טלפון שחזק פי 200 מפלדה: החומר ממנו עשויות מהפכות

במרכז קרב הענקים הבא בעולם המובייל לא יעמדו גודלי מסכים, תכונות מתקדמות כמו שליטה באמצעות הראש או עוזרות חכמות ואפילו האינטגרציה של הסמארטפונים והטאבלטים עם מוצרי מחשוב לביש.

הקרב הגדול ביותר על הדבר הבא הוא בכלל על חומר בעובי של אטום אחד, אבל כזה שיכול לשנות משמעותית את הסמארטפונים והטאבלטים שאנו מכירים ולהשפיע על הדור הבא של מוצרי המובייל.

חומר בעובי של אטום אחד

החומר, גרפין (Graphene), הוא יריעת פחמן שקופה כמעט לחלוטין בעובי אטום אחד - דבר שהביא להגדרתו כחומר דו ממדי שמופק מגרפיט. תיאוריות על אפשרות הפקתו קיימות עשרות שנים, אבל רק ב-2004 הצליחו הפיזיקאים אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב להפיק אותו במעבדה - עבודה שעליה זכו השניים בפרס נובל לפיזיקה ל-2010.

מסך מבוסס גרפין | צילום: שאטרסטוק

הגרפין נחשב לחזק מאוד יחסית לעוביו, פי 200 יותר מפלדה, ולמוליך מצוין של חשמל וחום, דבר המאפשר לכאורה להפוך כל משטח שמצופה בו למשטח מגע. הגמישות הרבה של החומר הופכת אותו למצרך מושלם ברכיבים רבים של מוצרי מחשוב לביש, או בסמארטפונים וטאבלטים בעלי מסך גמיש.

לשם השוואה, החומר שמשמש כיום במרבית מסכי המגע במכשירי מובייל, Indium Tin Oxide (תחמוצת אינדיום ובדיל, או ITO בקיצור) אינו גמיש או ניתן לכיפוף, ולא עמיד דיו לשמש במסכים שגדולים מ-10 אינץ'. מנגד, פרופ' הונג ביונג הי מהאוניברסיטה הלאומית בסיאול פיתח פטנט שמאפשר לייצר יריעות גרפין לשימוש במסכי מגע בגודל של עד 50 אינץ'.

בשעה שהשימוש במוצרים בעלי מסכים נראה ברור וקל להבנה, ייתכן שגרפין יתגלה כפיתוח חשוב לא פחות, ואולי אף יותר, ברכיבים שנמצאים בקרביים של כל המכשירים.

לפי מבדקים שנערכו, גרפין מעביר חשמל פי 200 מהר יותר מאשר סיליקון, חומר שנמצא בשימוש רחב במעבדים ושבבים מכל הסוגים. שילוב גרפין ברכיבים אלו יאפשר לייצר מעבדים מהירים הרבה יותר. בתקופה שבה יצרניות מעבדים מתאמצות לסחוט יותר ויותר מהירות וביצועים מהמעבדים שלהן, שילוב גרפין יכול להתברר כרכיב מנצח.

גם סוללות צפויות לעבור שדרוג ביכולותיהן כשיחל השימוש בגרפין. לדברי מדענים באוניברסיטת נורת'ווסטרן, החומר אמנם כבר משולב כיום בסוללות ליתיום־איון (מהסוג שנמצא בכל מכשירי המובייל), אולם ב-2011 הם הצליחו ליצור אלקטרודה תוך שימוש מתקדם יותר בגרפין, שתאפשר לייצר סוללות הפועלות שבוע ללא הטענה ונטענות בתוך 15 דקות בלבד. "גילינו איך להאריך את חיי הסוללה פי עשרה", אמר המדען המוביל בפרויקט הארולד קונג. "גם אחרי 150 טעינות, שווה ערך לשנה או יותר של פעילות, הסוללה עדיין יעילה פי חמישה מסוללות הליתיום־איון שזמינות בשוק כיום".

הפוטנציאל הרב של הגרפין לא נעלם מעיניהן של חברות הטכנולוגיה הגדולות. לפי דיווח של סוכנות הידיעות בלומברג, בימים אלו נמצאות סמסונג, אפל וגוגל בעיצומו של מירוץ חימוש לאגירת כמה שיותר פטנטים קשורי־גרפין, בין השאר על רקע הגידול הצפוי של פי 14 במכירות מוצרי מחשוב לביש בחמש השנים הקרובות. "יום אחד נחזה בעידן שבו מכשירי מובייל יהיו באמת גמישים וניתנים לקיפול ולפריסה בקלות, ואז כולם יצטרכו גרפין", אמרה לבלומברג האנליסטית קלייר קים מחברת Daishin Securities.

יוסיף גמישות חסרת תקדים למכשירים. טלפון גמיש בן זמננו, ה-G-Flex של LG | צילום: ניצן סדן

לפי דו"ח של משרד הפטנטים הבריטי, עד יולי 2011 הוגשו 3,018 בקשות פטנטים הקשורות לחומר החזק, המוקדמת שבהן מדצמבר 1994. בשנה וחצי שבין יולי 2011 לפברואר 2013 הוגשו 8,416 בקשות כאלו.

בשלב זה סמסונג מובילה במירוץ החימוש: בבריטניה הגישה ענקית הטכנולוגיה הקוריאנית 405 בקשות פטנטים, ובארה"ב יש לחברה כבר 38 פטנטים רשומים ועוד 17 בקשות פטנטים שמזכירים את המילה "גרפין". לאפל יש שתי בקשות, וחברות אחרות דוגמת IBM ופוקסקון הגישו אף הן בקשות משלהן. בבריטניה, אגב, מרבית הגופים שנמצאים בראש רשימת מגישי הבקשות לפטנטים על גרפין הם חברות ומוסדות אקדמיים מקוריאה הדרומית, סין, יפן וטייוואן.

בדרך לשוק של מיליארדי דולרים

הקרב האמיתי והחשוב שקשור בגרפין הוא על מסחור יכולת הייצור התעשייתי של החומר באופן שיאפשר להטמיע אותו במוצרים שמיועדים להמונים. לפי נתונים של חברת המחקר Yankee Group, שוק המובייל יגיע ב-2016 למכירות של 847 מיליארד דולר, וחברת Juniper Research העריכה באוקטובר שעבר שבתוך חמש שנים יגדל שוק המחשוב הלביש פי 14 ומכירותיו יסתכמו ב-19 מיליארד דולר.

החברה או החברות שיפצחו את סוד הייצור ההמוני של הגרפין צפויות לזכות לעמדת מובילות בשוק ולנתח משמעותי מכל אותם מיליארדי דולרים. כדי לעשות זאת, רבות מהן נעזרות בשירותיהם של חוקרים מהאקדמיה דוגמת פרופ' הונג מסיאול. "חברות טכנולוגיה גלובליות מתקרבות לגבול החדשנות בחומרה ועיצוב, וכדי להתקדם לשלב הבא הן צריכות לאמץ חומרים חדשים כמו גרפין", הוא אמר לבלומברג. "הטכנולוגיה שלנו זכתה לעניין רב מחברות כמו אפל, סמסונג ואפילו גוגל". מומחים בתחום מסבירים שהפטנט של הונג הוא רכיב מרכזי בדרך לייצור המוני של מסכי מגע מבוססי גרפין גדולים וזולים.

אין זה מקרה שסמסונג היא המובילה בבקשות הפטנטים לגרפין, שכן החומר יכול לשמש אותה בכל ארבע קטגוריות המוצרים שבהן היא מחזיקה בנתח השוק הגדול ביותר: סמארטפונים, שבבי זיכרון, טלוויזיות ושעונים חכמים. "הוא יותר עמיד מפלדה ויש לו מוליכות חום גבוה וגמישות, מה שהופך אותו לחומר מושלם לייצור תצוגות גמישות, מכשירים לבישים ומכשירים אחרים מהדור הבא של מוצרי האלקטרוניקה", נמסר מהחברה לבלומברג.

גם לאפל (עם מכשירי האייפון והאייפד והשעון החכם העתידי שלה) וגוגל (עם המשקפיים החכמים גוגל גלאס) יש הרבה מה להרוויח משימוש בגרפין. מירוץ החימוש העכשווי, כך נראה, הוא רק השלב הראשון בדרך למלחמה גדולה הרבה יותר על השליטה בעתיד עולם המובייל.