🔬 Primeiro transistor abaixo do nanômetro: IBM expande os limites do silício

Transistores de apenas 0,7 nanômetro acabam de ser fabricados, uma primeira na história da eletrônica. Este tamanho, equivalente ao de uma molécula de glicose, permite instalar cerca de 100 bilhões de transistores numa superfície tão grande quanto uma unha. Um salto tecnológico que expande os limites da miniaturização.

Até agora, descer abaixo da barreira de dois nanômetros apresentava problemas graves. Os elétrons ficavam presos por defeitos ou escapavam das portas, causando perda de eficiência. Esses obstáculos pareciam insuperáveis para continuar tornando os chips mais potentes.


A solução imaginada pela IBM baseia-se numa arquitetura chamada NanoStack. Em vez de dispor os transistores na horizontal, ela os empilha verticalmente, como andares num arranha-céu. Esta técnica, chamada "nanostacking", utiliza uma colagem dielétrica inovadora para conectar cada andar, permitindo alimentar cada transistor independentemente.

Os primeiros testes mostram ganhos espetaculares: um aumento de desempenho de 50% e uma redução no consumo de energia de 70% em comparação com os melhores chips atuais de 2 nm. A memória SRAM, essencial para cálculos rápidos, também vê sua densidade melhorada em 40%, uma vantagem importante para a inteligência artificial.

O futuro parece ainda mais promissor. Os pesquisadores estimam que esta tecnologia poderá ser levada até transistores de 0,1 nanômetro, ou seja, mais de seis vezes menores. O que dará um novo fôlego à lei de Moore, que prevê uma duplicação regular da densidade dos transistores.

Segundo representantes da IBM, esta arquitetura não representa uma simples melhoria, mas uma mudança de geração. Ela deverá substituir as tecnologias atuais dentro de cinco a dez anos, tornando-se o novo padrão para processadores e chips gráficos.

A lei de Moore

Esta observação de Gordon Moore em 1965 previa que o número de transistores num chip dobraria a cada dois anos, levando a um aumento de desempenho e a uma queda nos custos. Durante décadas, a indústria seguiu esta lei, mas com a miniaturização extrema, limitações físicas surgiram.

Os efeitos quânticos e as fugas de corrente tornam-se problemáticos abaixo de alguns nanômetros. Os fabricantes tiveram que inovar com arquiteturas 3D como FinFET e depois nanosheets. A NanoStack da IBM expande ainda mais os limites, permitindo potencialmente continuar a progredir.

No entanto, alguns especialistas consideram que a lei de Moore está chegando ao fim. Mesmo que soluções como o empilhamento vertical ofereçam um alívio, obstáculos de dissipação térmica e flutuação dos processos podem travar o avanço. A NanoStack é, portanto, uma lufada de ar fresco, mas não uma solução eterna.

Por enquanto, esta inovação permite manter o ritmo, mas a indústria já explora outros caminhos como a fotônica em silício ou a computação neuromórfica para continuar a progredir além dos limites do silício.