Tecnologia Transformando a Engenharia de Chips

A corrida pelo desenvolvimento de semicondutores está se intensificando. Diante da escassez de mão de obra, atrasos na cadeia de suprimentos e escassez de materiais, os fabricantes de chips estão correndo para desenvolver produtos semicondutores novos e aprimorados.

De 2019 a 2022, os custos de fabricação aumentaram em 7% e os preços de importação aumentaram em 5.7%. As tecnologias disruptivas podem dar às empresas uma maneira de navegar pela demanda elevada e pela tensão logística que impacta seus resultados financeiros.

4 tecnologias que vão revolucionar a engenharia de semicondutores

1. O composto macio auto-regenerador e que se transforma

Pesquisadores da Carnegie Mellon University criaram o "Thubber", um novo material composto macio que combina elastômeros líquidos com gotículas microscópicas de liga de gálio e índio. Ele ostenta alta condutividade elétrica e térmica, operando de -80°C a 200°C, semelhante à borracha de silicone líquido. O Thubber gera aquecimento interno quando uma corrente elétrica é aplicada, tornando fontes externas de calor desnecessárias. Ele também pode ser moldado em filmes finos ultraflexíveis, superando os desafios impostos pela graxa térmica ou placas de alumínio.

Uma varredura nano-CT de “thubber”, mostrando as microgotículas de metal líquido dentro do material de borracha. Fonte: Carnegie Mellon University

2. Nanotubos de carbono envolto em polímero tipo fita

Pesquisadores da Duke University desenvolveram um método para semicondutores baseados em carbono usando cilindros microscópicos de átomos de carbono, mais fortes que o aço e mais finos que um fio de cabelo humano. Essa descoberta aborda limitações anteriores em que tais cilindros não podiam ser desligados, dificultando suas aplicações eletrônicas. A equipe resolveu isso envolvendo polímeros especiais em nanotubos metálicos, transformando-os de condutores em semicondutores.

3. Substratos de vidro para embalagens de semicondutores

O vidro oferece acessibilidade, excelentes propriedades térmicas e características físicas semelhantes ao silício. Ele retém sua forma ao longo do tempo com deformação ou degradação mínima, aumentando a durabilidade e a eficiência dos eletrônicos.

Substratos de vidro prometem desempenho de sinal superior em comparação aos substratos orgânicos atuais, impulsionando sua crescente adoção em embalagens semicondutoras avançadas. Eles são bem adequados para aplicações emergentes que exigem interconexões densas e de alto desempenho em eletrônicos de última geração.

4. Transistor de efeito de campo ferroelétrico bidimensional

Os fabricantes de chips estão correndo para aproveitar a IA para microchips, mas enfrentam desafios devido à sua natureza intensiva em energia. O surgimento do transistor de efeito de campo ferroelétrico bidimensional, usando óxido de háfnio e sulfeto de estanho, oferece características elétricas promissoras. Ele opera significativamente mais rápido do que as sinapses humanas, com consumo mínimo de energia, abrindo caminho para redes neuromórficas artificiais de ultrabaixa potência e alta precisão na nanoescala.