Chips cada vez menores podem ter seus dias contados
17 de dezembro de 2007 • 11h59
Réplica do primeiro transistor é milhões de vezes maior do que os atuais
Sessenta anos depois da invenção dos transistores e cerca de cinco décadas desde que eles foram integrados em chips de silício, os dispositivos chamados de "células nervosas" da era da informação estão começando a mostrar traços da idade.
Os dispositivos - cuja miniaturização ao longo do tempo marcou uma corrida por eletrônicos menores, mais rápidos e mais baratos - chegaram a um tamanho tão pequeno que virá o dia em que será fisicamente impossível fazê-los menores.
Uma vez que um fabricante não pode colocar mais transistores em uma fatia de silício, os aumentos de performance e reduções de custo na computação ao longo dos anos podem diminuir. E o motor à frente da revolução digital - e da economia moderna - pode parar.
Até Gordon Moore, co-fundador da Intel, que fez uma famosa predição em 1965, dizendo que o número de transistores em um chip dobraria a cada dois anos, vê que o final desta era pode estar chegando rapidamente - uma conseqüência que a indústria esta tentando evitar. "Eu vejo mais uma década, mais ou menos", diz a respeito do axioma agora chamado de A Lei de Moore. "Além disso, as coisas parecem difíceis. Mas este já foi o caso outras vezes no passado."
Preparando-se para o dia em que não seja mais possível a adição transistores, fabricantes estão investindo bilhões de dólares na criação de novas formas de usar transistores existentes, ensinando-os a se comportarem de formas diferentes e mais poderosas.
A Intel, maior fabricante de semicondutores do mundo, prevê que um número de tecnologias alternativas "altamente especulativas", como a computação quântica, interruptores ópticos e outros métodos, serão necessários para levar a Lei de Moore para além de 2020.
"As coisas estão mudando mais rapidamente agora, neste atual período, do que por muitas décadas", disse Justin Rattner, CTO (diretor de tecnologia) da Intel. "O passo da mudança está acelerando porque estamos nos aproximando de um número diferente de limites físicos ao mesmo tempo. Estamos realmente trabalhando horas extras para ter certeza que podemos continuar a seguir a Lei de Moore", falou.
Transistores funcionam como interruptores de luz, ligando e desligando dentro de um chip, gerando zeros e uns que guardam e processam informação dentro de um computador.
O transistor foi inventado pelos cientistas William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain para amplificar a voz nos telefonemas para um projeto do Bell Labs, esforço pelo qual mais tarde receberam o Nobel de Física.
Em 16 de dezembro de 1947, Bardeen e Brattain criaram o primeiro transistor. No mês seguinte, em 23 de janeiro de 1948, Shockley, membro da mesma equipe, inventou outro tipo, que passou a ser o preferido por ser mais fácil de fabricar.
Por causa da diminuição do tamanho e do baixo consumo de energia, o transistor se tornou o candidato ideal para substituir a válvula, que era utilizada para amplificar sinais elétricos e alternar correntes. A AT&T os viu como substitutos para interruptores telefônicos.
Transistores eventualmente chegaram aos rádios portáteis e outros dispositivos eletrônicos, e hoje são utilizados para a criação de blocos de circuitos integrados, outra invenção que ganhou o prêmio Nobel, que é a fundação para microprocessadores, chips de memória e outros tipos de semicondutores.
Desde a invenção do circuito integrado, no final da década de 50 - separadamente por Jack Kilby, da Texas Instruments, e Robert Noyce, futuro co-fundador da Intel - o passo da inovação tem sido muito grande.
O número de transistores em microprocessadores - o cérebro dos computadores - saltou de alguns milhares nos anos 70 para quase um bilhão atualmente, um feito que demonstrou uma força computacional previamente inimaginável.
"Eu penso que o transistor estará presente por muito tempo", disse Moore. "Sempre houve idéias sobre como pessoas vão substituí-lo e é sempre perigoso prever que algo não vai acontecer, mas eu não vejo qualquer coisa que poderia realmente substituir o transistor", falou.
Mas nos últimos anos houve muitos problemas. Um deles foi tentar evitar que o calor excessivo escapasse dos componentes cada vez mais finos. Isto levou fabricantes de chips a buscarem novos materiais e outras formas de melhorar a performance.
No início deste ano, a Intel e a IBM anunciaram separadamente que haviam descoberto formas de melhorar a eficiência do transistor. A solução envolve substituir o dióxido de silício, usado há mais de 40 anos como isolante, mas que ficou desde então mais fino, por vários metais em partes chamadas "the gate", que ligam e desligam o transistor, e "gate dielectric", uma camada isolante que ajuda a melhorar a performance e reter energia.
Novas formas de prever o vazamento de eletricidade e outros problemas ainda estão sendo pesquisadas. "A única coisa com mais freqüência do que a Lei de Moore é sua queda - todo mundo errou", disse Greg Papadopoulos, CTO da Sun Microsystems.