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Lei de Moore chegando ao fim? A saída pode estar nos chips com nanotubos de carbono da IBM

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4 anos atrás

Intel - Wafer

Com a Lei de Moore perto do limite de validade, a indústria vem tentando encontrar uma forma de superar esse futuro problema. A IBM é uma das companhias mais engajadas nessa causa. Um dos frutos desses esforços foi apresentado nesta semana: uma técnica que se baseia em nanotubos de carbono que pode “prorrogar” a Lei de Moore ou mesmo dar nova forma ao mercado de processadores.

Para quem está por fora do assunto, a tal da Lei de Moore não é, de fato, uma lei, um regimento ou qualquer coisa parecida. Essa expressão faz referência a um artigo “profético” publicado por Gordon Earl Moore — um dos fundadores da Intel — em 1965 na Electronics Magazine.

Basicamente, Moore diz no texto que a proporção de transistores que podem ser colocados nos chips aumentaria 100% a cada período de 18 a 24 meses, mas sem que isso eleve o tamanho do dispositivo ou os custos de produção.

É claro que essa “profecia” não funciona ao pé da letra, mas, de modo geral, a Lei de Moore vem correspondendo à realidade até os dias de hoje. Só que ela não é eterna: estamos cada vez mais próximos do momento em que será fisicamente inviável (para não dizer impossível) miniaturizar os componentes dos chips, assim como a continuar utilizando o silício como matéria-prima.

Onde a pesquisa da IBM se encaixa nessa história? Resumidamente, os pesquisadores da companhia constataram que é possível usar nos chips nanotubos de carbonos para formar cadeias de transistores sem interferir nas propriedades elétricas da conexão entre eles.

Conexão de nanotubos de carbonoConexão de nanotubos de carbono

Conexão de nanotubos de carbono

Nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas ocas cujo formato lembra uma folha de papel enrolada. O material se mostra promissor em diversas tecnologias. No caso dos chips, os nanotubos oferecem pelo menos duas vantagens: são excelentes semicondutores; são menores que os transistores de silício utilizados atualmente.

Para você ter ideia da diferença, a própria IBM já conseguiu desenvolver um projeto de chip com tecnologia de fabricação de 7 nanômetros. Trata-se de um feito e tanto! Mas, com nanotubos de carbono é possível, em teoria, fazer com que esse processo chegue a medidas abaixo disso.

Os pesquisadores sabem dessa e de outras possibilidades há tempos. O problema é que eles sempre tiveram dificuldade para conectar transistores de nanotubos de carbono em escalas abaixo de 10 nanômetros. Nessas circunstâncias, as áreas de contato das conexões devem ser menores, mas isso leva ao aumento da resistência elétrica e, com efeito, à uma elevação significativa do calor gerado (só para constar, isso ocorre também com os convencionais transistores de silício).

A missão dos pesquisadores da IBM esteve centrada, essencialmente, em resolver esse problema. Eles conseguiram chegar a um resultado satisfatório reposicionando as ligações do topo para as extremidades dos nanotubos e, principalmente, usando o metal molibdênio no material de contato.

Nos experimentos, essa abordagem não comprometeu a condutividade elétrica das conexões, ou seja, não houve geração excessiva de calor. Isso indica que, nos próximos anos, os nanotubos poderão finalmente ter uso abrangente na construção de processadores.

Transistor de nanotubo de carbono com conexão de 6 nanômetros

Transistor de nanotubo de carbono com conexão de 6 nanômetros

Dario Gil, vice-presidente de ciência e tecnologia da IBM Research, é um dos que defendem essa ideia. Mas, apesar de todo o otimismo, o próprio executivo reconhece que, para isso, barreiras devem ser superadas. Uma delas é o desenvolvimento de uma técnica eficiente de fabricação: não é possível construir chips baseados em nanotubos de carbono usando a técnica dos wafers, como é feito com o silício.

Mas as pesquisas continuam. Assim como o chip de 7 nanômetros, o estudo com nanotubos de carbono faz parte de um programa de US$ 3 bilhões que a IBM montou há pouco mais de um ano para criar a tecnologia que substituirá a Lei de Moore.

É uma estratégia interessante. Atuar em várias frentes de pesquisa aumenta as chances da companhia de ficar na vanguarda da próxima tecnologia de processamento computacional e, assim, colher todos os frutos (diga-se: dinheiro, muito dinheiro) dessa posição.

Com informações: Quartz, ExtremeTech