Primeiro o homem criou a válvula. Depois o transistor. Na década de 60 surgiram os circuitos integrados. E na de 70, os microprocessadores. O ano era, precisamente, 1971. Três fundadores da Intel apostaram na ideia de que o design dos circuitos poderia ser simplificado, com todos os componentes sendo integrados em um único microchip.

Com ajuda de Frederico Faggin, contratado especialmente para trabalhar no projeto, Bob Noyce, Andrew Grove e Gordon Moore criaram o Intel 4004, já embalados pela tese de que o número de transistores em um chip dobraria a cada dois anos. Esta observação sobre a integração de silício, batizada de Lei de Moore, foi transformada em realidade pela Intel e perpetuada por outros grandes fabricantes de semicondutores. E tem alimentado a revolução tecnológica global desde então.

Obsessão da indústria de semicondutores
Consta que, em 1965, portanto três anos antes de tornar-se cofundador da Intel, Gordon Moore afirmou, em artigo publicado na Electronics Magazine com data de 19 de abril, que os transistores – o building block fundamental do microprocessador e da era digital – reduziriam em custo e aumentariam em desempenho em uma taxa exponencial.

Se vários especialistas fossem consultados para apontar as características mais marcantes da microeletrônica, falariam, com certeza, da obsessão por atender à Lei de Moore. Fazer dela praticamente um dogma transformou-se na mola mestra da indústria. Tanto que, ainda hoje, todas as previsões de evolução das chamadas Tecnologias da Informação e da Comunicação permanecem fundamentadas na certeza inabalável de que o poder de processamento dos chips manterá o ritmo vertiginoso dos últimos 44 anos. Hoje o poder já não dobra a cada 2 anos, mas a cada ano e meio (18 meses), em média.

Vale de tudo para não desviar a indústria de seu caminho natural: combinar ou substituir materiais, mudar processos de fabricação e o que mais for necessário para vencer o grande obstáculo de aumentar a quantidade e a diversidade de transistores a cada chip.

As técnicas de miniaturização ajudam a criar transistores menores. A litografia com raio-X, amplia os limites da litografia ótica na arte de desenhar, com exatidão, trilhas nos wafers. E novos materiais semicondutores, como o óxido de cobre, o germânio e o grafeno rompem as barreiras impostas ao silício, como seus parceiros e até substitutos, por permitirem maior aproximação dos componentes do circuito.

Modernas tecnologias de encapsulamento também estão ajudam a pôr vários chips onde antes cabiam poucos. E técnicas de projeto vêm sendo aperfeiçoadas tendo como meta a criação de circuitos que permitam processamento cada vez mais rápido de pilhas de instruções cada vez maiores e mais complexas. Circuitos esses capazes até mesmo de processar várias gigantescas e complexas instruções, simultaneamente.

Graças a tudo isso, a própria Intel produz hoje chips com processo de 14 nanômetros (nm), preparando-se para usar o de 10 nm no fim deste ano ou início do próximo. As novas técnicas podem permitir à Intel assegurar a continuidade da Lei de Moore pelo menos até um processo de 7 nm, que deverá entrar em produção durante 2017 ou 2018. Com os transístores atingindo uma escala cada vez mais atômica, as fugas de eletricidade e gestão de energia tornam-se desafios maiores.

A Intel também já introduziu tecnologias como a do silício expandido, o “high-k metal gate” e a FinFET ‒ na qual os transístores são construídos em patamares uns sobre os outros, em vez de num só. E está combinando o silício com materiais como o germânio expandido, ou o Arseneto de Gálio e Índio (InGaAs), com origem em uma família de materiais do grupo III-V, baseados em elementos da terceira e quinta colunas da tabela periódica. Materiais considerados eventuais sucessores do silício, por serem melhores condutores de elétrons.

Outras tecnologias necessárias, como a litografia ultravioleta extrema (Extreme Ultra-violet), ainda não estão disponíveis nos fabricantes de ferramentas. Por isso a opção é usar técnicas como a tripla-padronização para garantir a produção de menos chips defeituosos.



Como resultado direto dessa obsessão pela Lei de Moore, hoje mais de seis milhões de transistores tri-gate cabem no ponto ao final desta sentença. A título de comparação, os primeiros transistores tinham quase do tamanho da borracha que fica na ponta do lápis. Se um smartphone Android de hoje fosse construído com a tecnologia do Intel 4004, de 1971, apenas o microprocessador do celular ocuparia a vaga de um carro, segundo a Intel.


Os transistores atuais são invisíveis ao olho nu. Para ver um único transistor, seríamos obrigados a aumentar o tamanho normal do chip para o tamanho de uma casa.

De acordo com as previsões de Masayoshi Son, o bilionário fundador e CEO da SoftBank Corp, o número de transistores em um chip deve exceder o número de células cerebrais humanas até 2018. E nós, seres humanos teremos que aprender a lidar com computadores que terão ultrapassado as capacidades intelectuais humanas.

Até porque seria reducionista dar atenção apenas ao número de transistores. Graças à obsessão por atender à Lei de Moore, o processamento de informações vêm aumentando 100%. Ou seja, a tecnologia vem ficando duplamente mais eficiente a cada “geração”.

Já a relação de custo segue o caminho inverso: quanto mais transistores e maior a eficiência, menor o custo.

Usos variados
Um erro frequente é pensar na Lei de Moore como uma aplicação exclusiva do mercado de computadores. Como resultado de cada vez mais processamento, a indústria vem podendo desenvolver novos produtos e serviços, cada vez mais desejados pelo consumidor.

Hoje, os processadores de silício são aplicados em uma grande variedade de produtos: smartphones, relógios, óculos, joias, peças de vestuário, eletrodomésticos, eletroeletrônicos, vídeo games, automóveis, sistemas de segurança.

Entre os serviços, o poder de processamento está em supermercados, bancos, hospitais, restaurantes, aeroportos, na validação de acesso ao transporte público, data centers, nuvem e a lista não se esgota aí.

Ou seja, no fundo, no fundo, todas as aplicações de inteligência que temos hoje, de portas automáticas aos relógios que monitoram nossos batimentos cardíacos, respeitam a lei criada em 1965.

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