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Menos de 1 nm: Nova tecnologia torna possíveis chips minúsculos

A manipulação do cristal garante os menores componentes possíveis. (Fonte da imagem: IBS)
A manipulação do cristal garante os menores componentes possíveis. (Fonte da imagem: IBS)
7 nm, 5 nm, 3 nm. Quanto menores forem os MOSFETs e os FinFETs, mais circuitos serão possíveis na mesma área de superfície. Entretanto, o desenvolvimento está esbarrando em um limite muito prático: o raio atômico.

O tamanho de algo que pode ser construído depende do tamanho dos blocos de construção associados. Um átomo de silício, por exemplo, mede 117 picômetros ou 0,000000000117 metros. Isso não é muito, mas a menor resolução atual do processo de produção de 3 nanômetros é apenas 26 vezes esse valor.

Em algum momento, a estrutura se tornará fina demais para garantir uma estrutura confiável para um transistor. No entanto, um grupo de pesquisa do Institute for Basic Science em Daejeon, Coreia do Sul, conseguiu pular várias gerações de desenvolvimento de chips com a ajuda de uma nova abordagem.

Atualmente, a estrutura desejada é impressa gradualmente em superfícies sensíveis à luz em camadas finas de wafer na forma de fotolitografia. Entretanto, isso só é possível com uma espessura de vários átomos.

Os defeitos nos cristais não são muito maiores do que os átomos. (Fonte da imagem: Nanoscale Journal)
Os defeitos nos cristais não são muito maiores do que os átomos. (Fonte da imagem: Nanoscale Journal)

Para contornar os limites técnicos do processo de litografia, o defeito em uma estrutura de cristal é usado como uma porta. Os pesquisadores encontraram o que procuravam entre estruturas espelhadas de cristais bidimensionais de dissulfeto de molibdênio.

É exatamente nesse ponto que é criada uma lacuna unidimensional de apenas 0,4 nanômetro, ou seja, 400 picômetros ou pouco mais de três átomos de silício. Ao construir essa estrutura molécula por molécula, foi possível torná-la quase dez vezes menor do que era possível anteriormente.

Com base nesse tamanho, um transistor com comprimento de 3,9 nanômetros poderia ser construído, embora atualmente apenas em teoria. Isso corresponde a um sexto do processo de fabricação de 3 nanômetros, ou um trigésimo da área de superfície.

Dependendo de quando for possível obter uma implementação técnica, o cronograma de desenvolvimento do chip poderá receber um grande impulso. Embora a resolução de 2 nanômetros deva ser alcançada até 2025, presumiu-se que uma resolução de 0,5 nanômetro não poderia ser alcançada até 2037.

Portanto, a Lei de Moore poderia continuar a ser aplicada por um bom tempo.

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Mario Petzold, 2024-07-15 (Update: 2024-07-15)