Técnica pode driblar as limitações dos processos de litografia e permitir a fabricação de microchips, como processadores, em escalas menores que os 7 nm — Foto:Reprodução/Filipe Garrett/TechTudo
O MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) está desenvolvendo uma pesquisa que visa a criação de um processo de fabricação de circuitos eletrônicos que permite que estruturas microscópicas se construam sozinhas, atendendo a designs pré-determinados.
A pesquisa é de especial interesse para a fabricação de microchips, como processadores e GPUs, que dependem da miniaturização para que fiquem mais rápidos e econômicos a cada geração. A técnica desenvolvida no MIT pode ser a resposta para que o avanço tecnológico dessa indústria se mantenha por mais tempo.
A ideia dos cientistas norte-americanos é usar um material batizado de copolímero. Esse material seria distribuído sobre a base de um chip e assumiria a função de criar conexões entre camadas e diversas estruturas impressas previamente no silício.
Hoje em dia, microchips são fabricados com processos de litografia, em que camadas de silício e outros materiais são expostas à luz para formar o desenho das estruturas internas de um processador, por exemplo. O problema é que essa técnica tem se mostrado muito difícil, e extremamente cara de ser adaptada para a criação de circuitos com transistores menores que os 10 nanômetros, utilizados em produtos de última geração.
A ideia do MIT pode ser uma saída para que o avanço tecnológico da indústria de semicondutores continue e para que a barreira dos 7 nm e além seja rompida. Segundo os cientistas, processos de litografia continuariam sendo usados, “queimando” os espaços pré-definidos no chip para que os copolímeros sejam distribuídos.
Ao ocuparem esses espaços, os copolímeros se ligariam entre si, formando fios e ligações entre as diversas camadas de um processador, por exemplo. Uma última camada, dessa vez de um polímero diferente, forçaria os copolímeros a criarem ligações em ordenação vertical, em vez de horizontal, permitindo a conexão das diversas camadas de um chip. Em certo sentido, a técnica guarda bastante semelhanças com os métodos de fabricação de chips em 3D, usados em módulos de memória e SSDs.
A obsessão da indústria pela fabricação de processadores cada vez menores é fácil de ser explicada. A medida em nanômetros, quando aplicada a um chip, se refere à distância que existe entre os terminais de um transistor, componente essencial de qualquer circuito e que, no caso dos processadores, é contado na casa dos bilhões.
Quanto maior for a distância entre os terminais de cada transistor num processador, maior é o tempo para que a energia percorra essa distância, o que acaba impactando no desempenho do chip. Além disso, quanto maior a distância, mais resistência elétrica será encontrada: quanto mais resistência, mais calor e consumo, já que uma quantidade maior de eletricidade será necessária para vencer essa resistência. Além disso, por uma série de questões técnicas, há uma tendência para que a fabricação de chips menores seja mais barata que a de unidades maiores.
É por isso que, quanto menor a arquitetura de um chip, mais eficiente ele será do ponto de vista energético e maior será a sua capacidade de processar dados com o mesmo consumo e aquecimento da geração anterior.
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