטית, דבר שיכול להוביל לעיכובים בשרשרת האספקה ולתנודתיות בשוק. כמו כן, חומרים מסוימים הנדרשים לתהליך ייצור המוליכים למחצה, כמו גז ניאון, מיוצרים באוקראינה וכל פגיעה בשרשרת האספקה עשויה להשפיע על מחירם וזמינותם של רכיבים אלה, כולל אלה המשמשים ליישומים חלליים. בנוסף, בעקבות הקונפליקט, מדינות מסוימות עשויות לשקול מחדש את תוכניותיהן הצבאיות ולהגדיל את ההשקעות במערכות וטכנולוגיות מבוססות חלל, מה שיכול להוביל לגידול בשוק המוליכים למחצה לחלל כדי לתמוך בתוכניות לוויינים צבאיים, מערכות תקשורת ויישומים הקשורים להגנה.

בשנים האחרונות, תעשיית המוליכים למחצה לחלל הציגה שיתופי פעולה וחדשנויות בולטים. באוגוסט 2021, BAE Systems התאחדה עם Global Foundries לייצור מחשב לוח אחד מחוסן קרינה ליישומים חלליים. באוקטובר 2023, Infineon Technologies הרחיבה את מרכז החדשנות המשותף בסינגפור, מה שמדגיש את מחויבותה לחדשנות ברת קיימא לעתיד. בספטמבר 2023, חטיבת Northrop Grumman בבריטניה חתמה על שותפות עם הסטארט-אפ הבריטי Space Forge לייצור שבבים בחלל. Teledyne U.K. Limited הכריזה ביוני 2020 על פיתוח FPGA-ים חדשים לחלל בשיתוף עם Xilinx, Inc. באפריל 2023, Presto Engineering שיתפה פעולה עם SatixFy לאישור ובדיקת ASICs מחוסני קרינה לשימוש בחלל.

על פי סוג, החלק של רכיבים מחוסני קרינה החזיק בשיעור השוק הגבוה ביותר ב-2022, עם יותר משני-שלישים מהכנסות השוק הגלובליות לשבבים לחלל. לעומת זאת, החלק של רכיבים סובלי קרינה צפוי להציג את הצמיחה המהירה ביותר מ-2023 עד 2032. בנוסף, החלק של מעגלים משולבים שלט בשיעור השוק הגבוה ביותר ב-2022, תוך כדי שהחלק של חיישנים צפוי להציג את הצמיחה המהירה ביותר בתקופה המתוכננת. בהתבסס על יישום, ה תעשיית הרכיבים ללוויינים החזיקה בנתח השוק הגבוה ביותר ב-2022, וצפויה לשמור על מעמדה כמובילת השוק במהלך תקופת התחזית.

בהיבט הגיאוגרפי, צפון אמריקה שמרה על השליטה בשוק ב-2022, תוך כדי שאסיה-פסיפיק צפויה לעדות לצמיחה המהירה ביותר מ-2023 עד 2032.

הפוסט Allied Market Research תעשיית השבבים לחלל תוכפל ותגיע ל-4.8 מיליארד ד' ב-2032 הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ייצור בחלל מציע חדשנות טכנולוגית, התקדמות ותגליות שאינם מוגבלים על ידי כוחות הכבידה של כדור הארץ. כדי לנצל את הפוטנציאל המלא של ייצור במסלול נמוך סביב כדור הארץ (LEO), מנהיגי התעשייה התכנסו באוניברסיטת סטנפורד במרץ 2023 בסדנת הייצור הראשונה של מוליכים למחצה בחלל כדי לדון בעבר, ההווה והעתיד של התחום. כעת מתפרסם דוח מפורט על ממצאי הסדנה.

סדנה זו איחדה קהילה של מומחים לחקור את ההיסטוריה העשירה של ייצור מוליכים למחצה וייצור בחלל. מטרת הסדנה הייתה לזהות את היעדים ל-2030 שחייבים להתממש כדי להפוך ייצור מוליכים למחצה בחלל למציאות עד 2050. הקונצנזוס היה שהתחום צריך לנצל את השנים הנותרות כדי להפחית סיכונים מהשקעות של חברות מוליכים למחצה ומשקיעים פרטיים. כדי לעשות זאת, הקהילה צריכה להשיג נתונים נוספים באמצעות מחקר ופיתוח מבטיחים של מוליכים למחצה ב-LEO (מסלול ארץ נמוך).

פעילות זו תכלול את כל הטווח של ניסויים בשלבי ייצור המוליכים למחצה כמו גידול גבישים, עיבוד פרוסות, גידול אפיטקסיאלי, עיצוב מעגלים וכו'. מעבר לסינתזה של תובנות מהסדנה, הדוח מתאר את המצב הנוכחי של ייצור מוליכים למחצה בחלל ויוצר נתיב לעתיד. בשלושת העשורים האחרונים, חלה ירידה בגילוי והצמחה של גבישים חדשים (DGCM) בארצות הברית, דבר שהאט משמעותית את תעשיית המוליכים למחצה.

דוח זה מתכוון להשיב את תשומת לבה של ארצות הברית לייצור מוליכים למחצה מבוסס חלל ולהחזיר את התחום חזרה מהיברנציה. סעיפי החזון ל-2050 וקריאת המעשה, שהושפעו ממומחי תעשייה והיסטוריה, מציעים פתרונות מעשיים שיכולים להעיר את תעשיית המוליכים למחצה מכמעט 25 שנות אי-פעילות בחלל.

היתרונות של ייצור מוליכים למחצה ב-LEO ברורים. כוחות הכבידה של כדור הארץ מהווים מכשולים משמעותיים לייצור מהיר ויעיל של מוליכים למחצה. מעבר ליתרונות המדעיים של מיקרו כבידה, יש יתרונות מעשיים משמעותיים בשילוב ייצור ב-LEO בשרשרת האספקה. מעבר תעשייה זו לחלל הוא הנתיב היחיד קדימה אם ארצות הברית רוצה לשמור על קצב המרוץ הטכנולוגי המתפתח ברחבי העולם. דוח זה מזהה הזדמנויות לחיזוק המנהיגות האמריקאית בתחום ייצור המוליכים למחצה ב-LEO.

לדברי מחברי הדוח, התעשייה זקוקה בדחיפות למפת דרכים הן לאסטרטגיות מימון מיידיות והן לטווח ארוך שיכולות לתמוך ברכיבים שונים. השקעות ממשלתיות לטווח ארוך יכולות לעזור להפחית השקעות פרטיות נוספות, ומימון תכניות מלגות לסטודנטים יקדם פיתוח כוח אדם. מעבר לצורך במימון, התעשייה זקוקה למערכת אקוסיסטם שיתופי מיועדת. תחום זה ממוקם כרגע לצד מספר תחומים קשורים, וקבלת אחיזה בתחומים מבוססים היא בהחלט הכרחית. עם זאת, יש צורך ברור ב"בית" מיועד וקהילה שיכולים לשאוב ידע מאקדמיה, ממגזר החלל ומתעשיית המוליכים למחצה. דחיפה לכיוון סביבה שיתופית זו תתרום רק לתעשייה בכללותה ותיתן לארצות הברית יתרון תחרותי בתחום הגדל הזה.

למאמר המדעי

הפוסט ייצור שבבים בחלל יאפשר להתגבר על מחסום ההתקדמות בטכנולוגית ייצור שבבים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

ייצור בחלל הוא שוק מתפתח שכמה סטארט-אפים מהמרים להמריא אליו בשנים הקרובות. אנליסטים מעריכים כי שוק התרופות, מוליכים למחצה, מוצרי בריאות ומזון המיוצרים בחלל עשוי להגיע ליותר מ-10 מיליארד דולר עד 2030.

החלל מציע תנאים ייחודיים כמו קרינה, מיקרו-כבידה ואקום המאפשרים שיטות ייצור חדשות שאינן אפשריות על פני כדור הארץ.

ספייס פורג', חברת סטארט-אפ בריטית מתכננת להקים בחלל מפעלים לייצור מוליכים למחצה מהדור הבא תוך שימוש בחומרים שאינם סיליקון. המטרה היא לייצר מצעי מוליכים למחצה המאפשרים שיפורי ביצועים פי 10-100 עבור יישומים כמו 5G וכלי רכב חשמליים. שכלול גבישי מוליכים למחצה במיקרו-כבידה הוא המפתח להשגת התקדמות זו. ספייס פורג' תייצר את הגבישים בחלל ואז תשכפל את הצמיחה שלהם על כדור הארץ. בכך יימנע הצורך לשגר שוב ושוב לוויינים לחלל כדי לייצר בקנה מידה גדול.

באתר החברה מצויין כי בחלל קיים לחץ אטמוספירי נמוך פי 10 טריליון מזה שבכדור הארץ יאפשר להסיר בעיות זיהום ואת הצורך במשאבות רב-שלביות הודות לגישה למהירות שאיבה בלתי מוגבלת.

"ברגע שיצרנו את הגבישים האלה בחלל, אנחנו יכולים להחזיר אותם לקרקע ואנחנו יכולים לשכפל ביעילות את הצמיחה הזו על כדור הארץ", אמר ג'וש ווסטרן, מנכ"ל ומייסד שותף של ספייס פורג' לערוץ CNBC. "לפיכך איננו צריכים לטוס לחלל אינספור פעמים כדי לבנות שבבים בכמויות גדולה . נוכל פשוט לפעול עם שותפי ה-FAB שלנו ולקוחות על הקרקע".

הפוסט חברת סטארט-אפ בריטית מתכננת לייצר שבבים בחלל מחומרים שאינם סיליקון הופיע לראשונה ב-Chiportal.