Dez vezes melhor: A nova e revolucionária produção de chips pode economizar energia e dinheiro

A produção de estruturas minúsculas dos chips de computador atuais e futuros utiliza luz que, com um comprimento de onda de pouco mais de 10 nanômetros, já tende para os raios X. Para ser mais preciso, trata-se de luz extremamente ultravioleta, ou EUV, para abreviar.

Assim como acontece com os raios X, isso representa um problema crucial. A radiação de energia extremamente alta penetra em quase todos os materiais, infelizmente também nos espelhos necessários para a litografia, com os quais a luz é direcionada com precisão para a obtenção dos circuitos eletrônicos.

Da luz laser emitida por um laser de CO2, apenas 2% da energia atinge o wafer. Portanto, há muito potencial para melhorias.

As consequências são versáteis

No Okinawa Institute of Science and Technology foi apresentado um método para substituir a tecnologia anterior, muito ineficiente. Como a luz EUV não pode ser simplesmente direcionada por meio de dispositivos ópticos convencionais, são necessários arranjos complicados com espelhos em forma de meia-lua, que normalmente exigem dez reflexões.

Cada reflexão reduz significativamente a energia da luz. Portanto, parece lógico reduzir radicalmente essa configuração para apenas dois espelhos. Entre outras coisas, essa simplificação é possível graças a duas fontes de luz paralelas e sem interação, que incidem sobre a fotomáscara para litografia a partir de ângulos opostos.

Os dois espelhos têm um orifício no meio para obter a mesma precisão da luz laser que o método anterior. Atualmente, deve ser possível obter uma resolução de 10 nanômetros. Com mais otimizações, seria possível chegar a 7 nanômetros e, eventualmente, a 5 ou 2 nanômetros.

A economia de energia resultante dessa simplificação é considerável. Em vez de um laser de 200 watts, são necessários apenas 20 watts de potência. Isso seria um décimo da necessidade de energia anterior, o que reduziria a energia necessária para uma fábrica de chips inteira de cerca de 1 megawatt para 100 quilowatts.

De acordo com o documento, haveria ainda mais economia. Lasers menores e mais fracos são, obviamente, mais baratos de fabricar, mas também mais baratos de manter. Isso também se aplica a toda a construção adicional.

Os custos de eletricidade, tecnologia e operação poderiam ser significativamente reduzidos, o que significa que os chips de computador também poderiam ser produzidos localmente, longe das grandes fábricas. Crises de chips com gargalos de fornecimento perceptíveis, como as que ocorreram recentemente entre 2020 e 2022, seriam então muito menos realistas.