Limites da miniaturização e a busca por novas soluções
A indústria de eletrônicos está se aproximando de um limite quanto ao número de transistores que podem ser compactados na superfície de um chip. Para superar essa barreira, os fabricantes de chips estão explorando o empilhamento de múltiplas superfícies de transistores e elementos semicondutores, de forma semelhante a transformar uma casa térrea em um arranha-céu.
O desafio das plataformas de construção de chips
Um obstáculo significativo é a plataforma sobre a qual os chips são construídos. Atualmente, as bolachas de silício, volumosas, servem como principal estrutura para o crescimento de elementos semicondutores de alta qualidade. Qualquer chip empilhável precisaria incluir esse ‘piso’ de silício espesso em cada camada, o que poderia retardar a comunicação entre as camadas semicondutoras funcionais.
Inovação do MIT na construção de chips multicamadas
Engenheiros do MIT encontraram uma solução para esse desafio, com um design de chip multicamadas que não requer substratos de bolacha de silício e funciona em temperaturas baixas o suficiente para preservar a circuitaria subjacente.
Em um estudo publicado na revista Nature, a equipe relata o uso de um novo método para fabricar um chip multicamadas com camadas alternadas de material semicondutor de alta qualidade, crescido diretamente uma sobre a outra.
Impacto no hardware de IA e poder de processamento
Os pesquisadores visualizam o uso desse método para construir hardware de IA, na forma de chips empilhados para laptops ou dispositivos vestíveis, que seriam tão rápidos e poderosos quanto os supercomputadores atuais, com capacidade de armazenamento comparável a centros de dados físicos.
Jeehwan Kim, autor do estudo e professor associado de engenharia mecânica do MIT, afirma: “Esta inovação abre um potencial enorme para a indústria de semicondutores, permitindo que chips sejam empilhados sem as limitações tradicionais, o que poderia levar a melhorias de ordens de magnitude no poder de computação para aplicações em IA, lógica e memória.”
Desenvolvimentos futuros e parcerias
Para comercializar ainda mais o design de chip empilhável, Kim recentemente fundou a empresa FS2 (Future Semiconductor 2D materials). A pesquisa é apoiada, em parte, pelo Samsung Advanced Institute of Technology e pelo U.S. Air Force Office of Scientific Research.
