Lei de Moore - de 1965 aos dias atuais

Em fevereiro/2024, expoentes da indústria de tecnologia se reuniram em San Jose - CA, durante a Conferência Avançada de Litografia e Padronização da SPIE, para elogiarem Gordon Moore, cofundador e primeiro CEO da Intel, falecido em 24/03/2023, aos 94 anos de idade. A maioria dos discursos teceu reflexões sobre Moore – com testemunhos de seu gênio, realizações e humanidade. 

No legado deixado por Moore, é bastante conhecida a "Lei de Moore” desde que afirmou que o número de transistores em um circuito integrado dobra (ou mais) a cada dois anos. Em essência, isso significa que os fabricantes de chips estão sempre tentando encolher os transistores, para incluí-los, cada vez mais, em um microchip. Hoje as dimensões dos transistores são medidas em alguns nanômetros.

 

Intel Co-Founder Gordon Moore Dies

Data do upload: 24 de mar. de 2023

Martin van den Brink

Para mostrar o quão grande foi a manutenção da Lei de Moore, Martin van den Brink, CTO da ASML, referiu-se ao problema do arroz e do tabuleiro de xadrez , no qual o número de grãos de arroz - um substituto para os transistores - é duplicado a cada passo sucessivo. 

O crescimento exponencial no número de transístores que podem ser colocados num chip desde 1959 significa que um único grão de arroz naquela altura tornou-se agora o equivalente a três navios-tanque, cada um com 240 metros de comprimento, cheios de arroz. É muito arroz! No entanto, a Lei de Moore obriga a ASML – obriga toda a indústria tecnológica – a continuar a avançar. Cada era da computação, mais recentemente a da IA, trouxe exigências crescentes, explicou van den Brink. Por outras palavras, embora três camiões-cisterna cheios de arroz possam parecer muito, amanhã precisaremos de seis. Depois 12. Depois 24. E assim por diante, completou. 

Nos últimos anos, as máquinas da ASML impediram que a Lei de Moore falhasse. Hoje, elas são as únicas no mundo capazes de produzir circuitos na densidade necessária para manter os fabricantes de chips no caminho certo. É a premissa da própria Lei de Moore, disse van den Brink, que impulsiona a indústria, ano após ano.

A tecnologia da ASML, sempre foi ao encontro para atender às demandas, graças ao investimento da empresa na criação de ferramentas capazes de produzir características cada vez mais refinadas: as máquinas de litografia de ultravioleta extremo (EUV) que ela lançou amplamente em 2017, máquinas EUV de abertura numérica (alto NA) que está lançando agora, e as máquinas EUV hiper-NA que esboçou para o futuro.

Hoje em dia, quando falamos sobre computação, tendemos a falar sobre software e os engenheiros que o escrevem. Mas não estaríamos em lugar nenhum sem o hardware e as ciências físicas que permitiram sua criação – disciplinas como óptica, ciência dos materiais e engenharia mecânica. É graças aos avanços nessas áreas que podemos fabricar os chips nos quais residem todos os 1 e 0 do mundo digital. Sem eles, a computação moderna teria sido impossível. 

A litografia semicondutora, processo de fabricação responsável pela produção de chips de computador, tem raízes de 70 anos. A sua história de origem é tão simples quanto o processo atual é complexo: a tecnologia começou em meados da década de 1950, quando um físico chamado Jay Lathrop virou as lentes do seu microscópio de cabeça para baixo.

Jay Lathrop passou os verões das décadas de 1970 e 1980
 trabalhando com seu amigo Jack Kilby em tecnologias solares.
BIBLIOTECAS SMU

Lathrop, que morreu no ano passado aos 95 anos, dificilmente é lembrado hoje. Mas o processo de litografia que ele e seu parceiro de laboratório patentearam em 1957 transformou o mundo. A melhoria constante nos métodos litográficos produziu circuitos cada vez menores e quantidades anteriormente inimagináveis ​​de poder computacional, transformando indústrias inteiras e nossas vidas diárias. 

Hoje a litografia é um grande negócio com pequenas margens de erro. A líder mundial, a empresa holandesa ASML, é também a maior empresa de tecnologia da Europa em capitalização de mercado, e seus chips feitos com as ferramentas de litografia ultraavançadas citadas acima, podem ser encontrados em seu telefone, PC e nos data centers que processam e lembram nossos dados.

Uma pastilha de silício é mostrada abaixo de um retículo
Um tipo especial de fotomáscara que contém padrões
usados ​​para fabricar circuitos integrados.

Máquina de litografia - ASML

O futuro

A próxima grande ideia para ASML, de acordo com van den Brink e outros executivos da empresa. é a tecnologia hiper-NA ((Numerical Aperture). As máquinas de alto NA da empresa têm uma abertura numérica de 0,55. As ferramentas Hyper-NA teriam uma abertura numérica superior a 0,7. O que isso significa, em última análise, é que o hiper NA, se for bem-sucedido, permitirá à empresa criar máquinas que permitem aos fabricantes reduzir ainda mais as dimensões dos transistores – presumindo que os pesquisadores possam desenvolver componentes de chip que funcionem bem em dimensões tão pequenas.

No entanto, embora hoje todos apostem na ASML para continuar a impulsionar a indústria, há especulações de que um concorrente poderá emergir da China . Van den Brink rejeitou esta possibilidade, citando a lacuna até mesmo na litografia de última geração. “Sinto-me bastante confortável de que levará muito tempo até que eles possam copiar isso”.